申请/专利权人：浙江大学;之江实验室

申请日：2023-05-19

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN116593853B

主分类号：G01R31/26

分类号：G01R31/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2023.09.01#实质审查的生效;2023.08.15#公开

摘要：本发明公开了一种提取晶体管器件热特性参数的简单量测方法，通过高时间分辨率快速测试获得晶体管器件小于等于1ns上升沿时间开启后由于自热效应导致的漏极电流退化与时间的关系，基于漏极电流的温度敏感性标定器件沟道温度变化；根据一阶电路全响应方程拟合晶体管器件沟道温度与时间的关系获得热时间常数；利用沟道温度与器件功率的变化关系求解热阻参数，进而获得热容参数。本发明通过高时间分辨率快速测试可以捕捉晶体管器件热饱和全过程，基于一阶电路全响应方程能够准确拟合器件沟道加热过程的热时间常数，并提取热阻、热容参数，是直接评估器件自热效应的有效方法，热特性参数的准确提取能够为电路设计提供参考依据，优化器件热阻抗设计。

主权项：1.一种提取晶体管器件热特性参数的简单量测方法，包括如下步骤：1利用脉冲信号发生器向待测晶体管器件的栅极施加长脉宽脉冲电压信号VG，并通过高带宽示波器一通道采集该脉冲电压信号VG，同时给待测晶体管器件的漏极施加电压VD；所述长脉宽脉冲电压信号VG的上升沿小于等于1ns，其脉宽长度要保证待测晶体管器件沟道热饱和，漏极电流ID不再下降；2通过高带宽示波器二通道采集经过待测晶体管器件的输出脉冲电压信号Vout，并计算流经待测晶体管器件的漏极电流ID以得到漏极电流ID与时间t的关系；3改变载物台温度Tchuck，记录不同载物台温度下栅极施加相同脉冲电压信号VG得到的漏极电流ID与时间t的关系；4在不同载物台温度下将器件开启1ns得到的漏极电流ID作为待测晶体管器件沟道温度Tchannel等于Tchuck时对应的漏极电流，从而获得不受自热效应影响情况下漏极电流ID与温度T的关系；5基于漏极电流ID与温度T的关系将漏极电流ID与时间t的关系转换为沟道温度Tchannel与时间t的关系，并利用一阶电路全响应方程拟合出待测晶体管器件沟道温度Tchannel与时间t的关系式，从而获得热时间常数τ，具体地：所述一阶电路全响应方程表达式如下： 其中：yt为t时刻的电气量，y0为初始时刻的电气量，y∞为无穷时刻的电气量，ρ为时间常数；进而根据漏极电流ID与时间t的关系以及漏极电流ID与温度T的关系，以漏极电流ID为中介将上述一阶电路全响应方程转换为沟道温度Tchannel与时间t的关系式如下： 其中：Tt为t时刻待测晶体管器件的沟道温度，T0为初始时刻待测晶体管器件的沟道温度，T∞为无穷时刻待测晶体管器件的沟道温度；由于待测晶体管器件在1ns的快速上升沿时间内没有产生自热，初始时刻待测晶体管器件的沟道温度T0即等于载物台温度Tchuck；由于待测晶体管器件自热效应加热的同时也会散热，无穷时刻待测晶体管器件的沟道温度T∞即等于待测晶体管器件沟道温度达到热饱和时的温度；6根据沟道温度变化量通过以下关系式计算待测晶体管器件的热阻参数Rth； 进而根据热阻参数Rth和热时间常数τ，通过以下关系式计算出待测晶体管器件的热容参数Cth； 其中：ΔT为待测晶体管器件沟道温度从初始时刻到沟道热饱和时的温度变化量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江大学;之江实验室 一种提取晶体管器件热特性参数的简单量测方法

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