一種功率mosfet封裝熱阻比較裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種功率MOSFET封裝熱阻比較裝置，包括可調(diào)直流電源、開關(guān)電源、恒流控制板、雙路點溫計、功率MOSFET和散熱器，其中功率MOSFET壓接在散熱器上；恒流控制板精確控制不同的功率MOSFET工作在放大區(qū)并保證相同的功率耗散，通過雙路點溫計測量功率MOSFET表面和位于其下部的散熱器上的溫度。本實用新型通過恒流控制板的控制作用，使流過功率MOSFET的電流得到精確控制，極大減小了由于不同功率MOSFET存在的開啟電壓差異而導(dǎo)致的電流差異。同時，在相同的功率耗散條件下，通過雙路點溫計測量功率MOSFET表面和位于其下部的散熱器上的溫度，可以較快捷并準(zhǔn)確地比較出不同功率MOSFET封裝熱阻的大小。
【專利說明】
一種功率MOSFET封裝熱阻比較裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種功率MOSFET封裝熱阻比較裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對于功率MOSFET來說，其性能不僅與芯片電參數(shù)有關(guān)，而且封裝過程中選用的塑封料、框架、焊料(或粘片膠)、引線及生產(chǎn)工藝等也會對其性能產(chǎn)生極大的影響。其中還有一個對其性能影響較大的參數(shù)是封裝熱阻，封裝熱阻的大小表明了其向外部擴(kuò)散熱量的能力，對產(chǎn)品的可靠性起了非常關(guān)鍵的作用。因此在實際的生產(chǎn)和使用中，經(jīng)常需要對功率MOSFET的封裝熱阻進(jìn)行簡單比較或測量，以確定其性能的優(yōu)劣。
[0003]目前，一般使用熱阻測試儀來測量功率MOSFET的封裝熱阻，雖然可以直接測量出封裝熱阻，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格非常高，很多企業(yè)和個人無法承受，不能在實際的生產(chǎn)和使用中被廣泛應(yīng)用。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)中還有另外一種比較簡便快捷的方式，即通過在工作狀態(tài)下直接測量功率MOSFET的溫升來對比封裝內(nèi)阻。但是這種方式是不科學(xué)的，因為對于不同的功率MOSFET來說，其動態(tài)和靜態(tài)參數(shù)是存在差異的，即使是在相同工作條件下，器件本身也不可能有相同的功率耗散，所以測得的溫升也不能完全反映封裝熱阻的大小，對比結(jié)果精度較低。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提供一種功率MOSFET封裝熱阻比較裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的測量裝置使用成本高以及對比結(jié)果精度較低的問題。
[0006]本實用新型提供一種功率MOSFET封裝熱阻比較裝置，包括可調(diào)直流電源、開關(guān)電源、恒流控制板、雙路點溫計、功率MOSFET和散熱器，其中所述功率MOSFET壓接在所述散熱器上;所述可調(diào)直流電源的輸出正極與所述功率MOSFET的漏極連接，輸出負(fù)極與所述恒流控制板的電源負(fù)極連接;所述開關(guān)電源的輸出正級與所述恒流控制板的電源正極連接，輸出負(fù)極與所述恒流控制板的電源負(fù)極連接;所述恒流控制板的驅(qū)動端和回流端分別與所述功率MOSFET的柵極和源極連接，所述雙路點溫計的兩路探頭分別測量所述功率MOSFET的表面溫度以及所述散熱器上位于所述功率MOSFET底部處的溫度。
[0007]作為本實用新型的優(yōu)選方式，所述恒流控制板上設(shè)有恒流控制芯片，所述恒流控制芯片具有八個引腳，分別為第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳、第六引腳、第七引腳和第八引腳，所述恒流控制芯片上還設(shè)有第一運算放大器、第二運算放大器和電壓基準(zhǔn)。
[0008]作為本實用新型的優(yōu)選方式，所述第一運算放大器的輸出端管腳與所述恒流控制芯片的第一引腳連接，負(fù)極輸入端管腳與所述恒流控制芯片的第二引腳連接，正極輸入端管腳分別與所述恒流控制芯片的第三引腳和所述電壓基準(zhǔn)連接，所述電壓基準(zhǔn)的另一端與所述恒流控制芯片的第四引腳連接;所述第二運算放大器的輸出端管腳與所述恒流控制芯片的第七引腳連接，負(fù)極輸入端管腳與所述恒流控制芯片的第六引腳連接，正極輸入端管腳與所述恒流控制芯片的第五引腳連接。
[0009]作為本實用新型的優(yōu)選方式，所述恒流控制板上還設(shè)有四個分壓電阻、一個電流采樣電阻和三個濾波電容，其中所述四個分壓電阻分別為第一分壓分阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻和第四分壓電阻，所述三個濾波電容分別為第一濾波電容、第二濾波電容和第三濾波電容;所述恒流控制芯片的第八引腳和第四引腳經(jīng)所述第三濾波電容濾波后分別與所述恒流控制板的電源正極和電源負(fù)極連接;所述恒流控制芯片的第一引腳和第二引腳分別與所述第一分壓電阻連接，所述第一分壓電阻的另一端分別與所述第二分壓電阻和所述恒流控制芯片的第五引腳連接，所述第二分壓電阻的另一端與所述恒流控制芯片的第四引腳連接;所述第一濾波電容的一端與所述恒流控制芯片的第五引腳連接，另一端與所述恒流控制芯片的第四引腳連接;所述電流采樣電阻的一端與所述恒流控制板的回流端連接，同時還經(jīng)所述第四分壓電阻與所述恒流控制芯片的第六引腳連接;所述第三分壓電阻的一端與所述恒流控制芯片的第七引腳連接，另一端分別與所述恒流控制板的驅(qū)動端和所述第二濾波電容連接;所述第一濾波電容、所述電流采樣電阻以及所述第二濾波電容的另一端還均與所述恒流控制板的電源負(fù)極連接。
[0010]作為本實用新型的優(yōu)選方式，還包括交流輸入電源，所述交流輸入電源分別與所述可調(diào)直流電源和所述開關(guān)電源連接。
[0011]作為本實用新型的優(yōu)選方式，所述開關(guān)電源的輸出電壓為15V。
[0012]本實用新型提供的一種功率MOSFET封裝熱阻比較裝置，通過恒流控制板的控制作用，使流過功率MOSFET的電流得到精確控制，極大減小了由于不同功率MOSFET存在的開啟電壓差異而導(dǎo)致的電流差異。另外，由于功率MOSFET的漏極和源極上的電壓等于可調(diào)直流電源的電壓或采樣電阻RS上的電壓，所以恒定的電流和確定的電壓保證了在測試不同功率MOSFET時，其耗散的功率是一樣的；因此在相同的功率耗散條件下，通過雙路點溫計測量功率MOSFET表面和位于其下部的散熱器上的溫度，可以較快捷并準(zhǔn)確地比較出不同功率MOSFET封裝熱阻的大小，在實際的生產(chǎn)和使用非常實用。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實用新型實施例提供的功率MOSFET封裝熱阻比較裝置的電路原理圖；
[0015]圖2為本實用新型實施例提供的功率MOSFET封裝熱阻比較裝置中恒流控制板的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0017]本實用新型實施例公開了一種功率MOSFET封裝熱阻比較裝置，在對功率MOSFET的封裝熱阻進(jìn)行簡單比較以確定其性能的優(yōu)劣時，比前述現(xiàn)有技術(shù)中提供的兩種方式更實用，而且該裝置成本較低、對比精度較高，在實際的生產(chǎn)和使用中非常實用。
[0018]參照圖1所示，本實用新型實施例提供的一種功率MOSFET封裝熱阻比較裝置，包括交流輸入電源、可調(diào)直流電源、開關(guān)電源、恒流控制板、雙路點溫計、功率MOSFET和散熱器，其中功率MOSFET壓接在散熱器上。交流輸入電源給可調(diào)直流電源和開關(guān)電源供電，可調(diào)直流電源的輸出提供功率MOSFET的耗散功率，開關(guān)電源為恒流控制板供電。恒流控制板精確控制不同的功率MOSFET工作在放大區(qū)并保證相同的功率耗散，通過雙路點溫計測量功率MOSFET表面和位于其下部的散熱器上的溫度。根據(jù)要比較的不同功率MOSFET表面溫度差異的多少，可以準(zhǔn)確地看出要比較的不同待測功率MOSFET封裝熱阻的差異大小。其中，交流輸入電源為220V交流電源，開關(guān)電源的輸出電壓為15V。
[0019]交流輸入電源分別與可調(diào)直流電源和開關(guān)電源連接，即可調(diào)直流電源的各個輸入端(L、N、PE)和開關(guān)電源的各個輸入端(L、N、PE)分別與交流輸入電源的各個輸出端(L、N、PE)分別對應(yīng)連接?？烧{(diào)直流電源的輸出正極與功率MOSFET的漏極連接，其輸出負(fù)極與所述恒流控制板的電源負(fù)極連接。開關(guān)電源的輸出正級與恒流控制板的電源正極連接，其輸出負(fù)極與恒流控制板的電源負(fù)極連接。恒流控制板的驅(qū)動端和回流端分別與功率MOSFET的柵極和源極連接，雙路點溫計的口 A處的探頭測量功率MOSFET的表面溫度，雙路點溫計的口 B處的探頭測量散熱器上位于功率MOSFET下部位置處的溫度。
[0020]進(jìn)一步參照圖2所示，恒流控制板上設(shè)有恒流控制芯片IC1，該恒流控制芯片ICl具有八個引腳，分別為第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳、第六引腳、第七引腳和第八引腳，恒流控制芯片ICl上還設(shè)有第一運算放大器AP1、第二運算放大器AP2和電壓基準(zhǔn)D'。其中，第一運算放大器APl的輸出端管腳與恒流控制芯片ICl的第一引腳連接，負(fù)極輸入端管腳與恒流控制芯片ICl的第二引腳連接，正極輸入端管腳分別與恒流控制芯片ICl的第三引腳和電壓基準(zhǔn)IV連接，電壓基準(zhǔn)D'的另一端與恒流控制芯片ICl的第四引腳連接。第二運算放大器AP2的輸出端管腳與恒流控制芯片ICl的第七引腳連接，負(fù)極輸入端管腳與恒流控制芯片ICl的第六引腳連接，正極輸入端管腳與恒流控制芯片ICl的第五引腳連接。
[0021]恒流控制板上還設(shè)有四個分壓電阻、一個電流采樣電阻和三個濾波電容，其中四個分壓電阻分別為第一分壓分阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻和第四分壓電阻，三個濾波電容分別為第一濾波電容、第二濾波電容和第三濾波電容。其中，恒流控制芯片ICl的第八引腳和第四引腳經(jīng)第三濾波電容C3濾波后，分別與恒流控制板的電源正極和電源負(fù)極連接，第三濾波電容C3可起到電源退耦的作用。恒流控制芯片ICl的第一引腳和第二引腳分別與第一分壓電阻Rl連接，第一分壓電阻Rl的另一端分別與第二分壓電阻R2和恒流控制芯片ICl的第五引腳連接，第二分壓電阻R2的另一端與恒流控制芯片ICl的第四引腳連接。第一濾波電容Cl的一端與恒流控制芯片ICl的第五引腳連接，另一端與恒流控制芯片ICl的第四引腳連接。電流采樣電阻RS的一端與恒流控制板的回流端連接，同時還經(jīng)第四分壓電阻R4與恒流控制芯片ICl的第六引腳連接。第三分壓電阻R3的一端與恒流控制芯片ICl的第七引腳連接，另一端分別與恒流控制板的驅(qū)動端和第二濾波電容C2連接。第一濾波電容Cl、電流采樣電阻RS以及第二濾波電容C2的另一端還均與恒流控制板的電源負(fù)極連接。
[0022]在上述的恒流控制板中，恒流控制芯片ICl中的第一運算放大器APl構(gòu)成電壓跟隨器，第二運算放大器AP2構(gòu)成電壓比較器。恒流控制板通過由第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2預(yù)設(shè)的比較閥值，即電平值，從而精確控制功率MOSFET的耗散功率，控制回路中第二運算放大器AP2、功率MOSFET、采樣電阻RS組成負(fù)反饋回路。
[0023]本實用新型實施例提供的一種功率MOSFET封裝熱阻比較裝置，其具體工作方式為:接通交流輸入電源后，開關(guān)電源給恒流控制板供電，恒流控制板上的恒流控制芯片ICl開始工作，恒流控制芯片ICl的內(nèi)部電壓基準(zhǔn)IV產(chǎn)生2.5V的基準(zhǔn)電壓。該基準(zhǔn)電壓通過第一運算放大器APl進(jìn)行電壓跟隨，然后經(jīng)恒流控制芯片ICl的第一引腳輸出，再經(jīng)第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2分壓、第一濾波電容Cl濾波后輸入到恒流控制芯片ICl的第五引腳作為第二運算放大器AP2的輸入比較閥值電平。第二運算放大器AP2的另一路輸入信號是來自可調(diào)直流電源的輸出正極經(jīng)功率MOSFET的漏極D流到其源極S，然后再到恒流控制板的回流端，進(jìn)一步經(jīng)電流采樣電阻RS電流采樣后的電壓。
[0024]當(dāng)流過功率MOSFET的電流比較小的情況下，電流采樣電阻RS上的電壓未達(dá)到恒流控制芯片ICl的第五引腳的比較閥值電平，第二運算放大器AP2輸出高電壓至恒流控制芯片ICl的第七引腳，經(jīng)第三分壓電阻R3輸出到恒流控制板的驅(qū)動端，再到功率MOSFET的柵極G。這時功率MOSFET會趨向于打開狀態(tài)，則流過功率MOSFET的電流會增大，電流采樣電阻RS上壓降也會隨著增大，當(dāng)這個壓降增大到大于恒流控制芯片ICl的第五引腳的比較閥值電平時，第二運算放大器AP2輸出低電壓至恒流控制芯片ICl的第七引腳，經(jīng)第三分壓電阻R3輸出到恒流控制板的驅(qū)動端再到功率MOSFET的柵極G。這時功率MOSFET會趨向于關(guān)閉狀態(tài)，則流過功率MOSFET的電流會減小，電流采樣電阻RS上壓降也會隨著減小。
[0025]這樣就形成了一個負(fù)反饋控制回路，最終將流過電流采樣電阻RS的電流，也就是流過功率MOSFET的電流控制穩(wěn)定在一個限定值上，這個電流值等于恒流控制芯片ICl的第五引腳的比較閥值電平除以電流采樣電阻RS的電阻值。功率MOSFET的耗散功率穩(wěn)定在這個電流與電壓降的乘積上，經(jīng)散熱器向外擴(kuò)散熱量。經(jīng)過一段時間達(dá)到熱平衡，在這個過程中可以每隔一定時間記錄功率MOSFET的表面溫度和散熱器上位于功率MOSFET下部位置處的溫度。測量完成后，用同樣的方法再測量另外一個要比較的功率M0SFET，并記錄溫度。兩個功率MOSFET在測量完成后，對比記錄的溫度。由于本裝置可以精確地控制不同功率MOSFET的耗散功率達(dá)到一致，所以表面溫度較高的功率MOSFET的封裝熱阻大，相應(yīng)的導(dǎo)熱能力也差。此外，根據(jù)溫度差異的多少，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以準(zhǔn)確地比較出兩個功率MOSFET的封裝熱阻的差異大小。
[0026]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種功率MOSFET封裝熱阻比較裝置，其特征在于，包括可調(diào)直流電源、開關(guān)電源、恒流控制板、雙路點溫計、功率MOSFET和散熱器，其中所述功率MOSFET壓接在所述散熱器上；所述可調(diào)直流電源的輸出正極與所述功率MOSFET的漏極連接，輸出負(fù)極與所述恒流控制板的電源負(fù)極連接;所述開關(guān)電源的輸出正級與所述恒流控制板的電源正極連接，輸出負(fù)極與所述恒流控制板的電源負(fù)極連接;所述恒流控制板的驅(qū)動端和回流端分別與所述功率MOSFET的柵極和源極連接，所述雙路點溫計的兩路探頭分別測量所述功率MOSFET的表面溫度以及所述散熱器上位于所述功率MOSFET下部位置處的溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述恒流控制板上設(shè)有恒流控制芯片，所述恒流控制芯片具有八個引腳，分別為第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳、第六引腳、第七引腳和第八引腳，所述恒流控制芯片上還設(shè)有第一運算放大器、第二運算放大器和電壓基準(zhǔn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一運算放大器的輸出端管腳與所述恒流控制芯片的第一引腳連接，負(fù)極輸入端管腳與所述恒流控制芯片的第二引腳連接，正極輸入端管腳分別與所述恒流控制芯片的第三引腳和所述電壓基準(zhǔn)連接，所述電壓基準(zhǔn)的另一端與所述恒流控制芯片的第四引腳連接;所述第二運算放大器的輸出端管腳與所述恒流控制芯片的第七引腳連接，負(fù)極輸入端管腳與所述恒流控制芯片的第六引腳連接，正極輸入端管腳與所述恒流控制芯片的第五引腳連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述恒流控制板上還設(shè)有四個分壓電阻、一個電流米樣電阻和三個濾波電容，其中所述四個分壓電阻分別為第一分壓分阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻和第四分壓電阻，所述三個濾波電容分別為第一濾波電容、第二濾波電容和第三濾波電容;所述恒流控制芯片的第八引腳和第四引腳經(jīng)所述第三濾波電容濾波后分別與所述恒流控制板的電源正極和電源負(fù)極連接;所述恒流控制芯片的第一引腳和第二引腳分別與所述第一分壓電阻連接，所述第一分壓電阻的另一端分別與所述第二分壓電阻和所述恒流控制芯片的第五引腳連接，所述第二分壓電阻的另一端與所述恒流控制芯片的第四引腳連接;所述第一濾波電容的一端與所述恒流控制芯片的第五引腳連接，另一端與所述恒流控制芯片的第四引腳連接;所述電流采樣電阻的一端與所述恒流控制板的回流端連接，同時還經(jīng)所述第四分壓電阻與所述恒流控制芯片的第六引腳連接;所述第三分壓電阻的一端與所述恒流控制芯片的第七引腳連接，另一端分別與所述恒流控制板的驅(qū)動端和所述第二濾波電容連接;所述第一濾波電容、所述電流采樣電阻以及所述第二濾波電容的另一端還均與所述恒流控制板的電源負(fù)極連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，還包括交流輸入電源，所述交流輸入電源分別與所述可調(diào)直流電源和所述開關(guān)電源連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述開關(guān)電源的輸出電壓為15V。
【文檔編號】G01R31/26GK205484685SQ201620180738
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月9日
【發(fā)明人】劉義芳
【申請人】西安后羿半導(dǎo)體科技有限公司