本發(fā)明屬于集成電路集成及測試,進一步來說涉及晶體管陣列器件集成及測試領(lǐng)域,具體來說,涉及多通道高壓大電流晶體管陣列及其可靠性試驗方法和電路。
背景技術(shù):
1、在半導(dǎo)體技術(shù)迅猛發(fā)展的當下,隨著集成電路集成度的不斷攀升以及電子產(chǎn)品功能的日益復(fù)雜多元,對其中關(guān)鍵組件的性能和可靠性提出了極為嚴苛的要求。多通道高壓大電流晶體管陣列作為一種在各類電子電路中廣泛應(yīng)用的核心半導(dǎo)體器件,其可靠性直接關(guān)乎整個電子系統(tǒng)的穩(wěn)定運行與使用壽命。
2、在以往的半導(dǎo)體發(fā)展進程中,晶體管的尺寸持續(xù)微縮,諸如多通道晶體管陣列更是在有限的芯片面積上集成了多個通道,實現(xiàn)了更為復(fù)雜的電路功能。然而,這一技術(shù)的突破也帶來了諸多挑戰(zhàn)。一方面,隨著通道數(shù)量的增加以及晶體管尺寸的減小,各通道之間的信號干擾、熱效應(yīng)等問題愈發(fā)顯著,嚴重影響了其可靠性;另一方面,在面對高溫、高壓、強輻射等極端工作環(huán)境下,多通道晶體管陣列的性能穩(wěn)定面臨嚴峻考驗。
3、傳統(tǒng)的可靠性試驗方法和電路已難以滿足當前半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的需求。以往簡單的電氣參數(shù)測試無法全面深入地檢測多通道晶體管陣列在復(fù)雜工礦下的潛在失效模式,如電遷移、熱載流子注入等。而常規(guī)的老化試驗電路在溫度均勻性、應(yīng)力加在精度以及多參數(shù)同步監(jiān)測等方面存在短板,難以精準模擬多通道晶體管陣列在實際應(yīng)用中的復(fù)雜工作條件。因此,研發(fā)?一套先進的、高效的、精準的多通道晶體管可靠性試驗方法及電路,成為推動半導(dǎo)體技術(shù)持續(xù)進步,提升電子電路性能與可靠性的迫切需求。
4、有鑒于此,特提出本發(fā)明。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:解決現(xiàn)有多通道晶體管可靠性試驗方法不能測試各通道之間的信號干擾、熱效應(yīng)、極端工作環(huán)境下潛在失效風(fēng)險的問題。
2、所述多通道高壓大電流晶體管陣列,如圖1所示。其主要內(nèi)容如下:
3、(1)每路晶體管為達林頓晶體管。
4、(2)每路達林頓晶體管串聯(lián)一個基極電阻,外加限流電阻及下拉電阻組成,利用調(diào)節(jié)基極電流來控制三極管集電極ic電流,實現(xiàn)集電極大電流輸出。
5、(3)每路帶有用于開關(guān)感性負載的共陰極續(xù)流二極管(快恢復(fù)嵌位二極管),使電路免受反向電動勢的影響,具有寬工作范圍。
6、(4)該產(chǎn)品采用金屬陶瓷貼片氣密性封裝,提高散熱性能、抗干擾能力和抗惡劣環(huán)境能力。
7、(5)采取2.5d封裝工藝,使晶體管陣列器件高內(nèi)聚、低耦合,提高散熱性能和抗干擾能力。
8、所述多通道高壓大電流晶體管陣列的可靠性試驗方法,包括:
9、(1)常溫功能測試
10、采用單片機編程控制、mos管驅(qū)動、繼電器時序控制電機帶動led顯示的方法,對晶體管陣列器件各陣列電路進行常溫功能測試。
11、(2)高溫功率可靠性驗證方法
12、給晶體管陣列施加高溫應(yīng)力和功率應(yīng)力,按設(shè)定的試驗電路制作老化功能電路板,將晶體管陣列器件安裝在老化板上,放入高溫試驗箱中,施加高精度信號激勵器進行老化。
13、將多路晶體管陣列并聯(lián),形成大電流,以驅(qū)動繼電器、led顯示裝置、光耦器等負載系統(tǒng)。單片機的i/o口輸出高低電平,控制晶體管陣列驅(qū)動電路的開通與關(guān)斷,從而驅(qū)動晶體管陣列,以控制負載的工作與停止。
14、利用單片機程序?qū)y試參數(shù)進行設(shè)置,對設(shè)定測試參數(shù)進行全面性和準確性測量,實時不間斷地對晶體管陣列的工作狀態(tài)進行監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)潛在問題產(chǎn)品。
15、所述多通道高壓大電流晶體管陣列的可靠性試驗方法的試驗電路,如圖2所示。包括:
16、單片機、單片機端口led指示燈、mos驅(qū)動電路、晶體管陣列器件、晶體管陣列器件負載系統(tǒng)。
17、所述單片機的每路接口與相應(yīng)的led指示燈、相應(yīng)的mos驅(qū)動電路單元連接,mos驅(qū)動電路的各單元輸出端與晶體管陣列器件相應(yīng)陣列的基極連接,晶體管陣列器件相應(yīng)陣列的集電極與晶體管陣列器件負載系統(tǒng)連接。
18、所述晶體管陣列器件負載系統(tǒng)由繼電器、電機、光耦器、led顯示裝置組成。晶體管陣列器件的輸出控制繼電器、繼電器控制電機、電機經(jīng)光耦器控制led顯示裝置。
19、有益效果
20、所述晶體管陣列采用金屬陶瓷貼片氣密性封裝,在同類產(chǎn)品中具有體積小、重量輕、用途廣、集成度高,使用便捷等的特點,可直接推動負載工作,具有較強的負載能力,主要在各種電子線路中作電壓控制高壓驅(qū)動器??梢詮V泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域,如基站領(lǐng)域,衛(wèi)星通信,以及主板電路,顯示驅(qū)動,電機驅(qū)動,繼電器控制,自動化生產(chǎn)線等,市場前景廣闊。
21、所述多通道高壓大電流晶體管陣列的可靠性試驗方法及電路操作便捷,及時反饋性強。通過可靠性試驗系統(tǒng)可以實時檢測產(chǎn)品好壞,也利于其他型號產(chǎn)品實現(xiàn)老化試驗,大大提高了研發(fā)工作效率。具有高穩(wěn)定性架構(gòu)、寬動態(tài)范圍測試、低噪聲干擾環(huán)境等優(yōu)勢。可廣泛應(yīng)用于晶體管陣列產(chǎn)品可靠性試驗技術(shù)領(lǐng)域。
1.一種多通道高壓大電流晶體管陣列,其特征在于:
2.如權(quán)利要求1所述的一種多通道高壓大電流晶體管陣列的可靠性試驗方法,其特征在于,包括如下可靠性試驗方法:
3.如權(quán)利要求2所述的一種多通道高壓大電流晶體管陣列的可靠性試驗方法的試驗電路,其特征在于,包括:
4.如權(quán)利要求3所述的一種多通道高壓大電流晶體管陣列的可靠性試驗方法的試驗電路,其特征在于,所述單片機為stm32系列單片機,單片機電路設(shè)計為四種模式:
5.如權(quán)利要求3所述的一種多通道高壓大電流晶體管陣列的可靠性試驗方法的試驗電路,其特征在于:
6.如權(quán)利要求5所述的一種多通道高壓大電流晶體管陣列的可靠性試驗方法的試驗電路,其特征在于:
7.如權(quán)利要求3所述的一種多通道高壓大電流晶體管陣列的可靠性試驗方法的試驗電路,其特征在于:
8.如權(quán)利要求2所述的一種多通道高壓大電流晶體管陣列的可靠性試驗方法,其特征在于:
9.如權(quán)利要求8所述的一種多通道高壓大電流晶體管陣列的可靠性試驗方法的試驗電路,其特征在于:所述推挽式電路的上管為pmos、下管為nmos。
10.如權(quán)利要求1所述的一種多通道高壓大電流晶體管陣列,其特征在于: