基于LabVIEW的三極管壽命測試系統

　　隨著航空，航天，能源工業等領域對電子產品質量的要求日益提高，電子產品的可靠性問題受到越來越廣泛的重視。電子產品在使用過程中會遇到不同環境條件，在熱脹冷縮的應力作用下，熱匹配性能力差的電子元器件就容易失效，導致電子產品故障，造成巨大的人力和財力損失。電子元器件的老化測試就是仿照或者等效產品的使用狀態，通過測試，將不符合器件剔除，將電子產品的質量在加工初期進行有效地控制，以保證電子產品使用的可靠性和穩定性。

　　針對電子元器件的這種情況，我們開發了一種老化測試系統，可以主要針對功率器件(功率三極管、VDMOS，IGBT等)，通過有規律給元器件通電和斷電，循環施加電應力和熱應力，檢驗其承受循環應力的能力。

　　1工作原理

　　通過給晶體管通電加熱，使晶體管在當前恒定功率下工作，通過一段時間后，晶體管因為發熱而使得器件的結溫持續升高，到達設定值后，斷開恒流源和恒壓源，給器件通

　　風，使其溫度降低到設定值，反復這個過程，就可以較為準確的算出該器件的加熱時間和冷卻時間，達到了間歇測試的目的。基本的工作原理圖如1所示。

　　圖1 間歇壽命測試循環示意圖

　　半導體器件的熱阻通常定義為：

　　其中RθJX=器件結點到具體環境的熱阻(替代符號是θJX)[℃/W];

　　TJ=穩定狀態測試條件下的器件結溫[℃];

　　TX=環境的參考溫度[℃];

　　PH=設備功耗[W];

　　測試條件下器件結溫可表示為：

　　Tj=TJ0+△TJ

　　其中TJ0=器件加熱前的初始結溫[℃];

　　△TJ=器件結溫變化量

　　通過溫度敏感參數(TSP)來表示結溫變化量，公式為：

　　△TJ=K×△TSP

　　其中△TSP=溫度敏感參數的變化量[mV];

　　K=定義TJ和TSP變化關系的常量[℃/mV];

　　溫度敏感參數可表示為：

　　TSP=Ie×-4Vce

　　其中Ie=冷卻測量時刻加的恒流源值[mV];

　　Vce=器件的結電壓值[mV];

　　K系數為結溫隨結電壓的變化關系，固定器K件系數為常量，不同器件K的系數不同，可在試驗器件的資料中查出，或者廠家給出。其計算公式可表示為：

　　其中TJ1和TJ2為兩個時刻的結溫，Vce1和Vce2為結溫對應的結電壓。