Automated quantification of reverse recovery parameters for fast LDMOS devices

Abstract

The technological community is focused in increasing the operating frequency of power devices. There have been numerous efforts to develop transistors which are able to handle significant amounts of current at high-speeds. It is necessary to establish procedures in order to characterize the behavior of such devices. This thesis reports the development of an automated setup for performing tests on fast packaged and wafer-level LDMOS devices in order to extract their reverse recovery parameters. Automation is achieved using a Virtual Instruments Interface developed in LabViewTM. Several strategies were used to increase the operational frequency of the hardware setup enabling tests on devices up to 1.5MHz while adhering to the JEDEC standard for reverse parameters characterization. We addressed both, circuit functionality and PCB layout techniques. Moreover, the virtual instrument environment allows for handling the instrument setup, collecting the data, and extracting the parameters. The developed solution was implemented using low-cost testing equipment.

La comunidad tecnológica está enfocada en incrementar la frecuencia de operación de los dispositivos de potencia. Se han realizado múltiples esfuerzos para desarrollar transistores capaces de manejar grandes cantidades de corriente a altas velocidades. Es necesario establecer procedimientos para caracterizar el comportamiento de éstos dispositivos. Esta tesis presenta el desarrollo de una plataforma de prueba automatizada, capaz de ejecutar pruebas en dispositivos LDMOS de alta velocidad tanto a nivel de empaquetado como de oblea de silicio para extraer sus parámetros de recuperación inversa. La automatización es lograda utilizando un ambiente virtual desarrollado en LabViewTM. Se usaron múltiples estrategias para incrementar la frecuencia de operación del circuito desarrollado, permitiendo pruebas a dispositivos de hasta 1.5 MHz, mientras satisface el estándar JEDEC para la caracterización de los parámetros de recuperación inversa. Para esto se abordó tanto la funcionalidad del circuito como el diseño del circuito impreso. Además, el ambiente virtual está a cargo del manejo de instrumentos, de la recolección de datos y de la extracción de parámetros. La solución desarrollada fue implementada utilizando equipos de bajo costo.