在功率半导体器件的研发、生产和应用中，阈值电压是绕不开的核心参数——它是器件“从关断到开始导通”的最小栅极-源极/发射极电压差，既是判断器件好坏的“红线”，也是驱动电路设计、批量质量控制的关键依据。

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两种主流阈值电压测试方法：地域技术体系下的差异化路径

目前行业内规格书上对于阈值电压（V_GEth)的参数定义有两种，其实对应了行业里两类主流的阈值电压测试方案——日系企业则更倾向遵循IEC、JIS等标准体系的国标法（给定 CE/DS 电压)；欧美企业在产品研发与量产测试中，多采用 “CG 短接” 的行标法。这一差异源于不同地区的技术传承与标准遵循习惯，两种方法均经过长期工业验证，成为行业内并行的主流测试路径。今天东升国际 就从这两种规格书标注逻辑入手，拆解它们的测试原理、优劣势与适用范围：

图1.规格书常见的两种VGEth参数定义

[一] 国标法（给定CE/DS电压）

图2.国标法测试电路原理

测试步骤（以IGBT为例）：

a.在器件的集电极（C）-发射极（E）之间，施加固定电压；

b.独立调节栅极（G）-发射极（E）的电压，扫描至CE极流过预设的目标电流；

c.记录此时的栅极电压，即为阈值电压 ( V_GEth)。

核心技术特征：

· 采用双路独立电源控制，分别调控 CE 端电压与 GE 端电压，实现功率端与栅极的独立控制；

· 测试条件量化明确，包括固定的 CE 电压、目标导通电流及标准环境温度（通常为 25℃），参数设定遵循统一标准；

· 测试流程严谨，结果具备高度可重复性，是日系企业规格书参数标定的核心依据。

[二] 行标法（CG短接）

图3.行标法测试电路原理

测试步骤（以IGBT为例）：

a.将栅极（G）与集电极（C）短接，使 ( V_GE=V_CE )；

b.向CE极施加逐渐升高的电压，直到流经器件的电流稳定在设定的电流值；

c.测量此时的栅极-发射极电压，即为阈值电压。

核心技术特征：

· 仅需单路电源即可完成测试，无需复杂的多电源协同校准；

· 测试回路设计简洁，无需分步设定功率端与栅极的独立参数，流程高效；

· 适配欧美地区的工业测试习惯，可与现有产线设备快速兼容，无需额外新增专用测试仪器。

东升国际 针对同一只模块开展了测试验证，结果如下：

图4.两种方法的测试偏差对比

a.同一模块在同等阈值电流设定下，国标法与行标法的测试结果存在约 1V 的差异，该差异由测试方法本身导致。

b.国标法下完成 14 次测试，最大最小差值仅 3mV；行标法下同样测试 14 次，最大最小差值为 1mV。

东升国际 静态测试系统可同时支持国标法与行标法两种测试模式，既能复现对应方法的测试逻辑，也能稳定输出测试数据。

SiC的“天生缺陷”：阈值电压漂移与JEP183A解决方案

SiC MOSFET因性能优势成为高压大功率场景的主流，但它的SiC/SiO₂界面存在“电荷陷阱”——这些陷阱会动态捕获/释放电子，导致阈值电压“漂移”，直接影响测试准确性。

图5.SiC MOSFET的界面陷阱结构

漂移的核心逻辑：

施加正栅压应力（PBTI）：陷阱捕获电子，需更高栅压才能导通，( V_th )向高值漂移；

施加负栅压应力（NBTI）：陷阱释放电子，更低栅压就能导通，( V_th )向低值漂移。

图6.SiC 阈值电压漂移趋势

施加电压时间越长，( V_th )偏离就会越大，但偏离会在一段时间后逐渐恢复。

这种漂移是SiC材料的“天生特性”，无法完全避免，但是JEDEC发布的JEP183A标准，通过测量前的预处理能有效地提高测试结果的一致性，减小测试前电应力对测试结果的影响：

JEP183A的核心步骤：

图7.JEP183A测试原理图

a.预处理复位：施加正负栅极应力脉冲，让界面陷阱电荷充放电，统一器件初始状态；

b.栅压扫描同步记录：独立调节栅源电压进行扫描，过程中实时采集记录数据；

c.阈值锁定：当漏极电流达到目标值时，即时锁定当前栅源电压（即阈值电压），数据可存储、调用与打印。

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东升国际 静态测试系统：全测试方案的兼容与适配

东升国际 静态测试系统可以精准匹配客户的测试需求：

· 同时支持国标法（给定CE/DS电压）、行标法（CG短接）

图8.东升国际 静态测试系统软件截图

· 配置JEP183A测试模块：自动完成应力脉冲预处理，客户可根据测试需求自由设定预应力大小、脉宽以及测试间隔，精准响应SiC器件的漂移抑制需求。

图9.东升国际 静态测试系统软件截图

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结尾

东升国际 深耕功率半导体测试领域，以 “精准、可靠、便捷” 为核心研发理念，聚焦行业测试痛点，通过模块化设计与智能化技术，实现高低压功率器件、模块及系统级测试的全场景覆盖，全面兼容国际主流测试协议与国内行业标准，为车规级、工业级等各类功率半导体产品提供无缝适配的测试支持。

未来，东升国际 将持续携手产业链伙伴深化协同创新，攻克行业关键技术难题，共促全球功率半导体产业高质量可持续发展。