伏安特性測試儀的制作方法
【專利摘要】一種伏安特性測試儀，所述伏安特性測試儀包括：控制器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，運算放大器，開關(guān)管，采樣電阻，測試端口及模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述控制器與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器及所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接，所述運算放大器的第一輸入端與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器耦接，所述運算放大器的第二輸入端與所述采樣電阻耦接，所述運算放大器的輸出端與所述開關(guān)管的控制極耦接，所述開關(guān)管與所述測試端口及所述采樣電阻串聯(lián)，所述測試端口的一端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接。采用所述伏安特性測試儀，可以有效地提高伏安特性測試的效率。
【專利說明】伏安特性測試儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子器件測試領(lǐng)域，尤其涉及一種伏安特性測試儀。
【背景技術(shù)】
[0002]伏安特性是指加在電氣設(shè)備或者元件兩端電壓和通過電流的關(guān)系，伏安特性曲線常被用來研究導(dǎo)體電阻的變化規(guī)律，是物理學(xué)常用的圖像法之一。
[0003]現(xiàn)有的伏安特性測試儀結(jié)構(gòu)簡單，但是需要手動操作測試，容易出錯且效率低下。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型實施例解決的問題是如何提高伏安特性測試的效率。
[0005]為解決上述問題，本實用新型實施例提供一種伏安特性測試儀，包括:控制器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，運算放大器，開關(guān)管，采樣電阻，測試端口及模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述控制器與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器及所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接，所述運算放大器的第一輸入端與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器耦接，所述運算放大器的第二輸入端與所述采樣電阻耦接，所述運算放大器的輸出端與所述開關(guān)管的控制極耦接，所述開關(guān)管與所述測試端口及所述采樣電阻串聯(lián)，所述測試端口的一端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接。
[0006]可選的，所述開關(guān)管為NMOS管或PMOS管。
[0007]可選的，所述開關(guān)管為NMOS管，所述測試端口的第一端與預(yù)設(shè)的正電源耦接，所述測試端口的第二端與所述開關(guān)管的第二極耦接，所述采樣電阻第一端與所述開關(guān)管的第一極耦接，所述采樣電阻第二端接地，所述測試端口的第二端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接。
[0008]可選的，所述開關(guān)管為NMOS管，所述開關(guān)管的第二極與所述預(yù)設(shè)的正電源耦接，所述開關(guān)管的第一極與所述測試端口的第一端耦接，所述采樣電阻的第一端與所述測試端口的第二端耦接，所述采樣電阻的第二端接地，所述測試端口的第一端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接。
[0009]可選的，所述開關(guān)管為PMOS管，所述采樣電阻的第一端與預(yù)設(shè)的正電源耦接，所述采樣電阻的第二端與所述開關(guān)管的第一極耦接，所述測試端口第一端與所述開關(guān)管的第二極耦接，所述測試端口的第二端接地，所述測試端口的第一端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接。
[0010]可選的，所述開關(guān)管為PMOS管，所述采樣電阻的第一端與預(yù)設(shè)的正電源耦接，所述采樣電阻的第二端與所述測試端口的第一端耦接，所述開關(guān)管的第一極與所述測試端口的第二端耦接，所述開關(guān)管的第二極接地，所述測試端口的第二端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接。
[0011]可選的，所述伏安特性測試儀還包括:與所述控制器耦接的存儲器。
[0012]可選的，所述存儲器包括以下一種:SD卡、硬盤、EERROM、NOR Flash或NandFlash。
[0013]可選的，所述伏安特性測試儀還包括:與所述控制器耦接的顯示器。
[0014]可選的，所述顯示器包括以下一種:所述顯示器包括以下一種:IXD顯示器或LED顯示器、OLED顯示器或CRT顯示器。[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型實施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0016]通過將待測元件與測試儀的測試端口耦接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與測試端口耦接，獲取測試端口的電壓值并發(fā)送給控制器，控制器控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出不同的電壓值，并輸入運算放大器的第一輸入端，使得運算放大器輸出相應(yīng)電壓，啟動開關(guān)管工作，由于開關(guān)管、米樣電阻和待測元件串聯(lián)，則開關(guān)管、采樣電阻和待測元件上的電流相等，可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓值與采樣電阻阻值之間的運算得到采樣電阻上的電流，根據(jù)獲取的測試端口的電壓值，通過運算可以得到待測元件的壓降，故利用壓降與電流值即可得到待測元件的伏安特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例中的一種伏安特性測試儀的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例中的一種伏安特性測試儀的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖3是本實用新型實施例中的另一種伏安特性測試儀的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖4是本實用新型實施例中的其他一種伏安特性測試儀的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖5是本實用新型實施例中的一種伏安特性測試儀的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0022]現(xiàn)有的伏安特性測試儀的結(jié)構(gòu)比較簡單，但是需要手動操作進行伏安特性的測試，容易出錯且效率低下。
[0023]針對上述問題，本實用新型實施例通過將待測元件與測試儀的測試端口耦接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與測試端口耦接，獲取測試端口的電壓值并發(fā)送給控制器，控制器控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出不同的電壓值，并輸入運算放大器的第一輸入端，使得運算放大器輸出相應(yīng)電壓，啟動開關(guān)管工作，由于開關(guān)管、采樣電阻和待測元件串聯(lián)，則開關(guān)管、采樣電阻和待測元件上的電流相等，可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓值與采樣電阻阻值之間的運算得到采樣電阻上的電流，根據(jù)獲取的測試端口的電壓值，通過運算可以得到待測元件的壓降，故利用壓降與電流值即可得到待測元件的伏安特性。
[0024]為使本實用新型實施例的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細的說明。
[0025]參照圖1，本實用新型實施例提供了一種伏安特性測試儀10的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:控制器101，數(shù)模轉(zhuǎn)換器102，運算放大器103，開關(guān)管104，采樣電阻105，測試端口 106及模數(shù)轉(zhuǎn)換器107，其中:
[0026]所述控制器101與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器102及所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器107耦接，所述運算放大器103的第一輸入端與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器102耦接，所述運算放大器103的第二輸入端與所述采樣電阻105耦接，所述運算放大器103的輸出端與所述開關(guān)管104的控制極耦接，所述開關(guān)管104與所述測試端口 106及所述采樣電阻105串聯(lián)，所述測試端口 106的一端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器107耦接。
[0027]在具體實施中，可以將待測元件放置在測試端口 106內(nèi)，使得待測元件可以與測試儀10耦接；控制器101可以向數(shù)模轉(zhuǎn)換器102發(fā)送包含電壓信息的數(shù)字信號，利用包含不同電壓信息的數(shù)字信號控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器102輸出不同的電壓；將數(shù)模轉(zhuǎn)換器102的輸出電壓輸入到運算放大器103的第一輸入端，由于米樣電阻105與運算放大器103的第二輸入端耦接，利用運算放大器103的“虛短”和“虛斷”的特性可以得到采樣電阻105上的電流，由于開關(guān)管104與測試端口 106以及采樣電阻105串聯(lián)，則開關(guān)管104、測試端口 106以及采樣電阻105上的電流值相等。
[0028]模數(shù)轉(zhuǎn)換器107獲取測試端口 106的電壓值，并將測試端口 106的電壓值輸入控制器101，控制器101可以根據(jù)計算得到測試端口 106的壓降；根據(jù)測試端口 106的壓降和測試端口 106的電流值即可得到測試端口 106內(nèi)待測元件的電壓與電流的對應(yīng)關(guān)系。通過控制器101控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器102輸出不同的電壓，可以得到多組待測元件的電壓與電流的對應(yīng)關(guān)系，即可得到待測元件的伏安特性。
[0029]在具體實施中，所述開關(guān)管可以包括NMOS管或PMOS管。
[0030]在具體實施中，如圖1所示，測試端口 106、開關(guān)管104以及采樣電阻105串聯(lián)，但測試端口 106、開關(guān)管104以及采樣電阻105的耦接方式并不僅限于圖1中所述的串聯(lián)耦接方式，還可以存在其他形式的耦接方式。只需要滿足開關(guān)管104的控制極與運算放大器103的輸出端耦接，采樣電阻105與運算放大器103的第二輸入端耦接，測試端口 106的一端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器107耦接即可，此處不做贅述。
[0031]在具體實施中，測試端口可以是測試儀的外接接口，也可以內(nèi)置在測試儀中，此處不做贅述。待測元件可以放置在測試端口內(nèi)進行測試，待測元件可以是電阻，也可以是二極管，還可以是其他類型的元件。
[0032]本實用新型實施例通過將待測元件與測試儀的測試端口耦接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與測試端口耦接，獲取測試端口的電壓值并發(fā)送給控制器，控制器控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出不同的電壓值，并輸入運算放大器的第一輸入端，使得運算放大器輸出相應(yīng)電壓，啟動開關(guān)管工作，由于開關(guān)管、采樣電阻和待測元件串聯(lián)，則開關(guān)管、采樣電阻和待測元件上的電流相等，可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓值與采樣電阻阻值之間的運算得到采樣電阻上的電流，根據(jù)獲取的測試端口的電壓值，通過運算可以得到待測元件的壓降，故利用壓降與電流值即可得到待測元件的伏安特性。
[0033]參照圖2，本實用新型實施例提供了一種伏安特性測試儀的電路結(jié)構(gòu)圖，包括:控制器201，數(shù)模轉(zhuǎn)換器202，運算放大器203，開關(guān)管204，采樣電阻205，測試端口 206及模數(shù)轉(zhuǎn)換器207，其中:
[0034]控制器201與數(shù)模轉(zhuǎn)換器202及模數(shù)轉(zhuǎn)換器207耦接；運算放大器203的第一輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器202耦接，第二輸入端與采樣電阻205的第一端耦接，輸出端與開關(guān)管204的控制極耦接；開關(guān)管204的第一極與采樣電阻205的第一端及運算放大器203的第二輸入端耦接，第二極與測試端口 206的第二端及模數(shù)轉(zhuǎn)換器207耦接；測試端口 206的第一端與預(yù)設(shè)的正電源耦接，采樣電阻205的第二端接地。
[0035]在本實用新型實施例中，在測試開始前，可以將待測元件放入測試端口內(nèi)，以使待測元件與測試儀連接；預(yù)設(shè)的正電源可以放置在伏安特性測試儀內(nèi)，也可以是外接的正電源，正電源的電壓值可以為12V，也可以為其他電壓值，可以根據(jù)實際需要選取。
[0036]在本實用新型實施例中，控制器201可以向數(shù)模轉(zhuǎn)換器202發(fā)送包含電壓信息的數(shù)字信號，利用包含不同電壓信息的數(shù)字信號控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器202輸出不同的電壓值VKEF，將Vref輸入運算放大器203的第一輸入端。[0037]在本實用新型實施例中，運算放大器203的第一輸入端可以為正輸入端，第二輸入端可以為負輸入端。將數(shù)模轉(zhuǎn)換器202的輸出電壓輸入運算放大器的正輸入端,貝U正輸入端的電壓值為VKEF，負輸入端的電壓值為V—，則運算放大器203的輸出電壓V1=IcX (Vkef —V_)，其中，k可以為運算放大器203的放大倍數(shù)。運算放大器203還可以包括正電源端和負電源端，正電源端可以與預(yù)設(shè)的電源耦接，負電源端可以接地。
[0038]在本實用新型實施例中，可以采用NMOS管作為開關(guān)管204。NMOS管204的第一極可以為源極，第二極可以為漏極，控制極可以為柵極。NMOS管204的柵極與運算放大器203的輸出端耦接，即NMOS管204的柵極上的電壓值為Vp
[0039]在本實用新型實施例中，采樣電阻205的第一端與運算放大器203的負輸入端及NMOS管的源極耦接，第二端接地。由運算放大器的“虛短”特性可知，在“虛短”情況下，運算放大器的正輸入端與負輸入端之間的電位差幾乎為0，即正輸入端與負輸入端的電壓值幾乎相等，則V—=Vkef，則采樣電阻205上的電流值可以為I1=Vkef/!?,其中，R為采樣電阻205的電阻值。
[0040]由于NMOS管204與采樣電阻205、測試端口 206串聯(lián)，且根據(jù)運算放大器203的“虛斷”特性，運算放大器203的負輸入端的電流值幾乎為0，可以忽略不計，則NMOS管204與采樣電阻205、測試端口 206上的電流相等，即NMOS管204與采樣電阻205、測試端口 206上的電流均為I”
[0041]在本實用新型實施例中，測試端口 206的第一端可以與預(yù)設(shè)的正電源VCC耦接，第二端可以與NMOS管204的漏極以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器207耦接?？梢圆捎媚?shù)轉(zhuǎn)換器207獲取測試端口 206第二端的電壓值V2，并將V2轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給控制器201?？刂破?01根據(jù)VCC與V2之間的差值，可以得到測試端口 206的壓降V3，V3=VCC — V2。根據(jù)V3與I1即可得到測試端口 206中 待測元件的伏安特性。
[0042]在本實用新型實施例中，伏安特性測試儀還可以與存儲器208耦接，用來存儲待測元件的伏安特性數(shù)據(jù)，存儲器可以是SD卡，也可以是硬盤、EERROM, NOR Flash或NandFlash等其他類型的存儲設(shè)備；伏安特性測試儀也可以與顯示器209耦接，將待測元件的伏安特性以伏安特性曲線的形式顯示，顯示器可以是LED顯示器，也可以是LCD顯示器，還可以O(shè)LED顯示器或CRT顯示器等其他類型的顯示器，此處不做贅述。
[0043]參照圖3，本實用新型實施例還提供了另一種伏安特性測試儀的電路結(jié)構(gòu)圖，與上一實用新型實施例不同的是，本實用新型實施例對NMOS管的位置與測試端口的位置進行了調(diào)整。
[0044]在本實用新型實施例中，控制器301與數(shù)模轉(zhuǎn)換器302及模數(shù)轉(zhuǎn)換器307耦接；運算放大器303的正輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器302耦接，負輸入端與采樣電阻305的第一端及測試端口 306的第二端耦接，輸出端與NMOS管304的柵極耦接；NM0S管的漏極與預(yù)設(shè)的正電源耦接，源極與測試端口 306的第一端及模數(shù)轉(zhuǎn)換器307耦接；采樣電阻305的第二端接地。
[0045]在本實用新型實施例中，與上一實用新型實施例相同，測試端口 306的電流值可以為I1=Vkef/!^模數(shù)轉(zhuǎn)換器307可以獲取測試端口 306的第一端的電壓值V4,并將V4轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給控制器301?？刂破?01獲取測試端口 306的壓降V5，V5=V4 — \。Vk為采樣電阻305上的電壓，VK=VKEF。根據(jù)V5與I1的關(guān)系，即可得到測試端口 306中待測元件的伏安特性。
[0046]在本實用新型實施例中，還可以采用PMOS管作為開關(guān)管。
[0047]參照圖4，本實用新型實施例提供了另一種伏安特性測試儀的電路結(jié)構(gòu)圖，采用PMOS管作為開關(guān)管。
[0048]在本實用新型實施例中，控制器401與數(shù)模轉(zhuǎn)換器402及模數(shù)轉(zhuǎn)換器407耦接；運算放大器403的正輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器402耦接，負輸入端與采樣電阻405的第二端耦接，輸出端與PMOS管404的柵極耦接；PM0S管404的源極與采樣電阻405的第二端及運算放大器403的負輸入端耦接，漏極與測試端口 406的第一端及模數(shù)轉(zhuǎn)換器407耦接；測試端口406的第二端接地，采樣電阻405的第一端與預(yù)設(shè)的正電源耦接。
[0049]由于PMOS管404、采樣電阻405以及測試端口 406串聯(lián)，則于PMOS管404與測試端口 406上的電流值與采樣電阻405的電流值相等，采樣電阻405的電流值I2= (VCC 一 Veef)/R0即測試端口 406上的電流值為I2。
[0050]在本實用新型實施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器407與測試端口 406的第一端耦接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器407可以獲取測試端口 406第一端的電壓值V6,并將V6轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給控制器401。控制器401獲取測試端口 406的壓降，由于測試端口 406的第二端接地，則測試端口406的壓降即為V6。根據(jù)V6與I2的關(guān)系，即可得到測試端口 406中待測元件的伏安特性。
[0051]參照圖5，本實用新型實施例也還提供了另外一種伏安特性測試儀的電路結(jié)構(gòu)圖，與上一實用新型實施例不同的是，本實用新型實施例對PMOS管的位置與測試端口的位置進行了調(diào)整。
[0052]在本實用新型實施例中，控制器501與數(shù)模轉(zhuǎn)換器502及模數(shù)轉(zhuǎn)換器507耦接；運算放大器503的正輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器502稱接,負輸入端與米樣電阻505的第二端f禹接，輸出端與PMOS管504的柵極耦接；測試端口 506的第一端與采樣電阻505的第二端及運算放大器503的負輸入端耦接，第二端與PMOS管504的源極及模數(shù)轉(zhuǎn)換器507耦接；PM0S管504的漏極接地，采樣電阻505的第一端與預(yù)設(shè)的正電源耦接。
[0053]在本實用新型實施例中，與上一實用新型實施例相同，測試端口 506的電流值可以為I2= (VCC — Veef)/R0模數(shù)轉(zhuǎn)換器507可以獲取測試端口 506的第二端的電壓值V7,并將V7轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給控制器501?？刂破?01獲取測試端口 506的壓降V8=VKEF_V7。根據(jù)V8與I2的關(guān)系，即可得到測試端口 506中待測元件的伏安特性。
[0054]雖然本實用新型披露如上，但本實用新型并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本實用新型的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種伏安特性測試儀，其特征在于，包括:控制器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，運算放大器，開關(guān)管，采樣電阻，測試端口及模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述控制器與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器及所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接，所述運算放大器的第一輸入端與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器耦接，所述運算放大器的第二輸入端與所述采樣電阻耦接，所述運算放大器的輸出端與所述開關(guān)管的控制極耦接，所述開關(guān)管與所述測試端口及所述采樣電阻串聯(lián)，所述測試端口的一端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接。
2.如權(quán)利要求1所述的伏安特性測試儀，其特征在于，所述開關(guān)管為NMOS管或PMOS管。
3.如權(quán)利要求2所述的伏安特性測試儀，其特征在于，所述開關(guān)管為NMOS管，所述測試端口的第一端與預(yù)設(shè)的正電源耦接，所述測試端口的第二端與所述開關(guān)管的第二極耦接，所述采樣電阻第一端與所述開關(guān)管的第一極耦接，所述采樣電阻第二端接地，所述測試端口的第二端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接。
4.如權(quán)利要求2所述的伏安特性測試儀，其特征在于，所述開關(guān)管為NMOS管，所述開關(guān)管的第二極與所述預(yù)設(shè)的正電源耦接，所述開關(guān)管的第一極與所述測試端口的第一端耦接，所述采樣電阻的第一端與所述測試端口的第二端耦接，所述采樣電阻的第二端接地，所述測試端口的第一端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接。
5.如權(quán)利要求2所述的伏安特性測試儀，其特征在于，所述開關(guān)管為PMOS管，所述采樣電阻的第一端與預(yù)設(shè)的正電源耦接，所述采樣電阻的第二端與所述開關(guān)管的第一極耦接，所述測試端口第一端與所述開關(guān)管的第二極耦接，所述測試端口的第二端接地，所述測試端口的第一端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接。
6.如權(quán)利要求2所述的伏安特性測試儀，其特征在于，所述開關(guān)管為PMOS管，所述采樣電阻的第一端與預(yù)設(shè)的正電源耦接，所述采樣電阻的第二端與所述測試端口的第一端耦接，所述開關(guān)管的第一極與所述測試端口的第二端耦接，所述開關(guān)管的第二極接地，所述測試端口的第二端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接。
7.如權(quán)利要求1所述的伏安特性測試儀，其特征在于，還包括:與所述控制器耦接的存儲器。
8.如權(quán)利要求7所述的伏安特性測試儀，其特征在于，所述存儲器包括以下一種:SD卡、硬盤、EERR0M、N0R Flash 或 Nand Flash。
9.如權(quán)利要求1所述的伏安特性測試儀，其特征在于，還包括:與所述控制器耦接的顯示器。
10.如權(quán)利要求9所述的伏安特性測試儀，其特征在于，所述顯示器包括以下一種:IXD顯示器或LED顯示器、OLED顯示器或CRT顯示器。
【文檔編號】G01R31/00GK203688696SQ201320893243
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】張瑜 申請人:上海博泰悅臻網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)有限公司