二極管正向恢復(fù)參數(shù)綜合測(cè)試分析平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種二極管正向恢復(fù)參數(shù)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于包括有單元：脈沖發(fā)生器、脈沖電流幅度調(diào)節(jié)電路、脈沖邊沿加速電路、脈沖上升時(shí)間處理電路、脈沖上升時(shí)間信號(hào)的脈寬——電壓轉(zhuǎn)換電路、被測(cè)二極管、正向恢復(fù)電壓測(cè)試及峰值檢波電路、正向恢復(fù)時(shí)間處理電路、正向恢復(fù)時(shí)間信號(hào)脈寬——電壓轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、中央處理器、顯示器。其中信號(hào)處理電路盡量選擇特征頻率高、結(jié)電容低、漏電流小的晶體管，設(shè)置并調(diào)節(jié)晶體管工作在非飽和狀態(tài)，有效避免電荷的存儲(chǔ)效應(yīng)，有利于保持帶寬、提高導(dǎo)通速度。本發(fā)明平臺(tái)可測(cè)量、評(píng)價(jià)電力二極管、開(kāi)關(guān)晶體管、IGBT等的正向恢復(fù)波形、正向恢復(fù)時(shí)間、正向恢復(fù)電壓峰值等參數(shù)，有助于研發(fā)高性能電氣系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】二極管正向恢復(fù)參數(shù)綜合測(cè)試分析平臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高頻寬帶信息信號(hào)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指二極管正向恢復(fù)參數(shù)綜合 測(cè)試分析系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在逆變電源、脈沖變壓器、雷達(dá)等電力電子、通信裝備中，所用二極管的開(kāi)關(guān)瞬態(tài) 特性對(duì)可靠性、效率有直接影響。對(duì)于二極管的瞬態(tài)過(guò)程，反向恢復(fù)特性得到了比較多的關(guān) 注。但是二極管從截止或者反偏轉(zhuǎn)為正向?qū)ǖ倪^(guò)程也值得注意。在二極管剛導(dǎo)通的時(shí)候， 正向壓降會(huì)先上升到一個(gè)最大值，然后才會(huì)下降到穩(wěn)態(tài)值。這是因?yàn)檎蚧謴?fù)過(guò)程中，由于 PN結(jié)電容效應(yīng)，從兩極注入的多數(shù)載流子緩慢增加，初始時(shí)二極管的正向電阻很大，隨著電 流穩(wěn)定，流過(guò)二極管的多數(shù)載流子緩慢增加至最大，二極管的電阻減小，其兩端電壓下降， 稱之為電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)。也就是說(shuō)，二極管在正向?qū)ㄋ查g會(huì)承受一個(gè)正向過(guò)沖尖峰電壓，此 電壓要大于穩(wěn)態(tài)電壓,而這個(gè)電壓最大值隨di/dt的增大而增大。二極管中的快恢復(fù)二極 管的這個(gè)正向尖峰電壓比較小，慢恢復(fù)二極管就會(huì)很嚴(yán)重。
[0003] -般情況下，由多子效應(yīng)引起的二極管正向恢復(fù)特性比少子效應(yīng)的反向恢復(fù)特性 快很多，因此，對(duì)測(cè)試技術(shù)水平要求更高，一般難以達(dá)到。隨著高頻技術(shù)的發(fā)展，為提高大功 率電力電子裝置（逆變電源、脈沖變壓器等）、通信雷達(dá)等領(lǐng)域的裝備的技術(shù)水平，有必要 開(kāi)發(fā)一種適用于二極管正向恢復(fù)特性的研究及參數(shù)測(cè)量的測(cè)試裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，而提供一種二極管正向恢 復(fù)參數(shù)綜合測(cè)試平臺(tái)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是包括有單元： 脈沖發(fā)生器，用于輸出脈沖測(cè)試電流； 脈沖電流幅度調(diào)節(jié)電路，連接于脈沖發(fā)生器的輸出端并用于對(duì)脈沖測(cè)試電流的幅度進(jìn) 行調(diào)節(jié)，分2檔：低檔50mA-lA，高檔1-10A ; 脈沖邊沿加速電路，連接于脈沖電流幅度調(diào)節(jié)電路的輸出端，并將脈沖測(cè)試電流的時(shí) 間變化率加速至1000A/μ s及以上； 脈沖上升時(shí)間處理電路，連接于脈沖邊沿加速電路的輸出端，用于檢測(cè)脈沖上升時(shí)間 所對(duì)應(yīng)的脈寬信號(hào)，該脈沖上升時(shí)間處理電路的帶寬不低于700MHz ; 脈沖上升時(shí)間信號(hào)的脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路，連接于脈沖上升時(shí)間處理電路的輸出端， 用于將檢測(cè)到的脈沖上升時(shí)間所對(duì)應(yīng)的脈寬信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓值輸出，該脈沖上升時(shí) 間信號(hào)的脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路不低于700MHz ; 被測(cè)二極管，正向偏置連接于脈沖邊沿加速電路的輸出端上； 正向恢復(fù)電壓測(cè)試及峰值檢波電路，連接于被測(cè)二極管的輸出端上，用于獲得被測(cè)二 極管的正向恢復(fù)電壓和正向恢復(fù)電壓峰值，該正向恢復(fù)電壓測(cè)試及峰值檢波電路的帶寬不 低于 150MHz ; 正向恢復(fù)時(shí)間處理電路，連接于正向恢復(fù)電壓測(cè)試及峰值檢波電路的輸出端，用于檢 測(cè)被測(cè)二極管的正向恢復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的脈寬信號(hào)，該正向恢復(fù)時(shí)間處理電路的帶寬不低于 700MHz ； 正向恢復(fù)時(shí)間信號(hào)脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路，連接于正向恢復(fù)時(shí)間處理電路的輸出端，用 于將檢測(cè)到的被測(cè)二極管的正向恢復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的脈寬信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓值輸出，該 正向恢復(fù)時(shí)間信號(hào)脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路的帶寬不低于700MHz ; A/D轉(zhuǎn)換電路，其輸入端與正向恢復(fù)時(shí)間信號(hào)脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路以及脈沖上升時(shí)間 信號(hào)的脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入連接，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出； 中央處理器，連接于A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端，用于計(jì)算并獲得正向恢復(fù)時(shí)間和脈沖上 升時(shí)間的數(shù)值； 顯示器，連接于中央處理器上，用于正向恢復(fù)時(shí)間和脈沖上升時(shí)間等參數(shù)的數(shù)值顯示。
[0006] 進(jìn)一步設(shè)置是所述的正向恢復(fù)電壓測(cè)試及峰值檢波電路的輸出端上還連接有示 波器，用于直接顯示正向恢復(fù)電壓曲線與測(cè)量正向恢復(fù)時(shí)間。
[0007] 進(jìn)一步設(shè)置是所述的脈沖邊沿加速電路的輸出端把所輸出的脈沖電流幅值通過(guò) A/D轉(zhuǎn)換電路處理并輸送到中央處理器中進(jìn)行運(yùn)算和顯示。
[0008] 進(jìn)一步設(shè)置是所述的正向恢復(fù)電壓測(cè)試及峰值檢波電路的輸出端把被檢測(cè)到的 二極管正向恢復(fù)電壓值和正向恢復(fù)電壓峰值通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路處理并輸送到中央處理器 中進(jìn)行運(yùn)算和顯示。
[0009] 進(jìn)一步設(shè)置是所述的中央處理器上還連接有串口通訊接口和USB接口。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是： 1、 使用本發(fā)明平臺(tái)直接對(duì)電力二極管、開(kāi)關(guān)晶體管、IGBT等的正向恢復(fù)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量 分析比較，發(fā)現(xiàn)高性能的器件； 2、 通過(guò)本發(fā)明測(cè)試的正向恢復(fù)參數(shù)，與器件的不同工藝、不同材料參數(shù)、不同結(jié)構(gòu)聯(lián)系 起來(lái)，找出對(duì)應(yīng)關(guān)系，指導(dǎo)器件的設(shè)計(jì)與研制，制造出優(yōu)質(zhì)的器件，造出高性能的電力電子、 通信等裝備； 3、 本發(fā)明測(cè)試平臺(tái)可以用于電力電子技術(shù)教學(xué)，培養(yǎng)專業(yè)人才。
[0011] 4、結(jié)果通過(guò)IXD屏幕顯示比通過(guò)示波器讀數(shù)表示更快，節(jié)約勞動(dòng)力，降低技術(shù)要 求。
[0012] 下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1本發(fā)明【具體實(shí)施方式】系統(tǒng)原理框圖； 圖2本發(fā)明【具體實(shí)施方式】信號(hào)處理流程圖； 圖3本發(fā)明【具體實(shí)施方式】脈沖電流幅度調(diào)節(jié)電路圖； 圖4本發(fā)明【具體實(shí)施方式】脈沖邊沿加速電路圖； 圖5本發(fā)明【具體實(shí)施方式】正向恢復(fù)電壓測(cè)試電路圖； 圖6本發(fā)明【具體實(shí)施方式】正向恢復(fù)電壓峰值（Vfm)檢波電路； 圖7本發(fā)明【具體實(shí)施方式】脈沖上升時(shí)間（tj處理電路圖和正向恢復(fù)時(shí)間（tft)處理電 路圖； 圖8本發(fā)明【具體實(shí)施方式】脈沖上升時(shí)間信號(hào)的脈寬--電壓轉(zhuǎn)換電路圖； 圖9本發(fā)明【具體實(shí)施方式】正向恢復(fù)時(shí)間信號(hào)脈寬--電壓轉(zhuǎn)換電路的電路圖； 圖10本發(fā)明【具體實(shí)施方式】A/D轉(zhuǎn)換電路、中央處理器、顯示器連接圖； 圖11本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的脈沖上升沿波形（上）及正向恢復(fù)電壓波形（下）的示 波器測(cè)試圖； 圖1中，t,表示脈沖上升時(shí)間；tft表示正向恢復(fù)時(shí)間；If表示脈沖電流幅值；Vf表示正 向恢復(fù)電壓值；vfm表不正向恢復(fù)電壓峰值，CPU表不中央處理器。。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不 能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明 作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。 實(shí)施例
[0015] 脈沖電流幅度調(diào)節(jié)電路 脈沖電流幅度調(diào)節(jié)電路如圖3所示。它的輸入脈沖（高電平5 μ s、低電平100 μ s)由 單片機(jī)89C2051產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)通道多路器74HC4053驅(qū)動(dòng)后送達(dá)。這樣的脈沖產(chǎn)生電路用得比 較多，不再贅述。
[0016] 如圖3,為了實(shí)現(xiàn)測(cè)試指標(biāo)50mA-10A，將電流分2檔調(diào)節(jié)：低檔50mA-lA，高檔 1-10A。調(diào)節(jié)電位器可以實(shí)現(xiàn)電流控制，但是這種電位器內(nèi)部有電感，影響上升沿時(shí)間。而且 在壓降17V范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)10A電流數(shù)字調(diào)節(jié)，控制的難度大，精度不高。為此，選用M0SFET， 通過(guò)控制它的柵極一源極電壓V es，來(lái)控制通過(guò)管子的漏極電流Id，盡管控制成非線 性，但是可以通過(guò)程序微調(diào)電壓V es，來(lái)較高精度控制電流Id。而這里Ves的控制，是通過(guò)控 制柵極對(duì)源極的電阻電流實(shí)現(xiàn)。具體見(jiàn)圖3, TR1和TR2在這里作為調(diào)節(jié)電流大小的器件， 通過(guò)控制R2上的電流，調(diào)節(jié)TR1和TR2的Ves，就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)TR1、TR2的漏極電流I d，達(dá) 到調(diào)節(jié)流過(guò)二極管正向恢復(fù)電流IF的目的。TR3、TR4分別起大小量程的開(kāi)關(guān)作用，這里驅(qū) 動(dòng)開(kāi)關(guān)在TR3、TR4的基極串聯(lián)了電阻，可以起到提高開(kāi)關(guān)導(dǎo)通上升沿過(guò)程的線性度。
[0017] 如圖3,要實(shí)現(xiàn)電流控制，還需要控制運(yùn)算放大器IC1D的反相端電壓（負(fù)值）。因 此，D/A芯片IC3 (型號(hào)TLC5615CP)的輸出端需要加反相比例運(yùn)算放大器得到負(fù)值，加到 IC1D的反相端。TLC5615CP由3線SPI接口控制，數(shù)據(jù)輸入端DIN、時(shí)鐘信號(hào)CLK、使能控制 \CS，數(shù)據(jù)串行輸入，模擬量OUT輸出。
[0018] 脈沖邊沿加速電路 此處不同于ECL電路或者施密特觸發(fā)器對(duì)脈沖的整形，因?yàn)槟菢用}沖的上升沿或下降 沿時(shí)間不可按預(yù)期調(diào)節(jié)。如圖4,來(lái)自單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)電平轉(zhuǎn)換電路的控制信號(hào)，它的高、低 電平分別為±5V，占空比5%。通過(guò)電容耦合，信號(hào)連接到TR5的柵極，使TR5急速導(dǎo)通，而 TR6關(guān)斷。C4、C5及分布電容充電的電荷向TR8線性放電，從而控制了管TR9、TR10輸出測(cè) 試電流脈沖的邊沿。為使脈沖邊沿能連續(xù)調(diào)節(jié)，IC4的輸出經(jīng)過(guò)反相比例運(yùn)算放大器IC1B 得到負(fù)電壓。經(jīng)IC1A及IC1B控制TR8的放電電流值，從而使脈沖邊沿能連續(xù)調(diào)節(jié)。這里 依據(jù)Q=I ·Τ=〇υ，因?yàn)殡娏鱅可調(diào)節(jié)，電容固定（盡管存在分布電容），U固定，這樣就能 得到可調(diào)的上升沿時(shí)間T=C · U/I，符合本發(fā)明要求。
[0019] 根據(jù)量程的需要，單片機(jī)控制信號(hào)trl、tr2,切換TR9或者TR10導(dǎo)通，TR9、TR10 切換分別接入電容C4、C5,小檔trl、tr2關(guān)斷，中檔接入trl，大檔接入tr2,從而前沿有大、 中、小三檔。
[0020] 本線路的脈沖邊沿和IC4的數(shù)據(jù)輸入之間為非線性關(guān)系，需要在編程中用自學(xué)模 式找出準(zhǔn)對(duì)應(yīng)關(guān)系且存儲(chǔ)、修正，具體參考軟件編程部分。
[0021] 正向恢復(fù)電壓測(cè)試電路 如圖5，IC9從檢測(cè)電阻Rc上得到被測(cè)二極管（DUT)正向恢復(fù)電壓的信號(hào)，該信號(hào)波形 也可輸送至示波器探針CH2。IC9為140MHz寬帶減法器，其輸入端的4個(gè)電阻R25-R28構(gòu)成 電橋采樣輸入端。流過(guò)二極管的正向測(cè)試脈沖電流通過(guò)電阻Rc形成電壓信號(hào)，此信號(hào)通過(guò) 電橋R25-R28、運(yùn)放IC9構(gòu)成的差分電路，根據(jù)"虛短"原則，運(yùn)放IC9的同相、反相輸入端的 電壓相等，即V+/2=(V_+V K)/2。所以VKC=V+-V_，Rc電阻的電壓即為正向恢復(fù)電壓信號(hào)，輸入 IC9的是差模信號(hào)，可抑制共模信號(hào)。這里IC10、R30、R31構(gòu)成放大器，增益為4,是因?yàn)樾?檔電流500mA，檢測(cè)電阻Rc=4 Ω，得到脈沖幅度2V信號(hào)，而大檔電流10A，檢測(cè)電阻0. 2 Ω， 放大10倍，得到脈沖幅度2V信號(hào)，這樣適應(yīng)圖8中IC11芯片MC10H131型RS觸發(fā)器的電 平要求，才能作為電流脈沖前沿、幅度測(cè)試之用。這里的IC9運(yùn)放選擇非常關(guān)鍵，在此選用 AD811運(yùn)放具有高速、高頻、寬頻帶、低噪聲等優(yōu)良特性，是電流反饋運(yùn)算放大器。AD811的 高速性在本次設(shè)計(jì)中顯得非常重要，增益G=+l、-3dB時(shí)帶寬達(dá)到140MHz，增益G=+2、-3dB 時(shí)帶寬為120MHz。而一般的電壓型運(yùn)放受帶寬增益積限制，很難達(dá)到帶寬要求。
[0022] 正向恢復(fù)電壓峰值檢波電路 如圖6,正向恢復(fù)波形信號(hào)的的測(cè)試VfD1峰值檢波非常重要，可觀察二極管恢復(fù)波形的 最大值。通過(guò)簡(jiǎn)單的RC充電電路，再串聯(lián)一個(gè)D6鍺二極管1N60 (壓降0. 3V左右），是典 型的幅度最大值檢測(cè)電路。但是由于D6導(dǎo)通需要壓降，實(shí)際的幅度最大值需要加上二極管 D6的壓降。為了補(bǔ)償此壓降，在輸出端再增加一個(gè)硅二極管1N4148,壓降可達(dá)0. 7V左右， 可以先調(diào)節(jié)W1的電位器，讓IC2B的輸出校正為零。這樣就可以比較準(zhǔn)確地還原Vfm幅度。
[0023] 脈沖上升時(shí)間仁信號(hào)處理電路 如圖7上半部分，固定周期的脈沖代表測(cè)試脈沖電流的4倍或10倍，直流電壓（1-8V) 經(jīng)R42-R44分壓得10%及90%電壓分送TR13、14、15、16組成的10%及90%電壓比較器作基 準(zhǔn)，送比較器的脈沖為圖5中寬帶放大器IC10放大后的電流信號(hào)。當(dāng)電流脈沖前沿達(dá)最大 幅度的10%時(shí)，TR13輸出正跳躍信號(hào)使RS觸發(fā)器IC11的Q1置位，脈沖前沿達(dá)最大的90% 時(shí)，TR15輸出正跳躍信號(hào)使RS觸發(fā)器IC11的Q1復(fù)位，借以獲取測(cè)試脈沖上升時(shí)間t,。
[0024] 正向恢復(fù)時(shí)間tft信號(hào)處理電路 此處與前述的測(cè)試脈沖上升時(shí)間k處理電路無(wú)關(guān)，屬于另一個(gè)電路，當(dāng)然&越小，tft 的幅度會(huì)越大。
[0025] 如圖7下半部分，正向恢復(fù)波形信號(hào)與正向電壓VF(VF為正向電壓穩(wěn)定值）的1. 1 和〇. 1倍分別比較。當(dāng)?shù)姆瘸^(guò)0. 1VF時(shí)，TR21輸出正跳躍信號(hào)使RS觸發(fā)器Q2置 位；當(dāng)Vft的幅度經(jīng)過(guò)最大值下落回至1. 1VF值時(shí)，TR17輸出正跳躍信號(hào)使觸發(fā)器Q2復(fù)位。
[0026] 脈沖上升時(shí)間信號(hào)的脈寬--電壓轉(zhuǎn)換電路 如圖8,圖7中的IC11的Q1端控制圖9中TR23及TR24,將通過(guò)W3及R61來(lái)的電流按 前沿上升時(shí)間/周期比分配給R63,經(jīng)IC14放大并倒相后送A/D轉(zhuǎn)換。遂成數(shù)據(jù)送CPU 處理和顯示器進(jìn)行顯示。
[0027] 正向恢復(fù)時(shí)間信號(hào)脈寬--電壓轉(zhuǎn)換電路的電路 如圖9,圖7中的IC11的Q2控制TR25及TR26,將通過(guò)W2及R62來(lái)的電流按前沿上升 時(shí)間/周期比分配給R66,經(jīng)IC15放大并倒相后送A/D轉(zhuǎn)換。遂成tft數(shù)據(jù)送CPU處理和 顯示器進(jìn)行顯示。
[0028] IC14、IC15的帶寬是有限的，它會(huì)帶來(lái)被處理波的邊沿的損失，但可在軟件中運(yùn)用 公式補(bǔ)償，帶寬/邊沿轉(zhuǎn)換公式和前沿疊加公式，t,=0. 35/BW，t,單位ns，BW單位MHz。而 各部分的上升沿（或下降沿）時(shí)間平方相加再開(kāi)方可得到實(shí)際的上升沿時(shí)間。如果出現(xiàn)數(shù) 值顯示和示波器測(cè)得的不一樣，那么需要針對(duì)線路中帶寬小的做好統(tǒng)計(jì)，通過(guò)示波器示數(shù) 和液晶顯示值校正一次，處理掉帶寬小的值。
[0029] 可用表達(dá)式進(jìn)行描述，示波器的讀數(shù)，液晶的讀數(shù)，…中間運(yùn)放、示波 器探頭的上升沿（或下降沿）時(shí)間，要求示波器的精度盡量高。把的讀數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)值， trl2= tr22+ tr32+ tr42+......。那么，tj+ tri2+ trt2+......的值便可以計(jì)算。此后把這個(gè)值當(dāng)成 系統(tǒng)誤差，折算到公式中，用軟件處理提高顯示精度。
[0030] 轉(zhuǎn)換、IXD顯示與CPU管理電路 如圖10所示，流過(guò)被測(cè)二極管的正向電流IF、正向恢復(fù)峰值電壓VfD1、正向電壓VF、上升 沿時(shí)間仁、正向恢復(fù)時(shí)間tft共五項(xiàng)參數(shù)進(jìn)入12位的A/D芯片TLC2543CN。每個(gè)設(shè)備都具 有三個(gè)控制輸入端，\CS、IOCK、DATA INPUT，專門用來(lái)與主控制器或者外設(shè)進(jìn)行通訊。A/D 芯片14路復(fù)用通道有11路模擬輸入端口和3個(gè)內(nèi)部參考電平電壓。E0C端口變高電平是 表示A/D轉(zhuǎn)化完成。
[0031] 液晶顯示器采用Revision 2. 1版的SSD1325型0LED模塊，其中的\1?5表示復(fù)位 腳，\CS表示片選管腳，D/C表示數(shù)據(jù)和命令端口，\RD表示讀信號(hào)，R/W表示寫信號(hào)，D0-7表 示八位數(shù)據(jù)端口。
[0032] CPU選擇了 W78E54B型通用51單片機(jī)，這是因?yàn)樗亩丝谳敵鲭娏骺筛哌_(dá)60mA。 鍵盤輸入通過(guò)CPU控制單片機(jī)的RXD(串行輸入口）、TXD(串行輸出口）、INTO (外部中斷 0)、INT1 (外部中斷1)等管腳進(jìn)行。CPU還有計(jì)算功能。
[0033] 本實(shí)施例的技術(shù)要領(lǐng)： (1)使用選擇高截止頻率/τ、結(jié)電容低、漏電流小的分立元器件。因?yàn)樨啊⑦_(dá)到了 ns 級(jí)，所以在脈沖邊沿加速電路、脈沖上升時(shí)間匕處理電路、正向恢復(fù)時(shí)間~處理電路、匕信 號(hào)脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路等電路的電流、功率放大部分盡量選 擇高截止頻率/ τ、低結(jié)電容、漏電流小的分立元器件。少用或不用集成電路的原因是集成功 放的分布電感、寄生電容難以符合要求。
[0034] (2)設(shè)置并調(diào)節(jié)所用的晶體管在非飽和狀態(tài)進(jìn)行工作，有效避免電荷的存儲(chǔ)效應(yīng)， 其輸出端的時(shí)間常數(shù)比較小，有利于提高導(dǎo)通速度。
[0035] (3)信號(hào)處理電路盡量對(duì)稱，保證信息處理的準(zhǔn)確性和傳輸?shù)目煽啃?，抑制共模?號(hào)。如脈沖上升時(shí)間^處理電路、正向恢復(fù)時(shí)間~處理電路、匕信號(hào)脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路、 信號(hào)脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路等電路的器件及參數(shù)、工作狀態(tài)對(duì)稱。
【權(quán)利要求】
1. 一種二極管正向恢復(fù)參數(shù)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于包括有單元： 脈沖發(fā)生器，用于輸出脈沖測(cè)試電流； 脈沖電流幅度調(diào)節(jié)電路，連接于脈沖發(fā)生器的輸出端并用于對(duì)測(cè)試電流脈沖的幅度進(jìn) 行調(diào)節(jié)，分2檔：低檔50mA-lA，高檔1-10A ; 脈沖邊沿加速電路，連接于脈沖電流幅度調(diào)節(jié)電路的輸出端，并將測(cè)試電流脈沖邊沿 的時(shí)間變化率加速至1〇〇〇Α/μ s以上； 脈沖上升時(shí)間處理電路，連接于脈沖邊沿加速電路的輸出端，用于檢測(cè)脈沖上升時(shí)間 所對(duì)應(yīng)的脈寬信號(hào)，該脈沖上升時(shí)間處理電路的帶寬不低于700MHz ; 脈沖上升時(shí)間信號(hào)的脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路，連接于脈沖上升時(shí)間處理電路的輸出端， 用于將檢測(cè)到的脈沖上升時(shí)間所對(duì)應(yīng)的脈寬信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓值輸出，該脈沖上升時(shí) 間信號(hào)的脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路不低于700MHz ; 被測(cè)二極管，正向偏置連接于脈沖邊沿加速電路的輸出端上； 正向恢復(fù)電壓測(cè)試及峰值檢波電路，連接于被測(cè)二極管的兩級(jí)，用于獲得被測(cè)二極管 的正向恢復(fù)電壓和正向恢復(fù)電壓峰值，該正向恢復(fù)電壓測(cè)試及峰值檢波電路的帶寬不低于 150MHz ； 正向恢復(fù)時(shí)間處理電路，連接于正向恢復(fù)電壓測(cè)試及峰值檢波電路的輸出端，用于檢 測(cè)被測(cè)二極管的正向恢復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的脈寬信號(hào)，該正向恢復(fù)時(shí)間處理電路的帶寬不低于 700MHz ； 正向恢復(fù)時(shí)間信號(hào)脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路，連接于正向恢復(fù)時(shí)間處理電路的輸出端，用 于將檢測(cè)到的被測(cè)二極管的正向恢復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的脈寬信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓值輸出，該 正向恢復(fù)時(shí)間信號(hào)脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路的帶寬不低于700MHz ; A/D轉(zhuǎn)換電路，其輸入端與正向恢復(fù)時(shí)間信號(hào)脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路以及脈沖上升時(shí)間 信號(hào)的脈寬一電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入連接，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出； 中央處理器，連接于A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端，用于計(jì)算并獲得正向恢復(fù)時(shí)間和脈沖上 升時(shí)間的數(shù)值； 顯示器，連接于中央處理器上，用于正向恢復(fù)時(shí)間和脈沖上升時(shí)間等參數(shù)的數(shù)值顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二極管正向恢復(fù)參數(shù)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述 的正向恢復(fù)電壓測(cè)試及峰值檢波電路的輸出端上還連接有示波器，用于直接顯示正向恢復(fù) 電壓曲線與測(cè)量正向恢復(fù)時(shí)間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二極管正向恢復(fù)參數(shù)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述 的脈沖邊沿加速電路的輸出端把所輸出的脈沖電流幅值通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路處理并輸送到 中央處理器中進(jìn)行運(yùn)算和顯示。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二極管正向恢復(fù)參數(shù)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述 的正向恢復(fù)電壓測(cè)試及峰值檢波電路的輸出端把被測(cè)二極管正向恢復(fù)電壓值和正向恢復(fù) 電壓峰值通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路處理并輸送到中央處理器中進(jìn)行運(yùn)算和顯示。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二極管正向恢復(fù)參數(shù)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述 的中央處理器上還連接有串口通訊接口和USB接口。
【文檔編號(hào)】G01R31/26GK104155590SQ201410401893
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】韋文生, 夏鵬, 蔣佩蘭, 羅飛 申請(qǐng)人:溫州大學(xué)