一種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀，其包括主控模塊，計(jì)算機(jī)與USB通信模塊相連接，主控模塊與USB通信模塊、程控基準(zhǔn)電源、定時(shí)模塊相連，主控模塊的輸出端分別與觸發(fā)模塊的輸入端、多路選擇矩陣的輸入端、采樣保持電路的輸入端相連，程控基準(zhǔn)電源的輸出端、定時(shí)模塊的輸出端與觸發(fā)模塊的輸入端相連，多路選擇矩陣的輸出端分別與集電極電流校準(zhǔn)模塊的輸入端、階梯電流校準(zhǔn)模塊的輸入端、階梯電壓校準(zhǔn)模塊的輸入端相連，集電極電流校準(zhǔn)模塊的輸出端、階梯電流校準(zhǔn)模塊的輸出端、階梯電壓校準(zhǔn)模塊的輸出端分別與采樣保持電路的輸入端相連，采樣保持電路的輸出端與程控放大器的輸入端相連，程控放大器輸出端與數(shù)據(jù)處理電路的輸入端相連。
【專利說明】
-種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于校準(zhǔn)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖示儀校準(zhǔn)儀是一種校準(zhǔn)圖示儀的專用設(shè)備，下面分圖示儀、圖示儀校準(zhǔn)儀兩部 分進(jìn)行說明。
[0003] (1)圖示儀發(fā)展概述
[0004] 圖示儀是用來測(cè)量半導(dǎo)體器件直流參數(shù)的測(cè)試設(shè)備，通過圖示儀，能夠清晰地看 到半導(dǎo)體器件的放大特性是否具有良好的線性放大區(qū)，彌補(bǔ)了半導(dǎo)體直流參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)不 能全面直觀地觀測(cè)器件全工作范圍特性的缺點(diǎn)，是半導(dǎo)體器件鑒定檢驗(yàn)必備的參數(shù)測(cè)試設(shè) 備之一。
[0005] 近年來，伴隨半導(dǎo)體器件的迅速發(fā)展，產(chǎn)生了大功率智能圖示儀。它主要用來測(cè)試 大功率雙極型晶體管、VDM0S管、IGBT管，廣泛應(yīng)用于軍工、航天及電力工程等領(lǐng)域。其通過 計(jì)算機(jī)控制來測(cè)試用戶所關(guān)屯、的特性曲線，有利于運(yùn)些器件的研究、設(shè)計(jì)、制造和使用，還 可隨意存取被測(cè)器件的各種特性圖，為生產(chǎn)廠家及用戶提供測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的依據(jù)，逐 漸成為功率半導(dǎo)體器件質(zhì)量控制的常規(guī)手段。
[0006] 針對(duì)目前大功率器件的發(fā)展，大功率的智能圖示儀技術(shù)特性有了很大的提高，主 要體現(xiàn)在：1)集電極電流偏轉(zhuǎn)系數(shù)范圍：lyA/div~lOOA/div，最大允許誤差：±(3%~ 5 % ); 2)階梯電流范圍：2μΑ/階~10A/階，最大允許誤差：± (3 %~5 % ); 3)階梯電壓范圍： 0.05V/階~10V/階，最大允許誤差：±3% ;4)集電極電壓偏轉(zhuǎn)系數(shù)范圍：0.05V/div~500V/ div，最大允許誤差：+ (1~5)%。
[0007] (2)大功率智能圖示儀應(yīng)用及典型設(shè)備
[000引目前國(guó)內(nèi)大功率智能圖示儀生產(chǎn)量和使用量較大單位非常多，應(yīng)用非常廣泛，主 要用于半導(dǎo)體器件的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。
[0009] 目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣、較典型的大功率智能圖示儀W北京無線電儀器廠生產(chǎn)的 BJ4822大功率智能圖示儀和上海新建儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的XJ4834大功率數(shù)字存儲(chǔ)半 導(dǎo)體管圖示儀為主，國(guó)外目前應(yīng)用較多的型號(hào)為美國(guó)泰克公司的370B和371A(沒有更新，已 經(jīng)不再生產(chǎn))和日本巖崎公司的CS-3000。
[0010] (3)大功率智能圖示儀組成W及目前校準(zhǔn)難點(diǎn)
[0011] 傳統(tǒng)的半導(dǎo)體管特性圖示儀目前可W依據(jù)《JJF1236-2010半導(dǎo)體管特性圖示儀校 準(zhǔn)規(guī)范》進(jìn)行校準(zhǔn)，由于近年來圖示儀產(chǎn)品更新發(fā)展較快，部分校準(zhǔn)方法不能夠滿足需求， 其主要適用范圍如下表所示。
[0012] 目前規(guī)范適用范圍與實(shí)際需求關(guān)系 棱維項(xiàng)目 目前己有路棱淮能為 目蘭需求 本項(xiàng)目研難對(duì)象 直流電壓范圍：化IV~20V，
[0013] 最大允許誤差：±(0.5~1)% 校準(zhǔn)信號(hào) 同左，已經(jīng)解決 / 矩形脈沖范圍：化IV~20V'， 最大允許誤差;±(0.5~1)% 范圍；0. luA/div~ 范圍： Y軸部分！日，自Α/Κν (連續(xù)），最大允許誤 重點(diǎn)研究化/div~ 0. 1 μ A/div ~ 集電極電 差：±(1~5)%; lOOA/div (十階為 lOOA/div, 流偏轉(zhuǎn)系 范圍：lA/div~10A/dUr〇B: 10A~1000A)，原有方 ^4大允許誤単； 數(shù) 沖）， 法小能夠滿足需求 ± (3%~5%) 最大允許誤差± (1~巧教。 X軸部分： 范圍；0.005取''div~ 范圍： / 集電極電 500V/div， 日.005V/div~ 壓偏轉(zhuǎn)系 最大允許誤差：±α~毋1 500V/d]'v，已經(jīng) 數(shù) 解決
[0014] 階梯電流 范圍：2μΑ/階~5A/階， 范圍：2μΑ/ 雖點(diǎn)研究1Α/階~ 源 最大允許語(yǔ)差；± (3~5)%; 階~10Α/階，ιαν階，原有示波器 最大允許誤差：法示波器技術(shù)指標(biāo)不 + 口~5) % 能夠滿化需求。 階樣電壓 范圍：0,02V/階~2V/階， 范圍：0. 02V7 重點(diǎn)研究日.02V/ 源 最大允許誤差：± 口~5)%; 階~10V/階，最階~10V/價(jià)；原有不 大允許誤差：波器法巧波器技術(shù)指 + 3% 標(biāo)不能夠滿足需求。 集電極功 范圍：0~1備抗， 同龍，己疑解決 / 耗限制電最大允許誤差；± (8%+化5 Ω ) 阻
[0015] 由上表可W看出，目前規(guī)范能夠覆蓋校準(zhǔn)信號(hào)、集電極電壓偏轉(zhuǎn)系數(shù)和集電極功 耗限制電阻Ξ部分。因此，目前需求重點(diǎn)在如何解決大功率智能圖示儀的集電極電流偏轉(zhuǎn) 系數(shù)、階梯電流源、階梯電壓源的校準(zhǔn)。
[0016] 根據(jù)目前需求，并在對(duì)國(guó)防系統(tǒng)用大功率智能圖示儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為熟悉的基礎(chǔ) 上，設(shè)計(jì)研制出一種新型智能圖示儀校準(zhǔn)儀，滿足大功率智能圖示儀校準(zhǔn)發(fā)展的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明目的：本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進(jìn)，即本發(fā)明提供了一種 大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀。
[0018] 技術(shù)方案:一種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀，包括計(jì)算機(jī)、程控放大器、采樣保持電 路、集電極電流校準(zhǔn)模塊、階梯電流校準(zhǔn)模塊、多路選擇矩陣、階梯電壓校準(zhǔn)模塊、觸發(fā)模 塊、程控基準(zhǔn)電源、定時(shí)模塊、數(shù)據(jù)處理電路、USB通信模塊和主控模塊，
[0019] 所述計(jì)算機(jī)通過USB通訊電纜與所述USB通信模塊相連接，
[0020] 所述主控模塊通過PCI總線分別與所述USB通信模塊、所述程控基準(zhǔn)電源、所述定 時(shí)模塊相連，
[0021] 所述主控模塊的輸出端通過PCI總線分別與所述觸發(fā)模塊的輸入端、所述多路選 擇矩陣的輸入端、所述采樣保持電路的輸入端相連，
[0022] 所述程控基準(zhǔn)電源的輸出端、所述定時(shí)模塊的輸出端通過PCI總線與所述觸發(fā)模 塊的輸入端相連，
[0023] 所述多路選擇矩陣的輸出端通過PCI總線分別與所述集電極電流校準(zhǔn)模塊的輸入 端、所述階梯電流校準(zhǔn)模塊的輸入端、所述階梯電壓校準(zhǔn)模塊的輸入端相連，
[0024] 所述集電極電流校準(zhǔn)模塊的輸出端、所述階梯電流校準(zhǔn)模塊的輸出端、所述階梯 電壓校準(zhǔn)模塊的輸出端通過PCI總線分別與所述采樣保持電路的輸入端相連，
[0025] 所述采樣保持電路的輸出端通過PCI總線與所述程控放大器的輸入端相連，
[0026] 所述程控放大器的輸出端通過PCI總線與所述數(shù)據(jù)處理電路的輸入端相連。
[0027] 進(jìn)一步地，所述多路選擇矩陣包括發(fā)射極端子、基極端子、集電極端子和回流端 子，
[0028] 所述發(fā)射極端子通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的發(fā)射極相連，
[0029] 所述基極端子通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的基極相連，
[0030] 所述集電極端子通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的集電極相連，
[0031] 所述回流端子通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的回流端相連。
[0032] 進(jìn)一步地，所述計(jì)算機(jī)為筆記本電腦或者臺(tái)式電腦或者工控機(jī)，其內(nèi)存大于256M， 硬盤大于10G。
[0033] 進(jìn)一步地，所述主控模塊內(nèi)設(shè)供電電源，該供電電源為程控放大器、采樣保持電 路、多路選擇矩陣、觸發(fā)模塊、程控基準(zhǔn)電源、定時(shí)模塊、數(shù)據(jù)處理電路提供-30V~30V直流 電壓。
[0034] 有益效果:本發(fā)明公開的一種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀具有W下有益效果：
[0035] (1)因?yàn)樗捎秒娮釉骷鶠榻?jīng)過足夠時(shí)間老化后的器件，技術(shù)指標(biāo)均足夠高， 能夠保證所設(shè)計(jì)新型大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀技術(shù)指標(biāo)；
[0036] (2)所設(shè)計(jì)大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀，技術(shù)指標(biāo)涵蓋常見圖示儀校準(zhǔn)儀，技術(shù)指標(biāo) 主要包括：
[0037] 1)集電極電流偏轉(zhuǎn)系數(shù):10A/div~lOOA/div，測(cè)量不確定度:1%~1.5%，k = 2; [003引 2)階梯電流源校準(zhǔn):1A/階~10A/階，測(cè)量不確定度:1 %，k = 2;
[0039] 3)階梯電壓源校準(zhǔn):0.02V/階~1 ον/階，測(cè)量不確定度:1 %，k = 2。
【附圖說明】
[0040]圖1是本發(fā)明公開的一種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041 ]其中；
[0042] 1-計(jì)算機(jī) 2-程控放大器
[0043] 3-采樣保持電路 4-集電極電流校準(zhǔn)模塊
[0044] 5-階梯電流校準(zhǔn)模塊 6-多路選擇矩陣
[0045] 7-階梯電壓校準(zhǔn)模塊 8-觸發(fā)模塊
[0046] 9-程控基準(zhǔn)電源 10-定時(shí)模塊
[0047] 11-數(shù)據(jù)處理電路 12-USB通信模塊
[004引13-發(fā)射極端子 14-基極端子
[0049] 15-集電極端子 16-回流端子
[(K)加]17-主控模塊
【具體實(shí)施方式】：
[0051 ]下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)說明。
[0052] 具體實(shí)施例1
[0053] 如圖1所示，一種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀，包括計(jì)算機(jī)1、程控放大器2、采樣保持 電路3、集電極電流校準(zhǔn)模塊4、階梯電流校準(zhǔn)模塊5、多路選擇矩陣6、階梯電壓校準(zhǔn)模塊7、 觸發(fā)模塊8、程控基準(zhǔn)電源9、定時(shí)模塊10、數(shù)據(jù)處理電路1UUSB通信模塊12和主控模塊17，
[0054] 計(jì)算機(jī)1通過USB通訊電纜與USB通信模塊12相連接，
[0055] 主控模塊17通過PCI總線分別與USB通信模塊12、程控基準(zhǔn)電源9、定時(shí)模塊10相 連，
[0056] 主控模塊17的輸出端通過PCI總線分別與觸發(fā)模塊8的輸入端、多路選擇矩陣6的 輸入端、采樣保持電路3的輸入端相連，
[0057] 程控基準(zhǔn)電源9的輸出端、定時(shí)模塊10的輸出端通過PCI總線與觸發(fā)模塊8的輸入 端相連，
[0058] 多路選擇矩陣6的輸出端通過PCI總線分別與集電極電流校準(zhǔn)模塊4的輸入端、階 梯電流校準(zhǔn)模塊5的輸入端、階梯電壓校準(zhǔn)模塊7的輸入端相連，
[0059] 集電極電流校準(zhǔn)模塊4的輸出端、階梯電流校準(zhǔn)模塊5的輸出端、階梯電壓校準(zhǔn)模 塊7的輸出端通過PCI總線分別與采樣保持電路3的輸入端相連，
[0060] 采樣保持電路3的輸出端通過PCI總線與程控放大器2的輸入端相連，
[0061] 程控放大器2的輸出端通過PCI總線與數(shù)據(jù)處理電路11的輸入端相連。
[0062] 進(jìn)一步地，多路選擇矩陣6包括發(fā)射極端子13、基極端子14、集電極端子15和回流 端子16,
[0063] 發(fā)射極端子13通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的發(fā)射極相連，
[0064] 基極端子14通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的基極相連，
[0065] 集電極端子15通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的集電極相連，
[0066] 回流端子16通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的回流端相連。
[0067] 進(jìn)一步地，計(jì)算機(jī)1為筆記本電腦，其內(nèi)存大于256M，硬盤大于10G。
[0068] 進(jìn)一步地，主控模塊17內(nèi)設(shè)供電電源，該供電電源為程控放大器2、采樣保持電路 3、多路選擇矩陣6、觸發(fā)模塊8、程控基準(zhǔn)電源9、定時(shí)模塊10、數(shù)據(jù)處理電路11提供-30V~ 30V直流電壓。
[0069] 前述大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀，整體技術(shù)指標(biāo)涵蓋常見圖示儀校準(zhǔn)儀，技術(shù)指標(biāo) 主要包括：
[0070] 1)集電極電流偏轉(zhuǎn)系數(shù):10A/div~lOOA/div，測(cè)量不確定度:1%~1.5%，k = 2;
[0071 ] 2)階梯電流源校準(zhǔn):1A/階~10A/階，測(cè)量不確定度:1 %，k = 2;
[0072] 3)階梯電壓源校準(zhǔn):0.02V/階~1 ον/階，測(cè)量不確定度:1 %，k = 2。
[0073] 本發(fā)明的大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀，技術(shù)指標(biāo)涵蓋常見圖示儀及應(yīng)用日趨廣泛的 圖示儀校準(zhǔn)儀，廣泛應(yīng)用于通信及無線電領(lǐng)域圖示儀校準(zhǔn)過程中。
[0074] 具體實(shí)施例2
[0075] 與具體實(shí)施例1大致相同，區(qū)別僅僅在于：
[0076] 計(jì)算機(jī)1為臺(tái)式電腦，其內(nèi)存大于256M，硬盤大于10G。
[0077] 具體實(shí)施例3
[0078] 與具體實(shí)施例1大致相同，區(qū)別僅僅在于：
[00巧]計(jì)算機(jī)1為工控機(jī)，其內(nèi)存大于256M，硬盤大于10G。
[0080]上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做了詳細(xì)說明。但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在 所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可W在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做 出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)、程控放大器、采樣保持電 路、集電極電流校準(zhǔn)模塊、階梯電流校準(zhǔn)模塊、多路選擇矩陣、階梯電壓校準(zhǔn)模塊、觸發(fā)模 塊、程控基準(zhǔn)電源、定時(shí)模塊、數(shù)據(jù)處理電路、USB通信模塊和主控模塊， 所述計(jì)算機(jī)通過USB通訊電纜與所述USB通信模塊相連接， 所述主控模塊通過PCI總線分別與所述USB通信模塊、所述程控基準(zhǔn)電源、所述定時(shí)模 塊相連， 所述主控模塊的輸出端通過PCI總線分別與所述觸發(fā)模塊的輸入端、所述多路選擇矩 陣的輸入端、所述采樣保持電路的輸入端相連， 所述程控基準(zhǔn)電源的輸出端、所述定時(shí)模塊的輸出端通過PCI總線與所述觸發(fā)模塊的 輸入端相連， 所述多路選擇矩陣的輸出端通過PCI總線分別與所述集電極電流校準(zhǔn)模塊的輸入端、 所述階梯電流校準(zhǔn)模塊的輸入端、所述階梯電壓校準(zhǔn)模塊的輸入端相連， 所述集電極電流校準(zhǔn)模塊的輸出端、所述階梯電流校準(zhǔn)模塊的輸出端、所述階梯電壓 校準(zhǔn)模塊的輸出端通過PCI總線分別與所述采樣保持電路的輸入端相連， 所述采樣保持電路的輸出端通過PCI總線與所述程控放大器的輸入端相連， 所述程控放大器的輸出端通過PCI總線與所述數(shù)據(jù)處理電路的輸入端相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀，其特征在于，所述多路選擇矩 陣包括發(fā)射極端子、基極端子、集電極端子和回流端子， 所述發(fā)射極端子通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的發(fā)射極相連， 所述基極端子通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的基極相連， 所述集電極端子通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的集電極相連， 所述回流端子通過單根10A導(dǎo)線與大功率智能圖示儀的回流端相連。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)為筆 記本電腦或者臺(tái)式電腦或者工控機(jī)，其內(nèi)存大于256M，硬盤大于10G。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率智能圖示儀校準(zhǔn)儀，其特征在于，所述主控模塊內(nèi) 設(shè)供電電源，該供電電源為程控放大器、采樣保持電路、多路選擇矩陣、觸發(fā)模塊、程控基準(zhǔn) 電源、定時(shí)模塊、數(shù)據(jù)處理電路提供-30V~30V直流電壓。
【文檔編號(hào)】G01R35/00GK105823999SQ201610256951
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】劉沖, 李潔, 曹玉峰
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院