CN105823999A - 一种大功率智能图示仪校准仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大功率智能图示仪校准仪，其包括主控模块，计算机与USB通信模块相连接，主控模块与USB通信模块、程控基准电源、定时模块相连，主控模块的输出端分别与触发模块的输入端、多路选择矩阵的输入端、采样保持电路的输入端相连，程控基准电源的输出端、定时模块的输出端与触发模块的输入端相连，多路选择矩阵的输出端分别与集电极电流校准模块的输入端、阶梯电流校准模块的输入端、阶梯电压校准模块的输入端相连，集电极电流校准模块的输出端、阶梯电流校准模块的输出端、阶梯电压校准模块的输出端分别与采样保持电路的输入端相连，采样保持电路的输出端与程控放大器的输入端相连，程控放大器输出端与数据处理电路的输入端相连。
Description
技术领域
本发明属于校准工程技术领域，具体涉及一种大功率智能图示仪校准仪。
背景技术
图示仪校准仪是一种校准图示仪的专用设备，下面分图示仪、图示仪校准仪两部分进行说明。
(1)图示仪发展概述
图示仪是用来测量半导体器件直流参数的测试设备，通过图示仪，能够清晰地看到半导体器件的放大特性是否具有良好的线性放大区，弥补了半导体直流参数测试***不能全面直观地观测器件全工作范围特性的缺点，是半导体器件鉴定检验必备的参数测试设备之一。
近年来，伴随半导体器件的迅速发展，产生了大功率智能图示仪。它主要用来测试大功率双极型晶体管、VDMOS管、IGBT管，广泛应用于军工、航天及电力工程等领域。其通过计算机控制来测试用户所关心的特性曲线，有利于这些器件的研究、设计、制造和使用，还可随意存取被测器件的各种特性图，为生产厂家及用户提供测量数据准确可靠的依据，逐渐成为功率半导体器件质量控制的常规手段。
针对目前大功率器件的发展，大功率的智能图示仪技术特性有了很大的提高，主要体现在：1)集电极电流偏转系数范围：1μA/div～100A/div，最大允许误差：±(3％～5％)；2)阶梯电流范围：2μA/阶～10A/阶，最大允许误差：±(3％～5％)；3)阶梯电压范围：0.05V/阶～10V/阶，最大允许误差：±3％；4)集电极电压偏转系数范围：0.05V/div～500V/div，最大允许误差：±(1～5)％。
(2)大功率智能图示仪应用及典型设备
目前国内大功率智能图示仪生产量和使用量较大单位非常多，应用非常广泛，主要用于半导体器件的质量控制环节。
目前国内应用较广、较典型的大功率智能图示仪以北京无线电仪器厂生产的BJ4822大功率智能图示仪和上海新建仪器设备有限公司生产的XJ4834大功率数字存储半导体管图示仪为主，国外目前应用较多的型号为美国泰克公司的370B和371A(没有更新，已经不再生产)和日本岩崎公司的CS-3000。
(3)大功率智能图示仪组成以及目前校准难点
传统的半导体管特性图示仪目前可以依据《JJF1236-2010半导体管特性图示仪校准规范》进行校准，由于近年来图示仪产品更新发展较快，部分校准方法不能够满足需求，其主要适用范围如下表所示。
目前规范适用范围与实际需求关系
由上表可以看出，目前规范能够覆盖校准信号、集电极电压偏转系数和集电极功耗限制电阻三部分。因此，目前需求重点在如何解决大功率智能图示仪的集电极电流偏转系数、阶梯电流源、阶梯电压源的校准。
根据目前需求，并在对国防***用大功率智能图示仪内部结构较为熟悉的基础上，设计研制出一种新型智能图示仪校准仪，满足大功率智能图示仪校准发展的需要。
发明内容
发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明提供了一种大功率智能图示仪校准仪。
技术方案：一种大功率智能图示仪校准仪，包括计算机、程控放大器、采样保持电路、集电极电流校准模块、阶梯电流校准模块、多路选择矩阵、阶梯电压校准模块、触发模块、程控基准电源、定时模块、数据处理电路、USB通信模块和主控模块，
所述计算机通过USB通讯电缆与所述USB通信模块相连接，
所述主控模块通过PCI总线分别与所述USB通信模块、所述程控基准电源、所述定时模块相连，
所述主控模块的输出端通过PCI总线分别与所述触发模块的输入端、所述多路选择矩阵的输入端、所述采样保持电路的输入端相连，
所述程控基准电源的输出端、所述定时模块的输出端通过PCI总线与所述触发模块的输入端相连，
所述多路选择矩阵的输出端通过PCI总线分别与所述集电极电流校准模块的输入端、所述阶梯电流校准模块的输入端、所述阶梯电压校准模块的输入端相连，
所述集电极电流校准模块的输出端、所述阶梯电流校准模块的输出端、所述阶梯电压校准模块的输出端通过PCI总线分别与所述采样保持电路的输入端相连，
所述采样保持电路的输出端通过PCI总线与所述程控放大器的输入端相连，
所述程控放大器的输出端通过PCI总线与所述数据处理电路的输入端相连。
进一步地，所述多路选择矩阵包括发射极端子、基极端子、集电极端子和回流端子，
所述发射极端子通过单根10A导线与大功率智能图示仪的发射极相连，
所述基极端子通过单根10A导线与大功率智能图示仪的基极相连，
所述集电极端子通过单根10A导线与大功率智能图示仪的集电极相连，
所述回流端子通过单根10A导线与大功率智能图示仪的回流端相连。
进一步地，所述计算机为笔记本电脑或者台式电脑或者工控机，其内存大于256M，硬盘大于10G。
进一步地，所述主控模块内设供电电源，该供电电源为程控放大器、采样保持电路、多路选择矩阵、触发模块、程控基准电源、定时模块、数据处理电路提供-30V～30V直流电压。
有益效果：本发明公开的一种大功率智能图示仪校准仪具有以下有益效果：
(1)因为所采用电子元器件均为经过足够时间老化后的器件，技术指标均足够高，能够保证所设计新型大功率智能图示仪校准仪技术指标；
(2)所设计大功率智能图示仪校准仪，技术指标涵盖常见图示仪校准仪，技术指标主要包括：
1)集电极电流偏转系数：10A/div～100A/div，测量不确定度：1％～1.5％，k＝2；
2)阶梯电流源校准：1A/阶～10A/阶，测量不确定度：1％，k＝2；
3)阶梯电压源校准：0.02V/阶～10V/阶，测量不确定度：1％，k＝2。
附图说明
图1是本发明公开的一种大功率智能图示仪校准仪的结构示意图；
其中：
1-计算机2-程控放大器
3-采样保持电路4-集电极电流校准模块
5-阶梯电流校准模块6-多路选择矩阵
7-阶梯电压校准模块8-触发模块
9-程控基准电源10-定时模块
11-数据处理电路12-USB通信模块
13-发射极端子14-基极端子
15-集电极端子16-回流端子
17-主控模块
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式详细说明。
具体实施例1
如图1所示，一种大功率智能图示仪校准仪，包括计算机1、程控放大器2、采样保持电路3、集电极电流校准模块4、阶梯电流校准模块5、多路选择矩阵6、阶梯电压校准模块7、触发模块8、程控基准电源9、定时模块10、数据处理电路11、USB通信模块12和主控模块17，
计算机1通过USB通讯电缆与USB通信模块12相连接，
主控模块17通过PCI总线分别与USB通信模块12、程控基准电源9、定时模块10相连，
主控模块17的输出端通过PCI总线分别与触发模块8的输入端、多路选择矩阵6的输入端、采样保持电路3的输入端相连，
程控基准电源9的输出端、定时模块10的输出端通过PCI总线与触发模块8的输入端相连，
多路选择矩阵6的输出端通过PCI总线分别与集电极电流校准模块4的输入端、阶梯电流校准模块5的输入端、阶梯电压校准模块7的输入端相连，
集电极电流校准模块4的输出端、阶梯电流校准模块5的输出端、阶梯电压校准模块7的输出端通过PCI总线分别与采样保持电路3的输入端相连，
采样保持电路3的输出端通过PCI总线与程控放大器2的输入端相连，
程控放大器2的输出端通过PCI总线与数据处理电路11的输入端相连。
进一步地，多路选择矩阵6包括发射极端子13、基极端子14、集电极端子15和回流端子16，
发射极端子13通过单根10A导线与大功率智能图示仪的发射极相连，
基极端子14通过单根10A导线与大功率智能图示仪的基极相连，
集电极端子15通过单根10A导线与大功率智能图示仪的集电极相连，
回流端子16通过单根10A导线与大功率智能图示仪的回流端相连。
进一步地，计算机1为笔记本电脑，其内存大于256M，硬盘大于10G。
进一步地，主控模块17内设供电电源，该供电电源为程控放大器2、采样保持电路3、多路选择矩阵6、触发模块8、程控基准电源9、定时模块10、数据处理电路11提供-30V～30V直流电压。
前述大功率智能图示仪校准仪，整体技术指标涵盖常见图示仪校准仪，技术指标主要包括：
1)集电极电流偏转系数：10A/div～100A/div，测量不确定度：1％～1.5％，k＝2；
2)阶梯电流源校准：1A/阶～10A/阶，测量不确定度：1％，k＝2；
3)阶梯电压源校准：0.02V/阶～10V/阶，测量不确定度：1％，k＝2。
本发明的大功率智能图示仪校准仪，技术指标涵盖常见图示仪及应用日趋广泛的图示仪校准仪，广泛应用于通信及无线电领域图示仪校准过程中。
具体实施例2
与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
计算机1为台式电脑，其内存大于256M，硬盘大于10G。
具体实施例3
与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
计算机1为工控机，其内存大于256M，硬盘大于10G。
上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (4)
1.一种大功率智能图示仪校准仪，其特征在于，包括计算机、程控放大器、采样保持电路、集电极电流校准模块、阶梯电流校准模块、多路选择矩阵、阶梯电压校准模块、触发模块、程控基准电源、定时模块、数据处理电路、USB通信模块和主控模块，
所述计算机通过USB通讯电缆与所述USB通信模块相连接，
所述主控模块通过PCI总线分别与所述USB通信模块、所述程控基准电源、所述定时模块相连，
所述主控模块的输出端通过PCI总线分别与所述触发模块的输入端、所述多路选择矩阵的输入端、所述采样保持电路的输入端相连，
所述程控基准电源的输出端、所述定时模块的输出端通过PCI总线与所述触发模块的输入端相连，
所述多路选择矩阵的输出端通过PCI总线分别与所述集电极电流校准模块的输入端、所述阶梯电流校准模块的输入端、所述阶梯电压校准模块的输入端相连，
所述集电极电流校准模块的输出端、所述阶梯电流校准模块的输出端、所述阶梯电压校准模块的输出端通过PCI总线分别与所述采样保持电路的输入端相连，
所述采样保持电路的输出端通过PCI总线与所述程控放大器的输入端相连，
所述程控放大器的输出端通过PCI总线与所述数据处理电路的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种大功率智能图示仪校准仪，其特征在于，所述多路选择矩阵包括发射极端子、基极端子、集电极端子和回流端子，
所述发射极端子通过单根10A导线与大功率智能图示仪的发射极相连，
所述基极端子通过单根10A导线与大功率智能图示仪的基极相连，
所述集电极端子通过单根10A导线与大功率智能图示仪的集电极相连，
所述回流端子通过单根10A导线与大功率智能图示仪的回流端相连。
3.根据权利要求1所述的一种大功率智能图示仪校准仪，其特征在于，所述计算机为笔记本电脑或者台式电脑或者工控机，其内存大于256M，硬盘大于10G。
4.根据权利要求1所述的一种大功率智能图示仪校准仪，其特征在于，所述主控模块内设供电电源，该供电电源为程控放大器、采样保持电路、多路选择矩阵、触发模块、程控基准电源、定时模块、数据处理电路提供-30V～30V直流电压。
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