CN205749797U - 三极管反向特性测试仪 - Google Patents

Abstract

一种三极管反向特性测试仪，包括电源模块、测量模块、钳位电路、可调电流脉冲模块、检测模块、主控模块和上位机，所述电源模块包括可调直流电源和电感，所述测量模块包括三极管，所述三极管包括基极、集电极和发射极，所述可调直流电源通过电感与三极管的集电极相连，所述主控模块包括单片机，所述可调电流脉冲模块的控制端与单片机相连，可调电流脉冲模块的脉冲输出端与三极管的基极相连，钳位电路分别与三极管的集电极、发射极相连，所述检测模块的采样端与测量模块相连，所述上位机采用RS232串口通信线与单片机相连，可以测量出三极管能够承受的合理的反向偏压值，避免三极管在开关电源电路工作中因电压设置不合理而产生的电路损害。

Description

三极管反向特性测试仪

技术领域

本实用新型涉及电子技术及半导体器件检测领域，具体涉及一种三极管反向特性测试仪。

背景技术

随着晶体管的品种和数量的飞速增加，应用范围的不断扩展，晶体管的安全应用受到严峻挑战。在功率晶体管测试仪器方面，国外设备较为领先，可以对于三极管放大倍数β、开关时间T、饱和压降VCES、正向压降UBE、热阻、二次击穿等等领域，研究已经比较成熟。国内外都出现检测各种参数的功率晶体管测试仪器。但国外仪器较为昂贵，购买后难于维护，而国内仪器的价位高，且测试功能复杂，对于一般的电路设计者而言，还没有一款合适的可以实现快速又简易的测量装置。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的上述不足，提供了一种可以测量出三极管能够承受的合理的反向偏压值的三极管反向特性测试仪。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种三极管反向特性测试仪，包括电源模块、测量模块、钳位电路、可调电流脉冲模块、检测模块、主控模块和上位机，所述电源模块包括可调直流电源和电感，所述测量模块包括三极管，所述三极管包括基极、集电极和发射极，所述可调直流电源通过电感与三极管的集电极相连，所述主控模块包括单片机，所述可调电流脉冲模块的控制端与单片机相连，可调电流脉冲模块的脉冲输出端与三极管的基极相连，所述钳位电路分别与三极管的集电极、发射极相连用于设定检测三极管的集电极与发射极之间的反向偏压，所述检测模块的采样端与测量模块相连用于检测三极管的集电极电流、反向偏压，所述检测模块的信号输出端与单片机的采样端相连，所述上位机采用RS232串口通信线与单片机相连。

作为本实用新型的优选技术方案，所述单片机与可调电流脉冲模块、检测模块和上位机之间均设有光电隔离器。

作为本实用新型的优选技术方案，所述可调电流脉冲模块与三极管的基极之间还设有限流电阻。

作为本实用新型的优选技术方案，所述上位机采用USB接口连接RS232串口通信线，并与单片机进行通讯。

作为本实用新型的优选技术方案，所述USB接口采用USB隔离芯片进行端口隔离。

本实用新型的三极管反向特性测试仪可以达到如下有益效果：

本实用新型的三极管反向特性测试仪，通过包括电源模块、测量模块、钳位电路、可调电流脉冲模块、检测模块、主控模块和上位机，所述电源模块包括可调直流电源和电感，所述测量模块包括三极管，所述三极管包括基极、集电极和发射极，所述可调直流电源通过电感与三极管的集电极相连，所述主控模块包括单片机，所述可调电流脉冲模块的控制端与单片机相连，可调电流脉冲模块的脉冲输出端与三极管的基极相连，所述钳位电路分别与三极管的集电极、发射极相连用于设定检测三极管的集电极与发射极之间的反向偏压，所述检测模块的采样端与测量模块相连用于检测三极管的集电极电流、反向偏压，所述检测模块的信号输出端与单片机的采样端相连，所述上位机采用RS232串口通信线与单片机相连，可以测量出三极管能够承受的合理的反向偏压值，避免三极管在开关电源电路工作中因电压设置不合理而产生的电路损害，同时本实用新型的测试仪能通过模拟测试，确保三极管能够安全关断而免于被击穿，保障电子电路设计的安全运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型三极管反向特性测试仪提供的一实例的***结构框图。

图2为三极管开关原理图。

图3为本实用新型三极管反向特性测试仪提供的一实例的三极管测量原理图。

图4为本实用新型三极管反向特性测试仪的三极管IC、VCE输出波形。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示的三极管反向特性测试仪，包括电源模块、测量模块、钳位电路、可调电流脉冲模块、检测模块、主控模块和上位机，所述电源模块包括可调直流电源和电感，所述测量模块包括三极管，所述三极管包括基极B、集电极C和发射极E，所述可调直流电源VCC通过电感Lc与三极管的集电极C相连，所述主控模块包括单片机，所述可调电流脉冲模块的控制端与单片机相连，可调电流脉冲模块的脉冲输出端与三极管的基极B相连，所述钳位电路分别与三极管的集电极C、发射极E相连用于设定检测三极管的集电极C与发射极E之间的反向偏压VCE，所述检测模块的采样端与测量模块相连用于检测三极管的集电极电流IC、反向偏压VCE，所述检测模块的信号输出端与单片机的采样端相连，所述上位机采用RS232串口通信线与单片机相连。

具体实施中，所述单片机与可调电流脉冲模块、检测模块和上位机之间均设有光电隔离器，由于光电隔离器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力，大大提高信号产生的噪音比，可有效的防止可调电流脉冲模块、检测模块和上位机等外设器件对单片机的干扰，提高单片机的控制和检测精度，所述可调电流脉冲模块与三极管的基极B之间还设有限流电阻RB。

所述上位机采用USB接口连接RS232串口通信线，并与单片机进行通讯，所述USB接口采用USB隔离芯片进行端口隔离。

为了让本领域的技术人员更好地理解并实现本实用新型的技术方案，下面详述本实施例的使用方法。

如图2所示的三极管开关原理图，三极管的三个电极分别为发射极E、基极B、集电极C，三极管是电流控制型器件，基极电流IB可以控制集电极电流IC，当基极电流IB>0时，集电极电流IC不等于0，对应电路有电流通过，相当于开关闭合状态；当基极电流IB≤0时，集电极电流IC=0，对应电路没有电流，相当于开关的断开状态。

如图3所示的三极管测量原理图，通过控制流入基极电流IB的大小，控制三极管的开关状态，来模拟测量功率三极管用作开关电源电路时的工作状态，当基极电流IB>0时，集电极电流IC在电感作用下线性上升，到达设定的电流值时，立即关断IB电流，理论上集电极电流IC在电感作用下应线性下降，实现快速关断。此时电感产生瞬时感应电动势同时钳位电路导通，这时三极管的集电极和发射极两极将承受来自钳位电路设定的反向偏压值VCE，VCE不能超过反向击穿电压，否则集电极电流IC将急剧增大，在该处会产生热击穿或电流击穿，会导致三极管发生二次击穿，造成三极管永久性的烧毁，严重影响电子设备运行的安全性和可靠性。

三极管反向特性测试仪在测试过程中如果没有发生二次击穿，该过程的IB、IC、VCE的波形，如图4所示。若三极管能够成功关断，IC将快速下降（时间大概1us左右），此时三极管所承受的反向偏压通常接近于0，在电感及钳位电路作用下将线性上升到设定的钳位电压值VCE。若在测试时间段内检测到VCE为预设定值，证明VCE能够保持下去且IC能够彻底关断。若三极管发生了雪崩击穿而不能立即关断，IC将缓慢下降并持续下去，此时三极管不能在预设的电流IC和电压值VCE内安全工作。

因此通过本实用新型，可以预测出三极管能够承受的合理的反向偏压值，避免三极管在开关电源电路工作中因电压设置不合理而产生的电路损害，同时本实用新型能通过模拟测试，确保三极管能够安全关断而免于被击穿，保障电子电路设计的安全运行。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1. 一种三极管反向特性测试仪，其特征在于，包括电源模块、测量模块、钳位电路、可调电流脉冲模块、检测模块、主控模块和上位机，所述电源模块包括可调直流电源和电感，所述测量模块包括三极管，所述三极管包括基极、集电极和发射极，所述可调直流电源通过电感与三极管的集电极相连，所述主控模块包括单片机，所述可调电流脉冲模块的控制端与单片机相连，可调电流脉冲模块的脉冲输出端与三极管的基极相连，所述钳位电路分别与三极管的集电极、发射极相连用于设定检测三极管的集电极与发射极之间的反向偏压，所述检测模块的采样端与测量模块相连用于检测三极管的集电极电流和反向偏压，所述检测模块的信号输出端与单片机的采样端相连，所述上位机采用RS232串口通信线与单片机相连。

2. 按照权利要求1所述的三极管反向特性测试仪，其特征在于，所述单片机与可调电流脉冲模块、检测模块及上位机之间均设有光电隔离器。

3. 按照权利要求2所述的三极管反向特性测试仪，其特征在于，所述可调电流脉冲模块与三极管的基极之间还设有限流电阻。

4. 按照权利要求1至3任一项所述的三极管反向特性测试仪，其特征在于，所述上位机采用USB接口连接RS232串口通信线，并与单片机进行通讯。

5. 按照权利要求4所述的三极管反向特性测试仪，其特征在于，所述USB接口采用USB隔离芯片进行端口隔离。