CN103837811A - 晶体管特性图示仪高分辨测试装置 - Google Patents

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本发明提出一种参数测量装置，尤其涉及一种晶体管特性图示仪高分辨测试技术。本发明的晶体管特性图示仪高分辨测试装置，包括被测件三极管Q1，三极管Q1的集电极依次串接串联电阻、集电极电源，集电极电源与三极管Q1的发射极之间设有容性电流补偿装置或取样回路高分辨率差放装置。采用高灵敏度差放和补偿电路避免在小电流测试时容性电流、大电流测试时接触电阻和引线电阻引起的电压降被电压取样电路所采集，使得电压测量能够获得ADC高分辨率的测试结果。

Description

晶体管特性图示仪高分辨测试装置
技术领域
本发明提出一种参数测量装置，尤其涉及一种晶体管特性图示仪高分辨测试技术。
背景技术
当前的晶体管特性参数测试仪器采用的测量电路在小电流测试时容性电流对ADC高分辨率电流测量结果有影响；在大电流测试时存在接触电阻和引线电阻对电压测量结果的影响。如何实现ADC高精度关键在于测量电路技术。
发明内容
本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种高分辨晶体管图示仪测试装置，其可以实现ADC高精度的测量结果。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括被测件三极管Q1，三极管Q1的集电极依次串接串联电阻、集电极电源，集电极电源与三极管Q1的发射极之间设有容性电流补偿装置或取样回路高分辨率差放装置。
容性电流补偿装置包括电流取样电阻R1、运算放大器U1、运算放大器U2、差放器U 3、电容CA、电容CB、电阻R2、电阻R3、补偿电阻RL，电流取样电阻R1设置在集电极电源与三极管Q1的发射极之间，电流取样电阻R1的一端分别连接运算放大器U1的负输入端、补偿电阻RL，电流取样电阻R1的另一端连接差放器U3的负输入端，运算放大器U1的正输入端分别连接被测件三极管Q1的集电极、电容CA，运算放大器U1的输出端依次串接电容CB、电阻R3，电阻R3依次通过补偿电阻RL、电阻R2与差放器U3的正输入端连接，电容CA连接运算放大器U2的负输入端，运算放大器U2的输出端连接差放器U3的正输入端。
取样回路高分辨率差放装置包括包括电流取样电阻R6、运算放大器N1、运算放大器N2、差放器N3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，电流取样电阻R6设置在集电极电源与三极管Q1的发射极之间，电流取样电阻R6的Sc侧连接运算放大器N2的正输入端，电流取样电阻R6的Se侧连接运算放大器N1的正输入端，运算放大器N2的负输入端连接其输出端，运算放大器N2的输出端连接电阻R4，电阻R4连接差放器N3的负输入端，差放器N3的负输入端通过电阻R5与其输出端连接，运算放大器N1的负输入端连接其输出端，运算放大器N1的输出端连接电阻R2，电阻R2分别连接电阻R3、差放器N3的正输入端。
测量电路取样回路通过采用高分辨率差放电路能够达到很高的测量精度;为了减小电压测量误差，被测件插座必须采用开尔芬连结，这样就可以避免在大电流测试时接触电阻和引线电阻引起的电压降被电压取样电路所采集，使得电压测量能够获得高分辨率的测试结果。而小电流测试时集电极电路与地之间存在分布电容，采用补偿电路可减小甚至消除容性电流。
采用高灵敏度差放和补偿电路避免在小电流测试时容性电流、大电流测试时接触电阻和引线电阻引起的电压降被电压取样电路所采集，使得电压测量能够获得ADC高分辨率的测试结果。
附图说明
图1为容性电流补偿装置示意图；
图2为取样回路高分辨率差放装置示意图。
具体实施方式
本发明的晶体管特性图示仪高分辨测试装置包括被测件三极管Q1，三极管Q1的集电极依次串接串联电阻、集电极电源，集电极电源与三极管Q1的发射极之间设有容性电流补偿装置或取样回路高分辨率差放装置。
容性电流补偿装置包括电流取样电阻R1、运算放大器U1、运算放大器U2、差放器U3、电容CA、电容CB、电阻R2、电阻R3、补偿电阻RL，电流取样电阻R1设置在集电极电源与三极管Q1的发射极之间，电流取样电阻R1的一端分别连接运算放大器U1的负输入端、补偿电阻RL，电流取样电阻R1的另一端连接差放器U3的负输入端，运算放大器U1的正输入端分别连接被测件三极管Q1的集电极、电容CA，运算放大器U1的输出端依次串接电容CB、电阻R3，电阻R3依次通过补偿电阻RL、电阻R2与差放器U3的正输入端连接，电容CA连接运算放大器U2的负输入端，运算放大器U2的输出端连接差放器U3的正输入端。
取样回路高分辨率差放装置包括包括电流取样电阻R6、运算放大器N1、运算放大器N2、差放器N3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，电流取样电阻R6设置在集电极电源与三极管Q1的发射极之间，电流取样电阻R6的Sc侧连接运算放大器N2的正输入端，电流取样电阻R6的Se侧连接运算放大器N1的正输入端，运算放大器N2的负输入端连接其输出端，运算放大器N2的输出端连接电阻R4，电阻R4连接差放器N3的负输入端，差放器N3的负输入端通过电阻R5与其输出端连接，运算放大器N1的负输入端连接其输出端，运算放大器N1的输出端连接电阻R2，电阻R2分别连接电阻R3、差放器N3的正输入端。
补偿电路（如图1）所示，三极管Q1加载后集电极电源经串联电阻给被测件C极提供测试电压，阶梯电流给被测件B极提供测试电流，使被测晶体管工作在所需状态。当晶体管小电流测试时容性电流对高分辨率ADC电流测量结果的影响是因为集电极电路与地之间的分布电容引起的。容性电流也经过电流取样电阻R1回到集电极电源，送至主垂直输出端电压不精确，使小电流的测量误差很大；为减小甚至消除容性电流对测量精度的影响，采用补偿电路经运算放大器U1、U2形成环路，增加可调补偿电阻R送至差放器U3，经差放器U3输出至主垂直输出端，这样就可以保证小电流测试时就能获得ADC高分辨率的测试精度。
当被测件需要提供大电流测试时，被测件上接触电阻和引线电阻对电压测量结果的影响是因为大电流取样电阻R6串联在测试回路中,取样回路采用高分辨率差放电路，经运算放大器N1、N2送至差放器N3进行差放，有效减小甚至消除误差，然后输出至主垂直输出端，能够达到很高的测量精度;大电流集电极电压测量电路（如图2）,由于电流大，被测件与插座间微小接触电阻和引线电阻对测量电压结果都会产生明显影响，特别关键的是为了减小这种电压测量误差，被测件插座必须采用开尔芬连结，测试夹具为此增加了大电流测试时电压检测插座，电压取样直接接触大功率管引脚。这样就可以避免在大电流测试时接触电阻和引线电阻引起的电压降被电压取样电路所采集，后经差放电路输出至测量电路使得电压测量能够获得ADC高分辨率的测试结果。

Claims (3)

1.一种晶体管特性图示仪高分辨测试装置，其特征在于，包括被测件三极管Q1，三极管Q1的集电极依次串接串联电阻、集电极电源，集电极电源与三极管Q1的发射极之间设有容性电流补偿装置或取样回路高分辨率差放装置。
2.根据权利要求1所述的晶体管特性图示仪高分辨测试装置，其特征在于，容性电流补偿装置包括电流取样电阻R1、运算放大器U1、运算放大器U2、差放器U3、电容CA、电容CB、电阻R2、电阻R3、补偿电阻RL，电流取样电阻R1设置在集电极电源与三极管Q1的发射极之间，电流取样电阻R1的一端分别连接运算放大器U1的负输入端、补偿电阻RL，电流取样电阻R1的另一端连接差放器U3的负输入端，运算放大器U1的正输入端分别连接被测件三极管Q1的集电极、电容CA，运算放大器U1的输出端依次串接电容CB、电阻R3，电阻R3依次通过补偿电阻RL、电阻R2与差放器U3的正输入端连接，电容CA连接运算放大器U2的负输入端，运算放大器U2的输出端连接差放器U3的正输入端。
3.根据权利要求1所述的晶体管特性图示仪高分辨测试装置，其特征在于，取样回路高分辨率差放装置包括包括电流取样电阻R6、运算放大器N1、运算放大器N2、差放器N3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，电流取样电阻R6设置在集电极电源与三极管Q1的发射极之间，电流取样电阻R6的Sc侧连接运算放大器N2的正输入端，电流取样电阻R6的Se侧连接运算放大器N1的正输入端，运算放大器N2的负输入端连接其输出端，运算放大器N2的输出端连接电阻R4，电阻R4连接差放器N3的负输入端，差放器N3的负输入端通过电阻R5与其输出端连接，运算放大器N1的负输入端连接其输出端，运算放大器N1的输出端连接电阻R2，电阻R2分别连接电阻R3、差放器N3的正输入端。
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