CN107192936B - 一种便携式半导体少子寿命测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种便携式半导体少子寿命测试仪，探测装置探测被测元件的数据信息，并通过AD采集模块将采集的数据信息传输至单片机；红外激光器通过激光器驱动电路与单片机连接，激光器驱动电路用于使单片机控制红外激光器启停；恒流源选档模块设有选档开关，恒流源选档模块用于接收用户通过选档开关选择的档位，根据选择的档位控制恒流源输出。使用时用一定力度把探针压在硅料上，探针间距0.5MM，等待稳定后激光器打开，照射在两根探针之间，激光器关闭，关闭激光器的同时采集数据，一个测试周期完成。便携式半导体少子寿命测试仪将输出数据信息显示到显示模块，便于操作人员观看获取信息。

Description

一种便携式半导体少子寿命测试仪

技术领域

本发明涉及半导体少子寿命测试领域，尤其涉及一种便携式半导体少子寿命测试仪。

背景技术

少数载流子寿命(简称少子寿命)是晶体中非平衡少数载流子由产生到复合存在的平均时间间隔，等于非平衡少数载流子浓度衰减到初始值的1/e(e＝2.718)所需的时间，又称少数载流子寿命，体寿命，单位为μs。少子寿命是半导体材料的一项重要参数,它对半导体器件的性能、太阳能电池的效率都有重要的影响。半导体材料的少子寿命是评估半导体材料的重要参数之一。作为工艺调整以及材料区分的依据,少子寿命的准确测量具有重要的实际意义。

目前，现有便携式半导体少子寿命测试仪均为台式设备，由上位机(计算)和下位机(测试)组成的一套测试系统，整套系统需固定在室内进行测量，无法直接运用到半导体生产车间进行实时测量，测量过程复杂，需专业人员来操作上位机来测量，操作步骤繁琐，效率低。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种便携式半导体少子寿命测试仪，包括：红外激光器，探测装置，控制单元以及用于给测试仪内部元件供电的电源单元；

控制单元包括：单片机，恒流源选档模块，AD采集模块，激光器驱动电路，显示模块，程序编译电路；

恒流源选档模块，显示模块，程序编译电路分别与单片机连接；

探测装置探测被测元件的数据信息，并通过AD采集模块将采集的数据信息传输至单片机；

红外激光器通过激光器驱动电路与单片机连接，激光器驱动电路用于使单片机控制红外激光器启停；

恒流源选档模块设有选档开关，恒流源选档模块用于接收用户通过选档开关选择的档位，根据选择的档位控制恒流源输出。

优选地，恒流源选档模块包括：恒流源发生电路，电感L1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，接线器U3，运放器LM1，场效应管Q1，选档开关；

电感L1第一端接+5v电源，电感L1第二端分别接电阻R1第一端，运放器LM1八号脚和电源VCC-A端连接，电阻R1第二端分别与运放器LM1三号脚和接线器U3一号脚连接，运放器LM1四号脚，接线器U3三号脚，电阻R2第二端，电阻R3第二端，电阻R4第二端，电阻R5第二端，电阻R6第二端分别接地，运放器LM1二号脚分别与场效应管Q1的S极，选档开关的GDK1，选档开关的GDK2，选档开关的GDK3，选档开关的GDK4连接，选档开关的GDK11，选档开关的GDK22，选档开关的GDK33，选档开关的GDK44分别与电阻R3第一端，电阻R4第一端，电阻R5第一端，电阻R6第一端连接；运放器LM1一号脚连接场效应管Q1的G极和电阻R2第一端。

优选地，恒流源发生电路包括：光电继电器U1，光电继电器U2，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10；

光电继电器U1一脚通过电阻R7连接单片机，光电继电器U1三脚通过电阻R8连接单片机，光电继电器U2一脚通过电阻R9连接单片机，光电继电器U2三脚通过电阻R10连接单片机，光电继电器U1二脚，四脚，光电继电器U2二脚，四脚分别接地；光电继电器U1五脚接选档开关的GDK3，光电继电器U1六脚接选档开关的GDK33，光电继电器U1七脚接选档开关的GDK4，光电继电器U1八脚接选档开关的GDK44，光电继电器U2五脚接选档开关的GDK1，光电继电器U2六脚接选档开关的GDK11，光电继电器U2七脚接选档开关的GDK2，光电继电器U2八脚接选档开关的GDK22，光电继电器U1，光电继电器U2分别采用AQY212。

优选地，激光器驱动电路包括：电感L2，电感L3，电阻R11，电阻R12，电阻R13，三极管Q3，场效应管Q2；

电阻R11第一端接单片机，电阻R11第二端接三极管Q3基极，三极管Q3集电极分别接电阻R12第一端，电阻R13第一端，电阻R12第二端通过电感L2接+12v电源，电阻R13第二端接场效应管Q2G端，场效应管Q2D端通过电感L3接+12v电源，场效应管Q2S端接红外激光器LED1_A，红外激光器LED1_B接地，三极管Q3发射极接地。

优选地，还包括：二倍压电路，二倍压电路用于产生22V供便携式半导体少子寿命测试仪内部元件使用；

二倍压电路包括：电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，倍压芯片U4，二极管D1，二极管D2，电阻R14，电阻R15；

倍压芯片U4一脚，电容C3第一端，电容C5第一端分别接地，倍压芯片U4五脚与电容C3第二端连接；倍压芯片U4二脚分别与六脚，电容C5第二端和电阻R14第一端连接；倍压芯片U4四脚，八脚，电阻R15第二端，电容C2第一端，电容C4第一端，二极管D1阳极，输入+13v共同连接，电阻R14第二端分别接电阻R15第一端，倍压芯片U4七脚，倍压芯片U4三脚接电容C1第一端，电容C1第二端分别接二极管D1阴极，二极管D2阳极，二极管D2阴极和电容C4第二端分别接22V输出端，电容C2第二端接地；倍压芯片U4采用NE555；

单片机采用STM32F103ZET6。

优选地，还包括：程序编译电路；

程序编译电路与单片机连接，程序编译电路包括：编译芯片U5，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25；

编译芯片U5采用JTAG1；编译芯片U5一脚，二脚，电阻R21第一端，电阻R22第一端，电阻R23第一端，电阻R24第一端分别接+3.3v，电阻R21第二端接编译芯片U5三脚，电阻R22第二端接编译芯片U5五脚，电阻R23第二端接编译芯片U5七脚，电阻R24第二端接编译芯片U5十三脚，编译芯片U5九脚通过电阻R25接地；编译芯片U5四脚，六脚，八脚，十脚，十二脚，十四脚，十六脚，十八脚，二十脚分别接地。

优选地，电源单元包括：用于给便携式半导体少子寿命测试仪内部元件供电的供电电池，用于给供电电池充电的充电电路；

充电电路包括：电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，电阻R30，电阻R31，电阻R32，电阻R33，电容C11，电容C12，电容C13，电容C14，+5v电源接线端U11，二极管D11，二极管D12，二极管D13，指示灯LED1，指示灯LED2，电感L4，电感L5，电感L6，电感L7，电感L8，电感L9，三极管Q11，三极管Q12，稳压芯片U12，运放器LM3，+12v电源接线端U11；

电阻R21第一端接地，电阻R21第二端接电阻R22第一端，电阻R22第二端分别接电容C11第一端，电感L8第一端，电感L9第一端，稳压芯片U12五号脚，电感L9第二端接+5v电源接线端U11一号脚，+5v电源接线端U11二号脚接地，电容C11第二端接地，稳压芯片U12四号脚分别接电感L8第二端，二极管D11阳极，二极管D11阴极分别接电容C13第一端，电容C14第一端，电阻R26第一端，+13v电源，二极管D12阳极，稳压芯片U12三脚接地，稳压芯片U12一脚通过电阻R23和电容C12接地，稳压芯片U12二脚分别通过电阻R24接地，与电阻R25第一端连接，电阻R25第二端与电阻R26第二端连接，二极管D12阴极，电感L4，电感L5，二极管D13串联连接，电容C13第二端和电容C14第二端分别接地，二极管D13阴极分别接电阻R27第一端和电感L7第一端；

电阻R27第二端，电阻R32第二端，电阻R33第二端，运放器LM3一脚，+12v电源接线端U11二脚，漏电保护器F1共同连接，电阻R32第一端接USB1，电阻R33第一端通过电阻R31连接三极管Q12基极，运放器LM3三脚连接电阻R32滑动端，电感L7通过电感L6连接运放器LM3二脚，+12v电源接线端U11一脚接地，运放器LM3四脚接地，运放器LM3八脚接+12v电源，三极管Q12发射极接地，三极管Q12集电极接指示灯LED1第一端，指示灯LED1第二端分别接电阻R28第二端，电阻R29第一端；电阻R28第一端接USB2，电阻R29第二端接三极管Q11基极，三极管Q11发射极通过指示灯LED2接地，三极管Q11集电极通过电阻R30接USB3；运放器LM3采用LM393；稳压芯片U12采用LM2576S-ADJ-TO263。

优选地，电源单元还包括：供电切换电路；

供电切换电路包括：二极管D3，二极管D4，二极管D5，二极管D6，电阻R41，电阻R42，电阻R43，电阻R44，电阻R45，电容C21，场效应管Q5，采集芯片U6；

二极管D3阳极连接电源，二极管D4阳极连接USB连接端，二极管D3阴极，二极管D4阴极分别与电阻R41第一端连接，电阻R41第二端分别与电容C21第一端和采集芯片U6的一号脚连接，电容C21第二端，采集芯片U6的二号脚分别接地，采集芯片U6的三号脚与电阻R44第一端连接，采集芯片U6的四号脚接+12v电源，电阻R44第二端分别与电阻R45第一端，场效应管Q5G极连接，电阻R45接地，场效应管Q5S极分别接电阻R42第一端和+12v电源，电阻R42第二端通过电阻R43接地，电池供电端AD_C和AD_D分别接电阻R43的两端；场效应管Q5D极与二极管D5阳极连接，二极管D5阴极分别与二极管D6阴极及单片机连接，二极管D6阳极接电源；采集芯片U6采用TLP521。

优选地，电源单元还包括：12v变5v供电电路，5v变3.3v供电电路，12v供电电路；

12v供电电路包括：供电芯片U33，电容C41，电容C42，电容C43，电容C44，电感L25，电感L24，二极管D32，二极管D33，电阻R51，电阻R52，电阻R53，电阻R54；

供电芯片U33五脚分别连接12v供电电路输入端，电容C41第一端，电感L25第一端，电容C41第二端接地；电感L25第二端分别连接供电芯片U33四脚，二极管D32阳极，二极管D32阴极分别连接电阻R52第二端，二极管D33阳极，电容C42第一端，电容C43第一端；电容C42第二端，电容C43第二端分别接地；二极管D33阴极通过电感L24连接12v供电电路输出端；电阻R52第一端连接电阻R54，电阻R54分别通过电阻R53接地，与供电芯片U33二脚连接，供电芯片U33三脚接地，供电芯片U33一脚通过电阻R51，电容C44接地；

12v变5v供电电路包括：供电芯片U31，电容C31，电容C32，电容C33，二极管D31，电感L22，电感L21；

供电芯片U31一脚分别与电容C31第一端，电容C32第一端，12v变5v供电电路输入端连接；供电芯片U31五脚，三脚，六脚，电感L22第一端和第二端，电容C31第二端，电容C32第二端，二极管D31阳极，电容C33第二端分别接地；供电芯片U31二脚分别连接电感L21第一端和二极管D31阴极；电感L21第二端，供电芯片U31四脚，电容C33第一端，12v变5v供电电路输出端共同连接；

5v变3.3v供电电路包括：供电芯片U32，电容C34，电容C35，电容C36，电容C37，电感L23；

供电芯片U32三脚连接电容C34第一端，电容C35第一端，5v变3.3v供电电路输入端共同连接；供电芯片U32四脚接3.3v电源；供电芯片U32二脚，电容C36第一端，电容C37第一端，电感L23第一端共同连接；供电芯片U32一脚，电容C34第二端，电容C35第二端，电容C36第二端，电容C37第二端分别接地，电感L23第二端接5v变3.3v供电电路输出端；

供电芯片U31采用LM2596S-5-TO263，供电芯片U32采用AMS1117S-3.3，供电芯片U33采用LM2577S-ADJ-TO263。

优选地，显示模块采用TFT_LCD；

AD采集模块采用双路差分输入采集卡，芯片为ADSD1256。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

操作人员可以通过便携式半导体少子寿命测试仪测量被测元件的数据信息。探测装置采用两根探针。使用时用一定力度把探针压在硅料上，探针间距0.5MM，等待稳定后激光器打开，照射在根探针之间，激光器关闭，关闭激光器的同时采集数据，一个测试周期完成。单片机对整个过程进行控制并将输出数据信息显示到显示模块，便于操作人员观看获取信息。而且便携式半导体少子寿命测试仪内置供电电池便于携带。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为便携式半导体少子寿命测试仪的整体示意图；

图2为恒流源选档模块电路图；

图3为恒流源发生电路电路图；

图4为恒流源发生电路电路图；

图5为激光器驱动电路电路图；

图6为二倍压电路电路图；

图7为程序编译电路电路图；

图8为供电切换电路电路图；

图9为充电电路电路图；

图10为12v供电电路电路图；

图11为12v变5v供电电路电路图；

图12为5v变3.3v供电电路电路图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实施例提供一种便携式半导体少子寿命测试仪，如图1所示，包括：红外激光器1，探测装置2，控制单元以及用于给测试仪内部元件供电的电源单元；

控制单元包括：单片机3，恒流源选档模块4，AD采集模块5，激光器驱动电路6，显示模块7，程序编译电路8；恒流源选档模块4，显示模块7，程序编译电路8分别与单片机3连接；探测装置1探测被测元件的数据信息，并通过AD采集模块5将采集的数据信息传输至单片机3；红外激光器1通过激光器驱动电路6与单片机3连接，激光器驱动电路6用于使单片机3控制红外激光器1启停；恒流源选档模块4设有选档开关，恒流源选档模块4用于接收用户通过选档开关选择的档位，根据选择的档位控制恒流源输出。

便携式半导体少子寿命测试仪采用微波光电导衰退法测试少子寿命，包括光注入产生电子-空穴对和微波探测信号的变化两个过程。激光注入产生电子-空穴对，样品电导率增加，当撤去外界光注入时，电导率随时间指数衰减，这种趋势放映了少子的衰减趋势，则可以通过观测电导率随时间变化的趋势可以测少子的寿命。而微波信号时探测电导率的变化，依据微波信号的变化量与电导率的变化量成正比的原理。

便携式半导体少子寿命测试仪可以测量被测元件的电阻率和少子寿命，当然还可以测量被测元件的其他数据信息，探测装置2采用两根探针。使用时用一定力度把探针压在硅料上，探针间距0.5MM，等待稳定后激光器打开，照射在2根探针之间，激光器关闭，关闭激光器的同时采集数据，一个测试周期完成。具体的，探针接(VCCA、VCCB)接触，恒流源选档，AD采集数据(电压)，VCCB的电压、电流，得电压电流，得电阻，得电阻率，DAC计算输出模拟电压，打开激光器，关闭激光器，单片机得少子寿命，通过显示模块显示。

本实施例中，如图2所示，恒流源选档模块包括：恒流源发生电路，电感L1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，接线器U3，运放器LM1，场效应管Q1，选档开关；

电感L1第一端接+5v电源，电感L1第二端分别接电阻R1第一端，运放器LM1八号脚和电源VCC-A端连接，电阻R1第二端分别与运放器LM1三号脚和接线器U3一号脚连接，运放器LM1四号脚，接线器U3三号脚，电阻R2第二端，电阻R3第二端，电阻R4第二端，电阻R5第二端，电阻R6第二端分别接地，运放器LM1二号脚分别与场效应管Q1的S极，选档开关的GDK1，选档开关的GDK2，选档开关的GDK3，选档开关的GDK4连接，选档开关的GDK11，选档开关的GDK22，选档开关的GDK33，选档开关的GDK44分别与电阻R3第一端，电阻R4第一端，电阻R5第一端，电阻R6第一端连接；运放器LM1一号脚连接场效应管Q1的G极和电阻R2第一端。

本实施例中，如图3、图4所示，恒流源发生电路包括：光电继电器U1，光电继电器U2，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10；

光电继电器U1一脚通过电阻R7连接单片机，光电继电器U1三脚通过电阻R8连接单片机，光电继电器U2一脚通过电阻R9连接单片机，光电继电器U2三脚通过电阻R10连接单片机，光电继电器U1二脚，四脚，光电继电器U2二脚，四脚分别接地；光电继电器U1五脚接选档开关的GDK3，光电继电器U1六脚接选档开关的GDK33，光电继电器U1七脚接选档开关的GDK4，光电继电器U1八脚接选档开关的GDK44，光电继电器U2五脚接选档开关的GDK1，光电继电器U2六脚接选档开关的GDK11，光电继电器U2七脚接选档开关的GDK2，光电继电器U2八脚接选档开关的GDK22，光电继电器U1，光电继电器U2分别采用AQY212。

本实施例中，如图5所示，激光器驱动电路包括：电感L2，电感L3，电阻R11，电阻R12，电阻R13，三极管Q3，场效应管Q2；

电阻R11第一端接单片机，电阻R11第二端接三极管Q3基极，三极管Q3集电极分别接电阻R12第一端，电阻R13第一端，电阻R12第二端通过电感L2接+12v电源，电阻R13第二端接场效应管Q2G端，场效应管Q2D端通过电感L3接+12v电源，场效应管Q2S端接红外激光器LED1_A，红外激光器LED1_B接地，三极管Q3发射极接地。

本实施例中，如图6所示，还包括：二倍压电路，二倍压电路用于产生22V供便携式半导体少子寿命测试仪内部元件使用；二倍压电路包括：电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，倍压芯片U4，二极管D1，二极管D2，电阻R14，电阻R15；倍压芯片U4一脚，电容C3第一端，电容C5第一端分别接地，倍压芯片U4五脚与电容C3第二端连接；倍压芯片U4二脚分别与六脚，电容C5第二端和电阻R14第一端连接；倍压芯片U4四脚，八脚，电阻R15第二端，电容C2第一端，电容C4第一端，二极管D1阳极，输入+13v共同连接，电阻R14第二端分别接电阻R15第一端，倍压芯片U4七脚，倍压芯片U4三脚接电容C1第一端，电容C1第二端分别接二极管D1阴极，二极管D2阳极，二极管D2阴极和电容C4第二端分别接22V输出端，电容C2第二端接地；倍压芯片U4采用NE555；单片机采用STM32F103ZET6。二倍压电路产生22V，供LM393供电使用。LM393的供电电压需比输入电压大1.8V才可正常工作，为了方便和节省电路，二倍压电路进行升压，供给LM393使用。

本实施例中，如图7所示，程序编译电路与单片机连接，程序编译电路包括：编译芯片U5，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25；

编译芯片U5采用JTAG1；编译芯片U5一脚，二脚，电阻R21第一端，电阻R22第一端，电阻R23第一端，电阻R24第一端分别接+3.3v，电阻R21第二端接编译芯片U5三脚，电阻R22第二端接编译芯片U5五脚，电阻R23第二端接编译芯片U5七脚，电阻R24第二端接编译芯片U5十三脚，编译芯片U5九脚通过电阻R25接地；编译芯片U5四脚，六脚，八脚，十脚，十二脚，十四脚，十六脚，十八脚，二十脚分别接地。

本实施例中，如图8所示，电源单元还包括：供电切换电路；供电切换电路包括：二极管D3，二极管D4，二极管D5，二极管D6，电阻R41，电阻R42，电阻R43，电阻R44，电阻R45，电容C21，场效应管Q5，采集芯片U6；

二极管D3阳极连接电源，二极管D4阳极连接USB连接端，二极管D3阴极，二极管D4阴极分别与电阻R41第一端连接，电阻R41第二端分别与电容C21第一端和采集芯片U6的一号脚连接，电容C21第二端，采集芯片U6的二号脚分别接地，采集芯片U6的三号脚与电阻R44第一端连接，采集芯片U6的四号脚接+12v电源，电阻R44第二端分别与电阻R45第一端，场效应管Q5G极连接，电阻R45接地，场效应管Q5S极分别接电阻R42第一端和+12v电源，电阻R42第二端通过电阻R43接地，电池供电端AD_C和AD_D分别接电阻R43的两端；场效应管Q5D极与二极管D5阳极连接，二极管D5阴极分别与二极管D6阴极及单片机连接，二极管D6阳极接电源；采集芯片U6采用TLP521。

便携式半导体少子寿命测试仪的机壳上设有USB充电孔。当供电电池供电时，如果USB连接端接入USB，即关闭供电电池供电，切换到USB供电；当撤掉USB供电时，切换到供电电池供电。当插入USB充电孔时，会切断一切供电，即为供电电池供电和USB供电，切换到充电模式，此时只为便携式半导体少子寿命测试仪充电。

本实施例中，如图9、图10、图11、图12所示，电源单元包括：用于给便携式半导体少子寿命测试仪内部元件供电的供电电池，用于给供电电池充电的充电电路；

充电电路包括：电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，电阻R30，电阻R31，电阻R32，电阻R33，电容C11，电容C12，电容C13，电容C14，+5v电源接线端U11，二极管D11，二极管D12，二极管D13，指示灯LED1，指示灯LED2，电感L4，电感L5，电感L6，电感L7，电感L8，电感L9，三极管Q11，三极管Q12，稳压芯片U12，运放器LM3，+12v电源接线端U11；

电阻R21第一端接地，电阻R21第二端接电阻R22第一端，电阻R22第二端分别接电容C11第一端，电感L8第一端，电感L9第一端，稳压芯片U12五号脚，电感L9第二端接+5v电源接线端U11一号脚，+5v电源接线端U11二号脚接地，电容C11第二端接地，稳压芯片U12四号脚分别接电感L8第二端，二极管D11阳极，二极管D11阴极分别接电容C13第一端，电容C14第一端，电阻R26第一端，+13v电源，二极管D12阳极，稳压芯片U12三脚接地，稳压芯片U12一脚通过电阻R23和电容C12接地，稳压芯片U12二脚分别通过电阻R24接地，与电阻R25第一端连接，电阻R25第二端与电阻R26第二端连接，二极管D12阴极，电感L4，电感L5，二极管D13串联连接，电容C13第二端和电容C14第二端分别接地，二极管D13阴极分别接电阻R27第一端和电感L7第一端；

电阻R27第二端，电阻R32第二端，电阻R33第二端，运放器LM3一脚，+12v电源接线端U11二脚，漏电保护器F1共同连接，电阻R32第一端接USB1，电阻R33第一端通过电阻R31连接三极管Q12基极，运放器LM3三脚连接电阻R32滑动端，电感L7通过电感L6连接运放器LM3二脚，+12v电源接线端U11一脚接地，运放器LM3四脚接地，运放器LM3八脚接+12v电源，三极管Q12发射极接地，三极管Q12集电极接指示灯LED1第一端，指示灯LED1第二端分别接电阻R28第二端，电阻R29第一端；电阻R28第一端接USB2，电阻R29第二端接三极管Q11基极，三极管Q11发射极通过指示灯LED2接地，三极管Q11集电极通过电阻R30接USB3；运放器LM3采用LM393；稳压芯片U12采用LM2576S-ADJ-TO263。

充电电路为供电电池充电，也就是5V转12V，另有转灯电路，指示灯LED2为红灯，充电中。指示灯LED1为绿灯充满灯。利用比较器LM393来实现转灯。

电源单元还包括：12v变5v供电电路，5v变3.3v供电电路，12v供电电路；

12v供电电路包括：供电芯片U33，电容C41，电容C42，电容C43，电容C44，电感L25，电感L24，二极管D32，二极管D33，电阻R51，电阻R52，电阻R53，电阻R54；

供电芯片U33五脚分别连接12v供电电路输入端，电容C41第一端，电感L25第一端，电容C41第二端接地；电感L25第二端分别连接供电芯片U33四脚，二极管D32阳极，二极管D32阴极分别连接电阻R52第二端，二极管D33阳极，电容C42第一端，电容C43第一端；电容C42第二端，电容C43第二端分别接地；二极管D33阴极通过电感L24连接12v供电电路输出端；电阻R52第一端连接电阻R54，电阻R54分别通过电阻R53接地，与供电芯片U33二脚连接，供电芯片U33三脚接地，供电芯片U33一脚通过电阻R51，电容C44接地；

12v变5v供电电路包括：供电芯片U31，电容C31，电容C32，电容C33，二极管D31，电感L22，电感L21；

供电芯片U31一脚分别与电容C31第一端，电容C32第一端，12v变5v供电电路输入端连接；供电芯片U31五脚，三脚，六脚，电感L22第一端和第二端，电容C31第二端，电容C32第二端，二极管D31阳极，电容C33第二端分别接地；供电芯片U31二脚分别连接电感L21第一端和二极管D31阴极；电感L21第二端，供电芯片U31四脚，电容C33第一端，12v变5v供电电路输出端共同连接；

5v变3.3v供电电路包括：供电芯片U32，电容C34，电容C35，电容C36，电容C37，电感L23；

供电芯片U32三脚连接电容C34第一端，电容C35第一端，5v变3.3v供电电路输入端共同连接；供电芯片U32四脚接3.3v电源；供电芯片U32二脚，电容C36第一端，电容C37第一端，电感L23第一端共同连接；供电芯片U32一脚，电容C34第二端，电容C35第二端，电容C36第二端，电容C37第二端分别接地，电感L23第二端接5v变3.3v供电电路输出端；

供电芯片U31采用LM2596S-5-TO263，供电芯片U32采用AMS1117S-3.3，供电芯片U33采用LM2577S-ADJ-TO263。显示模块采用TFT_LCD；AD采集模块采用双路差分输入采集卡，芯片为ADSD1256。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种便携式半导体少子寿命测试仪，其特征在于，包括：红外激光器，探测装置、控制单元以及用于给测试仪内部元件供电的电源单元；

控制单元包括：单片机，恒流源选档模块，AD采集模块，激光器驱动电路，显示模块，程序编译电路；

恒流源选档模块，显示模块，程序编译电路分别与单片机连接；

探测装置探测被测元件的数据信息，并通过AD采集模块将采集的数据信息传输至单片机；

红外激光器通过激光器驱动电路与单片机连接，激光器驱动电路用于使单片机控制红外激光器启停；

恒流源选档模块设有选档开关，恒流源选档模块用于接收用户通过选档开关选择的档位，根据选择的档位控制恒流源输出；

恒流源选档模块包括：恒流源发生电路，电感L1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，接线器U3，运放器LM1，场效应管Q1，选档开关；

电感L1第一端接+5v电源，电感L1第二端分别接电阻R1第一端，运放器LM1八号脚和电源VCC-A端连接，电阻R1第二端分别与运放器LM1三号脚和接线器U3一号脚连接，运放器LM1四号脚，接线器U3三号脚，电阻R2第二端，电阻R3第二端，电阻R4第二端，电阻R5第二端，电阻R6第二端分别接地，运放器LM1二号脚分别与场效应管Q1的S极，选档开关的GDK1，选档开关的GDK2，选档开关的GDK3，选档开关的GDK4连接，选档开关的GDK11，选档开关的GDK22，选档开关的GDK33，选档开关的GDK44分别与电阻R3第一端，电阻R4第一端，电阻R5第一端，电阻R6第一端连接；运放器LM1一号脚连接场效应管Q1的G极和电阻R2第一端；

恒流源发生电路包括：光电继电器U1，光电继电器U2，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10；

光电继电器U1一脚通过电阻R7连接单片机，光电继电器U1三脚通过电阻R8连接单片机，光电继电器U2一脚通过电阻R9连接单片机，光电继电器U2三脚通过电阻R10连接单片机，光电继电器U1二脚，四脚，光电继电器U2二脚，四脚分别接地；光电继电器U1五脚接选档开关的GDK3，光电继电器U1六脚接选档开关的GDK33，光电继电器U1七脚接选档开关的GDK4，光电继电器U1八脚接选档开关的GDK44，光电继电器U2五脚接选档开关的GDK1，光电继电器U2六脚接选档开关的GDK11，光电继电器U2七脚接选档开关的GDK2，光电继电器U2八脚接选档开关的GDK22，光电继电器U1，光电继电器U2分别采用AQY212；

激光器驱动电路包括：电感L2，电感L3，电阻R11，电阻R12，电阻R13，三极管Q3，场效应管Q2；

电阻R11第一端接单片机，电阻R11第二端接三极管Q3基极，三极管Q3集电极分别接电阻R12第一端，电阻R13第一端，电阻R12第二端通过电感L2接+12v电源，电阻R13第二端接场效应管Q2G端，场效应管Q2D端通过电感L3接+12v电源，场效应管Q2S端接红外激光器LED1_A，红外激光器LED1_B接地，三极管Q3发射极接地；

还包括：二倍压电路，二倍压电路用于产生22V供便携式半导体少子寿命测试仪内部元件使用；

二倍压电路包括：电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，倍压芯片U4，二极管D1，二极管D2， 电阻R14，电阻R15；

倍压芯片U4一脚，电容C3第一端，电容C5第一端分别接地，倍压芯片U4五脚与电容C3第二端连接；倍压芯片U4二脚分别与六脚，电容C5第二端和电阻R14第一端连接；倍压芯片U4四脚，八脚，电阻R15第二端，电容C2第一端，电容C4第一端，二极管D1阳极，输入+13v共同连接，电阻R14第二端分别接电阻R15第一端，倍压芯片U4七脚，倍压芯片U4三脚接电容C1第一端，电容C1第二端分别接二极管D1阴极，二极管D2阳极，二极管D2阴极和电容C4第二端分别接22V输出端，电容C2第二端接地；倍压芯片U4采用NE555；单片机采用STM32F103ZET6；

程序编译电路包括：编译芯片U5，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25；

编译芯片U5采用JTAG1；编译芯片U5一脚，二脚，电阻R21第一端，电阻R22第一端，电阻R23第一端，电阻R24第一端分别接+3.3v，电阻R21第二端接编译芯片U5三脚，电阻R22第二端接编译芯片U5五脚，电阻R23第二端接编译芯片U5七脚，电阻R24第二端接编译芯片U5十三脚，编译芯片U5九脚通过电阻R25接地；编译芯片U5四脚，六脚，八脚，十脚，十二脚，十四脚，十六脚，十八脚，二十脚分别接地；

电源单元包括：用于给便携式半导体少子寿命测试仪内部元件供电的供电电池，用于给供电电池充电的充电电路；

充电电路包括：电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，电阻R30，电阻R31，电阻R32，电阻R33，电容C11，电容C12，电容C13，电容C14，+5v电源接线端U11，二极管D11，二极管D12，二极管D13，指示灯LED1，指示灯LED2，电感L4，电感L5，电感L6，电感L7，电感L8，电感L9，三极管Q11，三极管Q12，稳压芯片U12，运放器LM3，+12v电源接线端U11；

电阻R21第一端接地，电阻R21第二端接电阻R22第一端，电阻R22第二端分别接电容C11第一端，电感L8第一端，电感L9第一端，稳压芯片U12五号脚，电感L9第二端接+5v电源接线端U11一号脚，+5v电源接线端U11二号脚接地，电容C11第二端接地，稳压芯片U12四号脚分别接电感L8第二端，二极管D11阳极，二极管D11阴极分别接电容C13第一端，电容C14第一端，电阻R26第一端，+13v电源，二极管D12阳极，稳压芯片U12三脚接地，稳压芯片U12一脚通过电阻R23和电容C12接地，稳压芯片U12二脚分别通过电阻R24接地，与电阻R25第一端连接，电阻R25第二端与电阻R26第二端连接，二极管D12阴极，电感L4，电感L5，二极管D13串联连接，电容C13第二端和电容C14第二端分别接地，二极管D13阴极分别接电阻R27第一端和电感L7第一端；

电阻R27第二端，电阻R32第二端，电阻R33第二端，运放器LM3一脚，+12v电源接线端U11二脚，漏电保护器F1共同连接，电阻R32第一端接USB1，电阻R33第一端通过电阻R31连接三极管Q12基极，运放器LM3三脚连接电阻R32滑动端，电感L7通过电感L6连接运放器LM3二脚，+12v电源接线端U11一脚接地，运放器LM3四脚接地，运放器LM3八脚接+12v电源，三极管Q12发射极接地，三极管Q12集电极接指示灯LED1第一端，指示灯LED1第二端分别接电阻R28第二端，电阻R29第一端；电阻R28第一端接USB2，电阻R29第二端接三极管Q11基极，三极管Q11发射极通过指示灯LED2接地，三极管Q11集电极通过电阻R30接USB3；运放器LM3采用LM393；稳压芯片U12采用LM2576S-ADJ-TO263；

显示模块采用TFT_LCD；AD采集模块采用双路差分输入采集卡，芯片为ADSD1256。

2.根据权利要求1所述的便携式半导体少子寿命测试仪，其特征在于，

电源单元还包括：供电切换电路；

供电切换电路包括：二极管D3，二极管D4，二极管D5，二极管D6，电阻R41，电阻R42，电阻R43，电阻R44，电阻R45，电容C21，场效应管Q5，采集芯片U6；

二极管D3阳极连接电源，二极管D4阳极连接USB连接端，二极管D3阴极，二极管D4阴极分别与电阻R41第一端连接，电阻R41第二端分别与电容C21第一端和采集芯片U6的一号脚连接，电容C21第二端，采集芯片U6的二号脚分别接地，采集芯片U6的三号脚与电阻R44第一端连接，采集芯片U6的四号脚接+12v电源，电阻R44第二端分别与电阻R45第一端，场效应管Q5G极连接，电阻R45接地，场效应管Q5S极分别接电阻R42第一端和+12v电源，电阻R42第二端通过电阻R43接地，电池供电端AD_C和AD_D分别接电阻R43的两端；场效应管Q5D极与二极管D5阳极连接，二极管D5阴极分别与二极管D6阴极及单片机连接，二极管D6阳极接电源；采集芯片U6采用TLP521。

3.根据权利要求1所述的便携式半导体少子寿命测试仪，其特征在于，

电源单元还包括：12v变5v供电电路，5v变3.3v供电电路，12v供电电路;

12v供电电路包括：供电芯片U33，电容C41，电容C42，电容C43，电容C44，电感L25，电感L24，二极管D32，二极管D33，电阻R51，电阻R52，电阻R53，电阻R54;

供电芯片U33五脚分别连接12v供电电路输入端，电容C41第一端，电感L25第一端，电容C41第二端接地；电感L25第二端分别连接供电芯片U33四脚，二极管D32阳极，二极管D32阴极分别连接电阻R52第二端，二极管D33阳极，电容C42第一端，电容C43第一端；电容C42第二端，电容C43第二端分别接地；二极管D33阴极通过电感L24连接12v供电电路输出端；电阻R52第一端连接电阻R54，电阻R54分别通过电阻R53接地，与供电芯片U33二脚连接，供电芯片U33三脚接地，供电芯片U33一脚通过电阻R51，电容C44接地；

12v变5v供电电路包括：供电芯片U31，电容C31，电容C32，电容C33，二极管D31，电感L22，电感L21；

供电芯片U31一脚分别与电容C31第一端，电容C32第一端，12v变5v供电电路输入端连接；供电芯片U31五脚，三脚，六脚，电感L22第一端和第二端，电容C31第二端，电容C32第二端，二极管D31阳极，电容C33第二端分别接地；供电芯片U31二脚分别连接电感L21第一端和二极管D31阴极；电感L21第二端，供电芯片U31四脚，电容C33第一端，12v变5v供电电路输出端共同连接；

5v变3.3v供电电路包括：供电芯片U32，电容C34，电容C35，电容C36，电容C37，电感L23；

供电芯片U32三脚连接电容C34第一端，电容C35第一端，5v变3.3v供电电路输入端共同连接；供电芯片U32四脚接3.3v电源；供电芯片U32二脚，电容C36第一端，电容C37第一端，电感L23第一端共同连接；供电芯片U32一脚，电容C34第二端，电容C35第二端，电容C36第二端，电容C37第二端分别接地，电感L23第二端接5v变3.3v供电电路输出端；

供电芯片U31采用LM2596S-5-TO263，供电芯片U32采用 AMS1117S-3.3，供电芯片U33采用LM2577S-ADJ-TO263。