CN109765474B - 一种达林顿晶体管参数的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于达林顿晶体管技术领域，涉及一种达林顿晶体管参数的测试方法，包括如下步骤：在测试BVCEO参数过程中，通过示波器观测是否有自激震荡；在达林顿晶体管的基极B、集电极C间并入300P/2KV阻尼电容；在偏置电流IC的回路中串联10KΩ电阻来消除自激震荡；在测试饱和压降VCES参数时，通过降低集电极电流IB的输入值，得出最终测试饱和压降VCES的值，有效避免了因Ib电流过大，导致的产品烧坏；本发明的测试方法可以有效的消除达林顿管BVCEO误测的问题，同时通过减小IB电流值来避免产品被烧坏，提高了达林顿管的质量及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试方法，具体是一种达林顿晶体管参数的测试方法，属于达林顿晶体管技术领域。
背景技术
达林顿晶体管是一种半导体复合管，由于其结构为两个晶体管复合而成，所以其放大倍数大，有的几千倍，甚至上万倍。达林顿管因其有很高的放大系数，广泛应用于电力电子，发动机，发电机组，纺织机械，汽车空调风扇调节器中。一般晶体管的参数BVCEO，在耐压击穿点（B点）附近，随着电流的增大，BVCEO也增大（正阻性）如图1所示。而达林顿管却相反，随着电流的增大，BVCEO先增大到A点，然后却减小（负阻性）到耐压击穿点（B点），即曲线出现了回扫现象，然后发生击穿，如图2所示；在实际测试应用中，由于回扫现象导致经常发现达林顿晶体管的BVCEO电压测试偏大，导致不准确；同时测试参数饱和压降VCES时，由于基极电流IB太大，还出现原本测试合格的达林顿管在复测时发现有产品烧坏，多次复测会多次发现达林顿管损坏的问题，严重影响了达林顿管的质量及可靠性。
发明内容
本发明的目的是克服现有达林顿晶体管测试种问题，提供一种达林顿晶体管参数的测试方法，在测试BVCEO参数时，通过在测试站的BV和CV端口间并联阻尼电容及在偏置电流IC的回路中串联阻尼电阻，可以有效的消除达林顿管BVCEO误测的问题；通过减小基极电流IB，可以避免产品被烧坏。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种达林顿晶体管参数的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一. 选取被测试达林顿晶体管，并将其放置到测试压爪中，利用连接线将测试压爪和测试系统的测试站接上；
步骤二. 测试BVCEO参数：在示波器上观测BVCEO的波形，改变连接线的长度，观测是否消除自激震荡；
步骤三. 若消除自激震荡，则BVCEO测试值为实际值；若没有消除自激震荡，则进行步骤四；
步骤四. 在测试站的测试主机上，选通K210，并闭合，即在测试站的BV、CV端口间并入300P/2KV阻尼电容，通过示波器观测BVCEO的波形，判断是否消除自激震荡；
步骤五. 若消除自激震荡，则BVCEO测试值为实际值；若没有消除自激震荡，则进行步骤六；
步骤六. 在测试站的测试主机上，再选通K202，并闭合，即在测试站内部的偏置电流IC回路中串联10KΩ电阻，通过示波器观测BVCEO的波形，可完全消除自激震荡，输出BVCEO测试值；
步骤七. 测试饱和压降VCES参数：先选几十只达林顿晶体管测试其放大倍数HFE值的范围；
步骤八. 再根据公式HFE=IC/IB，求基极电流IB的值；其中，达林顿晶体管标准值参数饱和压降VCES<2.0V，集电极电流IC=5A；
步骤九. 将饱和压降测试参数VCES<2.0V及求得的集电极电流IB值输入测试程序中，测出饱和压降VCES的实际测试值。
进一步地，在测试BVCEO参数时，采用示波器来监控BVCEO的波形；
若观测到BVCEO的波形发生高低抖动变化，且曲线有毛边，说明BVCEO测试过程中产生了自激振荡，导致BVCEO参数测试不准；
当测试站的测试频率f测试与达林顿晶体管的基极B、集电极C连接线间的分布电容C分耦合的空间干扰信号f分一致时，则BVCEO测试过程中会产生自激振荡。
进一步地，消除自激振荡：根据公式f分=1/K*R分*C分，f测试=1/K*R*C结电容，其中，R分为达林顿晶体管的基极B、集电极C连接线间的电阻；C分为达林顿晶体管的基极B、集电极C连接线间的分布电容；C结电容为测试站端口CV、BV间的电容；R为测试站内部偏置电流IC回路的电阻；K为常数；
若增大f分，则打破f分=f测试的条件，自激振荡停止：减短测试压爪和测试站间连接线的长度，相当于减小了连接线正对面积S，根据公式C分=εS/4πkd，可降低C分，进而改变了f分；
若降低f测试，则打破f分=f测试的条件，自激振荡停止：
a、在测试站的BV、CV端口间并入300P/2KV阻尼电容，等效于C结电容增大，进而改变了f测试；
b、在测试站内部的偏置电流IC回路中串联10KΩ阻尼电阻，等效于R增大，进而改变了f测试；
通过改变f分或f测试均可以消除自激震荡。
本发明具有以下优点：
1）本发明在不影响半导体器件产品正常电性能的情况下，在测试BVCEO参数时，在测试站的端口BV和CV之间并联300P/2KV电容；或测试站内部的偏置电流IC回路中串联10KΩ阻尼电阻，根据测试值的范围串联电阻10KΩ±2KΩ，通过这两种方法均可以改变测试站的振荡频率f测试，可以有效的消除达林顿管产品的BVCEO测试参数的自激振荡，解决了达林顿管BVCEO误测的问题；
2）本发明在测试达林顿晶体管的饱和压降VCES参数时，通过减小基极电流IB的输入值，且其输入值是标准值（常规输入的IB值）的1/8~1/10，消除了因基极电流太大导致产品测坏的隐患。
附图说明
图1为现有晶体管的输出特性曲线。
图2为现有达林顿晶体管的负阻特性曲线。
图3为本发明测试结构示意图。
图4为本发明实施例测试站端口BV、CV间并联阻尼电容的等效电路图。
图5为本发明实施例测试站内部的偏置电流IC回路中串联阻尼电阻的等效电路图。
附图说明标记：1-连接线；2-测试压爪；3-测试站；4-测试主机；5-测试系统。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
本实施例1一种达林顿晶体管参数的测试方法，包括如下步骤：
如图3所示，步骤一. 被测试达林顿晶体管，并将其放置到测试压爪2中，利用连接线1将测试压爪2和测试系统5的测试站3接上；
步骤二. 测试BVCEO参数：在测试测试BVCEO参数过程中，采用示波器来监控BVCEO的波形；
若观测到BVCEO的波形发生高低抖动变化，且曲线有毛边，说明BVCEO测试过程中产生了自激振荡，导致BVCEO参数测试不准；
当测试站3的测试频率f测试与达林顿晶体管的基极B、集电极C连接线1间的分布电容C分耦合的空间干扰信号f分一致时，则BVCEO测试过程中会产生自激振荡；
根据公式f分=1/K*R分*C分，f测试=1/K*R*C结电容，其中，R分为达林顿晶体管的基极B、集电极C连接线间的电阻；C分为达林顿晶体管的基极B、集电极C连接线间的分布电容；C结电容为测试站端口CV、BV间的电容；R为测试站内部偏置电流IC回路的电阻；K为常数；
若增大f分，则打破f分=f测试的条件，自激振荡停止：减短测试压爪2和测试站3间连接线1的长度，相当于减小了连接线1正对面积S，根据公式C分=εS/4πkd，可降低C分，进而改变了f分；在示波器来监控BVCEO的波形，观测是否消除自激震荡；
步骤三. 若消除自激震荡，则BVCEO测试值为实际值；若没有消除自激震荡，则进行步骤四；
步骤四. 若降低f测试，则打破f分=f测试的条件，自激振荡停止：
如图4所示，在测试站3的测试主机4上，选通K210，并闭合，即在测试站3端口BV、CV间并入300P/2KV阻尼电容；等效于C结电容增大，进而改变了f测试；
通过示波器观测BVCEO的波形，判断是否消除自激震荡；
步骤五. 若消除自激震荡，则BVCEO测试值为实际值；若没有消除自激震荡，则进行步骤六；
如图5所示，步骤六. 在测试站3的测试主机4上，再选通K202，并闭合，即在测试站3内部的偏置电流IC回路中串联10KΩ阻尼电阻，等效于R增大，进而改变了f测试；
通过示波器观测BVCEO的波形，可完全消除自激震荡，输出BVCEO测试值；
因此，通过减短连接线1的长度来改变f分消除自激震荡的效果不明显，通过在测试站3端口BV、CV间并入阻尼电容或在测试站3内部的偏置电流IC回路中串联阻尼电阻来改变f测试，可以完全消除自激震荡；
一般情况下，通过测试站3的BV、CV间并入300P/2KV阻尼电容来改变f测试，即可消除BVCEO自激振荡，对于有些达林顿晶体管，还需要通过在偏置电流IC的回路中串联8-10KΩ电阻来改变f测试才可以完全消除自激震荡；
步骤七. 测试饱和压降VCES参数：先选几十只达林顿晶体管测试其放大倍数HFE值的范围；本实施例中放大倍数HFE约为4000；
目前，达林顿晶体管中标准值参数饱和压降VCES<2.0V，集电极电流IC=5A，基极电流IB=10mA；
步骤八. 再根据公式HFE=IC/IB，求基极电流IB的值；其中，放大倍数HFE约为4000，集电极电流IC=5A，由上得出，IB约为1.25mA，1.25mA约为标准值10mA的1/8~1/10；
步骤九. 将测试参数饱和压降VCES<2.0V及求得的集电极电流IB值（约1.25mA），输入测试程序中，最终求得饱和压降VCES的实际测试值为1.13V、1.12V等；这样测试出的参数既符合林顿晶体管中标准值参数饱和压降< 2.0V的要求，又避免了因IB输入值过大导致的产品损坏。
本实施例中的测试系统5选用JUNO DTS-1000测试系统。
本发明测试方法，适用于集电极电流IC值只有3-7A的达林顿复合管，包含单电阻达林顿复合管、双电阻达林顿复合管、无阻达林顿管，组合式达林顿特性产品。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种达林顿晶体管参数的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一. 选取被测试达林顿晶体管，并将其放置到测试压爪（2）中，利用连接线（1）将测试压爪（2）和测试系统（5）的测试站（3）接上；
步骤二. 测试BVCEO参数：在示波器上观测BVCEO的波形，改变连接线（1）的长度，观测是否消除自激震荡；
步骤三. 若消除自激震荡，则BVCEO测试值为实际值；若没有消除自激震荡，则进行步骤四；
步骤四. 在测试站（3）的测试主机（4）上，选通K210，并闭合，即在测试站（3）的BV、CV端口间并入300P/2KV阻尼电容，通过示波器观测BVCEO的波形，判断是否消除自激震荡；
步骤五. 若消除自激震荡，则BVCEO测试值为实际值；若没有消除自激震荡，则进行步骤六；
步骤六. 在测试站（3）的测试主机（4）上，再选通K202，并闭合，即在测试站（3）内部的偏置电流IC回路中串联10KΩ电阻，通过示波器观测BVCEO的波形，可完全消除自激震荡，输出BVCEO测试值；
步骤七. 测试饱和压降VCES参数：先选几十只达林顿晶体管测试其放大倍数HFE值的范围；
步骤八. 再根据公式HFE=IC/IB，求基极电流IB的值；其中，达林顿晶体管标准值参数饱和压降VCES<2.0V，集电极电流IC=5A；
步骤九. 将饱和压降测试参数VCES<2.0V及求得的基极电流IB值输入测试程序中，测出饱和压降VCES的实际测试值。
2.根据权利要求1所述的一种达林顿晶体管参数的测试方法，其特征在于：在测试BVCEO参数时，采用示波器来监控BVCEO的波形；
若观测到BVCEO的波形发生高低抖动变化，且曲线有毛边，说明BVCEO测试过程中产生了自激震荡，导致BVCEO参数测试不准；
当测试站（3）的测试频率f测试与达林顿晶体管的基极B、集电极C连接线间的分布电容C分耦合的空间干扰信号f分一致时，则BVCEO测试过程中会产生自激震荡。
3.根据权利要求2所述的一种达林顿晶体管参数的测试方法，其特征在于：消除自激震荡：根据公式f分=1/K*R分*C分，f测试=1/K*R*C结电容，其中，R分为达林顿晶体管的基极B、集电极C连接线间的电阻；C分为达林顿晶体管的基极B、集电极C连接线间的分布电容；C结电容为测试站（3）端口CV、BV间的电容；R为测试站（3）内部偏置电流IC回路的电阻；K为常数；
若增大f分，则打破f分=f测试的条件，自激震荡停止：减短测试压爪（2）和测试站（3）间连接线（1）的长度，相当于减小了连接线（1）正对面积S，根据公式C分=εS/4πkd，可降低C分，进而改变了f分；
若降低f测试，则打破f分=f测试的条件，自激震荡停止：
a、在测试站（3）的BV、CV端口间并入300P/2KV阻尼电容，等效于C结电容增大，进而改变了f测试；
b、在测试站（3）内部的偏置电流IC回路中串联10KΩ阻尼电阻，等效于R增大，进而也改变了f测试；
通过改变f分或f测试均可以消除自激震荡。
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