CN112798864B - 一种mosfet等效阻抗自动测试装置及分选装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种MOSFET等效阻抗自动测试装置及分选装置，所述测试装置包括工业计算机、硬件控制器、高压发生器、LCR数字电桥、信号切换矩阵、测试夹具；其中，测试夹具用于连接待测的MOSFET，并提供测试端子；工业计算机生成测量不同MOSFET参数的控制指令下发给硬件控制器，并接收LCR数字电桥测得的参数结果；硬件控制器根据控制指令驱动高压发生器生成相应的偏置电压；信号切换矩阵作为LCR数字电桥与测试端子之间的选通开关器件，通过检测偏置电压，切换LCR数字电桥的端子与测试端子之间的连接关系，以测试出相应参数。本发明将易损易老化和损坏的信号切换矩阵独立出来，方便维修和更换，降低系统的维护成本，同时整个装置操作灵活，能够实现MOSFET参数快速测量。

Description

一种MOSFET等效阻抗自动测试装置及分选装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种MOSFET等效阻抗自动测试装置及分选装置。
背景技术
MOSFET等效阻抗参数主要包括：输入电容Ciss、输出电容Coss、反向传输电容Crss和G、S之间等效串联电阻Rgs。
现有MOSFET的测试设备多为软硬件一体化设备，而由于MOSFET等效阻抗测试包含信号回路切换部件，在实际使用中，每隔一段时间要对信号切换回路的继电器进行更换，一体化设备存在维护难度大的缺点。
发明内容
发明目的：为克服现有技术的缺陷，本发明提出一种MOSFET等效阻抗自动测试装置及分选装置，能够降低整个系统的维护成本。
技术方案：为实现上述目的，本发明提出了以下技术方案：
一方面，本发明提出一种MOSFET等效阻抗自动测试装置，包括工业计算机、硬件控制器、高压发生器、LCR数字电桥、信号切换矩阵、测试夹具；其中，
测试夹具用于连接待测的MOSFET，并提供测试端子；
工业计算机生成测量不同MOSFET参数的控制指令下发给硬件控制器，并接收LCR数字电桥测得的参数结果；
硬件控制器根据控制指令驱动高压发生器生成相应的偏置电压；
信号切换矩阵作为LCR数字电桥与测试端子之间的选通开关器件，通过检测偏置电压，切换LCR数字电桥的端子与测试端子之间的连接关系，以测试出相应参数。
以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
可选的，所述工业计算机通过通讯总线连接硬件控制器和LCR数字电桥。
可选的，所述信号切换矩阵包括偏置电压检测电路、继电器控制电路及连接在LCR数字电桥端子与测试端子之间的继电器；偏置电压检测电路用于检测高压发生器生成的偏置电压，并生成对应检测结果的电平信号，然后将电平信号反馈至继电器控制电路，触发继电器控制电路驱动相应的继电器吸合或断开，以切换LCR数字电桥的端子与测试端子之间的连接关系。
可选的，所述工业计算机还通过配置LCR数字电桥的内部参数，实现不同器件的测量。
另一方面，基于上述MOSFET等效阻抗自动测试装置。本发明还提出一种分选装置，用于基于MOSFET等效阻抗测试结果分选出不合格的MOSFET，包括分选机和所述的MOSFET等效阻抗自动测试装置；其中，测试夹具安装在分选机上，连接分选机抓取的MOSFET；工业计算机内设置对应不同MOSFET参数的良品指标并存储有用于实现次品分选的计算机程序，当所述计算机程序被执行时，工业计算机将LCR数字电桥的测量结果与相应良品指标对于，当测量结果不符合良品指标时，判定当前测试的MOSFET为次品，并通过硬件控制器发送一个次品判决信号给分选机。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：
本发明提出的MOSFET等效阻抗自动测试装置中，将易损易老化和损坏的信号切换矩阵独立出来可以方便单独维修，单独更换即可，整个系统的维护成本降低；
本发明提出的MOSFET等效阻抗自动测试装置中，利用了成熟的LCR数字电桥保证了测量精度和长期可靠性；整个控制系统采用工业计算机上运行软件配合硬件控制器和信号切换矩阵协作的方式，通过软件上修改配置即可实现不同器件的测量，易于操作，使用灵活。
在本发明提出的分选装置中，将硬件控制器独立出来，这样设计可以通过调整控制器接口硬件即可适应不同的分选机，可实现MOSFET良品/次品快速分选。
附图说明
图1为实施例涉及的MOSFET等效阻抗自动测试装置的结构示意图；
图中：1、工业计算机，2、LCR数字电桥，3、硬件控制器及高压发生器单元，4、信号切换矩阵，5、测试夹具。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。但应当理解的是，本发明可以以各种形式实施，以下在附图中出示并且在下文中描述的一些示例性和非限制性实施例，并不意图将本发明限制于所说明的具体实施例。
应当理解的是，在技术上可行的情况下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，从而形成本发明范围内的另外的实施例。此外，本发明所述的特定示例和实施例是非限制性的，并且可以对以上所阐述的结构、步骤、顺序做出相应修改而不脱离本发明的保护范围。
实施例：
本实施例提出一种MOSFET等效阻抗自动测试装置，其结构如图1所示，包括工业计算机1、LCR数字电桥2、硬件控制器及高压发生器模块3、信号切换矩阵4、测试夹具5；工业计算机1通过通讯总线与硬件控制器及高压发生器模块3和LCR数字电桥2连接，硬件控制器及高压发生器模块3包括硬件控制器和高压发生器。
具体的，测试夹具5用于连接待测的MOSFET，并提供测试端子。本实施例中，测试夹具5具有3对测试端子，3对测试端子分别连接MOSFET的G极、S极和D极，记连接G极的一对测试端子为GS和GF，连接S极的一对测试端子为SS和SF，连接D极的一对测试端子为DS和DF。
具体的，LCR数字电桥2具有两对端子，第一对为Hc和Hp，第二对为Lc和Lp。
具体的，信号切换矩阵4作为LCR数字电桥与测试端子之间的选通开关器件，通过检测偏置电压，切换LCR数字电桥的端子与测试端子之间的连接关系，以测试出相应参数。为实现上述功能，信号切换矩阵4包括偏置电压检测电路、继电器控制电路及连接在LCR数字电桥端子与测试端子之间的继电器；偏置电压检测电路用于检测高压发生器生成的偏置电压，并生成对应检测结果的电平信号，然后将电平信号反馈至继电器控制电路，触发继电器控制电路驱动相应的继电器吸合或断开，以切换LCR数字电桥的端子与测试端子之间的连接关系。
本实施例中，所测的MOSFET参数包括：输入电容Ciss、输出电容Coss、反向传输电容Crss和G极与S极之间的等效串联电阻Rgs。
下面给出各参数的具体测量过程。
工业计算机1运行设备控制软件，启动后对LCR数字电桥2进行配置，使LCR数字电桥2能够测量MOSFET。
测量Ciss时，工业计算机1向与之相连的硬件控制器发送测量Ciss命令，硬件控制器控制高压发生器输出设定的偏置电压给信号切换矩阵4，信号切换矩阵4通过控制内部继电器把Hc与GF相连、Hp与GS相连、Lc与SF相连、Lc与SS相连，工业计算机1读取LCR数字电桥2的测量值并保存，这个测量值就是Ciss。
测量Coss时，工业计算机1向与之相连的硬件控制器发送测量Coss命令，硬件控制器控制高压发生器输出设定的偏置电压给信号切换矩阵4，信号切换矩阵4通过控制内部继电器把Hc与DF耦合相连、Hp与DS耦合相连、Lc与SF相连、Lp与SS相连，GF与SF相连、GS与SS相连，工业计算机1读取LCR数字电桥2的测量值并保存，这个测量值就是Coss。
测量Crss时，工业计算机1向与之相连的硬件控制器发送测量Crss命令，硬件控制器控制高压发生器输出设定的偏置电压给信号切换矩阵4，信号切换矩阵4通过控制内部继电器把Hc与DF耦合相连、Hp与DS耦合相连、Lc与GF相连、Lp与GS相连，工业计算机1读取LCR数字电桥2测量值并保存，测量的电容分量值即为Crss。
测量Rgs时，工业计算机1向与之相连的硬件控制器发送测量Rgs命令，硬件控制器控制高压发生器输出设定的偏置电压给信号切换矩阵4，信号切换矩阵4通过控制内部继电器把Hc与GF相连、Hp与GS相连、Lc与SF相连、Lc与SS相连，如果配置为DS短路模式则DS与SS相连,DF与SF相连，反之则DS与SS断开、DF与SF断开，工业计算机1读取LCR数字电桥2测量值并保存，测量的电阻分量值即为Rgs。
基于上述MOSFET等效阻抗自动测试装置，本实施例还提出一种分选装置，用于基于MOSFET等效阻抗测试结果分选出不合格的MOSFET，包括分选机和所述的MOSFET等效阻抗自动测试装置；其中，测试夹具安装在分选机上，连接分选机抓取的MOSFET；工业计算机内设置对应不同MOSFET参数的良品指标并存储有用于实现次品分选的计算机程序，当所述计算机程序被执行时，工业计算机将LCR数字电桥的测量结果与相应良品指标对于，当测量结果不符合良品指标时，判定当前测试的MOSFET为次品，并通过硬件控制器发送一个次品判决信号给分选机。
分选装置的工作流程如下：
分选机发出启动信号SOT给硬件控制器，硬件控制器把SOT信号发给工业计算机1后，工业计算机1根据预设的程序、按照上述步骤进行输入电容Ciss、输出电容Coss、反向传输电容Crss和G极与S极之间的等效串联电阻Rgs的测量。
整个测试过程结束以后可以根据工业计算机1中软件配置的良品上下限值来判断测量的MOSFET是否为良品。根据判断结果输出相应信号给硬件控制器，硬件控制器把对应的信号发给分选机，分选机即可分选出良品和次品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种MOSFET等效阻抗自动测试装置，其特征在于，包括工业计算机、硬件控制器、高压发生器、LCR数字电桥、信号切换矩阵、测试夹具；其中，
测试夹具用于连接待测的MOSFET，并提供3对测试端子：测试端子GS和GF连接MOSFET的G极，测试SS和SF连接MOSFET的S极，测试端子DS和DF连接MOSFET的D极；
LCR数字电桥具有两对端子，第一对为Hc和Hp，第二对为Lc和Lp；
工业计算机生成测量不同MOSFET参数的控制指令下发给硬件控制器，并接收LCR数字电桥测得的参数结果，包括：
硬件控制器根据控制指令驱动高压发生器生成相应的偏置电压；
信号切换矩阵作为LCR数字电桥与测试端子之间的选通开关器件，通过检测偏置电压，切换LCR数字电桥的端子与测试端子之间的连接关系，以测试出输入电容Ciss、输出电容Coss、反向传输电容Crss和G极与S极之间的等效串联电阻Rgs；所述信号切换矩阵包括偏置电压检测电路、继电器控制电路及连接在LCR数字电桥端子与测试端子之间的继电器；偏置电压检测电路用于检测高压发生器生成的偏置电压，并生成对应检测结果的电平信号，然后将电平信号反馈至继电器控制电路，触发继电器控制电路驱动相应的继电器吸合或断开，以切换LCR数字电桥的端子与测试端子之间的连接关系；
测量Ciss时，工业计算机向硬件控制器发送测量Ciss命令，硬件控制器控制高压发生器输出设定的偏置电压给信号切换矩阵，信号切换矩阵通过控制内部继电器把Hc与GF相连、Hp与GS相连、Lc与SF相连、Lc与SS相连，工业计算机读取LCR数字电桥的测量值并保存，这个测量值就是Ciss；
测量Coss时，工业计算机向与硬件控制器发送测量Coss命令，硬件控制器控制高压发生器输出设定的偏置电压给信号切换矩阵，信号切换矩阵通过控制内部继电器把Hc与DF耦合相连、Hp与DS耦合相连、Lc与SF相连、Lp与SS相连，GF与SF相连、GS与SS相连，工业计算机读取LCR数字电桥的测量值并保存，这个测量值就是Coss；
测量Crss时，工业计算机向与硬件控制器发送测量Crss命令，硬件控制器控制高压发生器输出设定的偏置电压给信号切换矩阵，信号切换矩阵通过控制内部继电器把Hc与DF耦合相连、Hp与DS耦合相连、Lc与GF相连、Lp与GS相连，工业计算机读取LCR数字电桥测量值并保存，测量的电容分量值即为Crss；
测量Rgs时，工业计算机向硬件控制器发送测量Rgs命令，硬件控制器控制高压发生器输出设定的偏置电压给信号切换矩阵，信号切换矩阵通过控制内部继电器把Hc与GF相连、Hp与GS相连、Lc与SF相连、Lc与SS相连，如果配置为DS短路模式则DS与SS相连,DF与SF相连，反之则DS与SS断开、DF与SF断开，工业计算机读取LCR数字电桥测量值并保存，测量的电阻分量值即为Rgs。
2.根据权利要求1所述的一种MOSFET等效阻抗自动测试装置，其特征在于，所述工业计算机通过通讯总线连接硬件控制器和LCR数字电桥。
3.根据权利要求1所述的一种MOSFET等效阻抗自动测试装置，其特征在于，所述工业计算机还通过配置LCR数字电桥的内部参数，实现不同器件的测量。
4.一种分选装置，用于基于MOSFET等效阻抗测试结果分选出不合格的MOSFET，其特征在于，包括分选机和权利要求1至3任意一项所述的MOSFET等效阻抗自动测试装置；其中，测试夹具安装在分选机上，连接分选机抓取的MOSFET；工业计算机内设置对应不同MOSFET参数的良品指标并存储有用于实现次品分选的计算机程序，当所述计算机程序被执行时，工业计算机将LCR数字电桥的测量结果与相应良品指标对于，当测量结果不符合良品指标时，判定当前测试的MOSFET为次品，并通过硬件控制器发送一个次品判决信号给分选机。
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