CN203630296U - 一种pn结反向漏电流检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种PN结反向漏电流检测电路，包括高压电源、AD转换电路、单片机、检测平台、信号处理电路、继电器和显示屏。高压电源提供千伏级的电压，单片机通过控制继电器的通断来控制高压电路的导通和断开，待测的PN结在检测平台上加上反向高电压，原始信号经信号处理电路转换成适合AD转换的信号，再经AD转换后将数字信号传给单片机，单片机对信号作出响应，并将处理结果在显示屏上显示。本实用新型为PN结的合格性检验提供了一个可靠、简便的方案。

Description

一种PN结反向漏电流检测电路

技术领域

本实用新型涉及半导体检测及加工领域，特别是涉及PN结合格性检测领域，更具体地说，涉及PN结反向漏电流检测电路。 

背景技术

半导体产品的发展十分迅速，它涉及到了人类生活的各个领域。为了保证半导体产品的合格性和稳定性，作为半导体技术的基础，PN结的生产加工过程中必须有可靠的合格性检测环节。 

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种操作简易、检测结果可靠的PN结检测电路。 

本实用新型采用了以下的技术方案： 

一种PN结反向漏电流检测电路，包括高压电源、AD转换电路、单片机、检测平台、信号处理电路、继电器和显示屏，信号处理电路位于检测平台和AD转换电路之间，AD转换电路位于信号处理电路和单片机之间，继电器位于高压电源和单片机之间。通过检测PN结在反向高压下的漏电流，来判断其合格与否。本系统通过与PN结串联的电阻，将电流信号转变为电压信号。由于合格PN结的高压反向漏电流在微安级，而被击穿以后的漏电流非常大，从而导致待测的电压信号波动巨大。为了保护电路，本实用新型的检测电路中，采用了分压处理，同时，在信号输入端，增加TVS二极管进行过压保护。 

为了保障安全性，提高系统稳定性，通过光电耦合器和继电器将数字低压电路和模拟高压电路隔离。 

由于PN结的漏电流通常十分微小，不适合直接进行AD转换，本实用新型增加了信号处理环节，将微弱信号放大，以供数据采集。而高压电源测量部分，使用了电压跟随器，提高信号的驱动能力。 

本实用新型的有益效果是：通过采用较为简便的方法，对PN结的合格性作出准确可靠的判断。 

附图说明

图1是本实用新型的工作流程图； 

图2是本实用新型的继电器控制电路原理图； 

图3是本实用新型的PN结检测电路原理图； 

图4是本实用新型的信号处理电路原理图； 

图中：1、单片机控制端口  2、光耦  3、继电器4、继电器输出端5、检测端口正极6、检测端口负极  7、电压原始信号  8、电流原始信号  9、高压电源负极  10、高压电源正极  11、电流信号  12、电压信号 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的工作流程如下：高压电源提供千伏级的电压，单片机通过控制继电器(3)来控制高压电路的导通和断开，待测的PN结在检测平台上加上反向高电压，原始信号经信号处理电路，转换成适合AD转换的信号，再经AD转换后，将数字信号传给单片机，单片机对信号作出响应，并将处理结果在显示屏上显示。 

如图2所示，继电器控制电路包括光耦U1(2)、继电器U2(3)、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、发光二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电解电容C1、电容C2和三极管Q1。其中，光耦U1(2)的作用是实现电平转换，继电器U2(3)的作用是实现模数隔离，三极管Q1是一个功率三极管。光耦U1(2)的2号引脚和电阻R2的一端接单片机控制端口(1)，电阻R2的另一端接+5V电源，光耦U1(2)的1号引脚接发光二极管D1的负极，发光二极管D1的正极接电阻R1，电阻R1的另一端接+5V电源，光耦U1(2)的5号引脚接二极管D2的负极，D2的正极接+12V电源。+12V电源和地之间接电解电容C1，光耦U1(2)的4号引脚接电阻R3，R3的另一端接三极管Q1的基极。三极管Q1的集电极接二极管D3的负极，二极管D3的正极接+12V电源，三极管Q1的发射极接继电器U2(3)的1号引脚、电阻R4的一端和二极管D4的负极，电阻R4的另一端接电容C2，二极管D4的正极、电容C2的另一端和继电器U2(3)的2号引脚接地，继电器U2(3)的3号引脚和4号引脚为继电器输出端(4)。 

如图3所示，PN结检测电路包括二极管D5、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8。其中，电阻R5和电阻R6构成一组串联分压电路，电阻R7和电阻R8构成另一组串联分压电路。高压电源正极(10)接二极管D5的正极，二极管D5的负极接继电器输出端(4)和电阻R5，电阻R5的另一端接电阻R6和电压原始信号(7)，继电器输出端(4)的另一端接检测端口正极(5)，检测端口负极(6)接电阻R7，电阻R7的另一端接电阻R8和电流原始信号(8)，电阻R6的另一端和电阻R8的另一端接高压电源负极(9)。 

如图4所示，信号处理电路包括集成运放U3、集成运放U4、电阻R9、电阻R10、电阻R11、TVS二极管D6和TVS二极管D7。其中，TVS二极管D7起到保护作用。电流原始信号(8)接TVS二极管D6的负极和电阻R10，TVS二极管D6的正极接地，电阻R10的另一端接集成运放U3的正向输入端，集成运放U3的反向输入端接电阻R9和电阻R11，电阻R9的另一端接地，电阻R11的另一端接集成运放U3的输出端，形成电流信号(11)， 电压原始信号(7)接TVS二极管D7的负极和集成运放U4的正向输入端，TVS二极管D7的正极接地，集成运放U4的反向输入端接集成运放U4的输出端，形成电压信号(12)。 

本实用新型具体的实施方式： 

单片机首先断开继电器(3)，使高压电源与检测电路断开，单片机读取经AD转换后的电压信号(12)，电压信号的信号处理部分是一个电压跟随器，故电压信号(12)与电压原始信号(7)相同，根据分压比得出高压电源的电压值并在显示屏上显示，若电压值不符合要求，则调节电压直至电压符合要求。将检测端口正极(5)连接到待测PN结的N极，将检测端口负极(6)连接到待测PN结的P极，此时单片机闭合继电器(3)，高压加载到PN结上(反向电压)，单片机读取经AD转换后的电流信号(11)，根据电流信号处理部分的放大倍数，算得电流原始信号(8)的值，根据欧姆定律算出PN结的漏电流值，并在显示屏上显示。 

以上所述只是本实用新型优选的实施方式，其并不构成对本实用新型保护范围的限制，只要是以基本相同的手段实现本实用新型的目的，都应属于本实用新型的保护范围。 

Claims (4)

1.一种PN结反向漏电流检测电路，其特征在于，包括高压电源、AD转换电路、单片机、检测平台、信号处理电路、继电器和显示屏，信号处理电路位于检测平台和AD转换电路之间，AD转换电路位于信号处理电路和单片机之间，继电器位于高压电源和单片机之间。 

2.根据权利要求1所述的PN结反向漏电流检测电路，其特征在于，在继电器控制电路中，用光耦(2)和继电器(3)实现电平转换和模数隔离，在光耦(2)和继电器(3)之间，有一个功率三极管。 

3.根据权利要求1所述的PN结反向漏电流检测电路，其特征在于，在PN结检测电路中，有两组串联的分压电阻。 

4.根据权利要求1所述的PN结反向漏电流检测电路，其特征在于，在信号处理电路中，信号输入端有起保护作用的TVS二极管。 

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