DE4011231A1 - Schaltung zum ueberpruefen einer halbleiterdiode - Google Patents
Schaltung zum ueberpruefen einer halbleiterdiodeInfo
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- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2607—Circuits therefor
- G01R31/2632—Circuits therefor for testing diodes
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Description
Für die Beurteilung der Güte von Leistungsdioden ist es
beispielsweise erforderlich, das Schaltverhalten der
Dioden zu kennen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu
grunde, eine Schaltung zur Beurteilung bzw. Überprüfung
von Halbleiterdioden anzugeben, die große Ströme zur
Verfügung stellt und die es ermöglicht, die zu überprü
fenden Halbleiterdioden mit den großen Strömen bei der
Überprüfung nur kurzzeitig zu belasten, damit die zu
überprüfenden Halbleiterdioden thermisch nicht überbe
lastet werden. Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungs
beispiel erläutert.
Die Fig. 1 zeigt eine Schaltung zur Beurteilung des
Hochstromverhaltens von Leistungsdioden. Die Schaltung
der Fig. 1 weist einen ersten Stromkreis auf, der zur
Erzeugung eines Stroms bestimmter Größe dient. Dieser
erste Stromkreis besteht aus der Reihenschaltung eines
steuerbaren Schalters 1, einer Induktivität 2 und eines
steuerbaren Schalters 3. Der erste Stromkreis liegt
zwischen den Polen einer Gleichspannungsquelle 4. Die
Gleichspannungsquelle 4 liefert beispielsweise eine
Gleichspannung von 200 V. Die steuerbaren Schalter 1
und 3 sind beispielsweise gemäß der Fig. 2 Transisto
ren, die an ihrer Basis gesteuert werden.
Wird der erste Stromkreis mit den beiden steuerbaren
Schaltern 1 und 3 und der Induktivität 2 an die Gleich
spannungsquelle 4 gelegt, so fließt Strom im ersten
Stromkreis, der durch die Induktivität 2 bestimmt wird
und sägezahnförmig ansteigt. Gleichzeitig mit dem Anle
gen des ersten Stromkreises an die Gleichspannungs
quelle 4 wird an den Prüfling 6 über die Induktivität 5
und den Schalter 3 eine Sperrspannung gelegt. Die Größe
des im ersten Stromkreis fließenden Stromes hängt außer
von der Induktivität 2 von der Größe der Spannung der
Spannungsquelle 4 und von der Zeitdauer des Stromflus
ses im Stromkreis ab. Hat der sägezahnförmig anstei
gende Strom im ersten Stromkreis eine bestimmte Größe
(z. B. 30 A) erreicht, so wird der Schalter 3 geöffnet.
Die Öffnung des Schalters 3 hat zur Folge, daß der
Strom durch die Spule 2 nicht mehr über den Schalter 3
zum negativen Pol der Spannungsquelle 4 abfließen kann,
sondern nunmehr in einen zweiten Stromkreis fließt, der
aus der Reihenschaltung des (weiterhin geschlossen ge
haltenen) Schalters 1, der Induktivität 2, der Indukti
vität 5 und der zu prüfenden Halbleiterdiode (Prüfling)
6 besteht. Beim Öffnen des Schalters 3 wird die Halb
leiterdiode 6 von der Sperrichtung in die Flußrichtung
umgepolt.
Die Fig. 3 zeigt den Stromverlauf im zweiten Strom
kreis nach dem Öffnen des Schalters 3, der gleichzeitig
den Stromfluß durch den Prüfling 6 darstellt. Gemäß der
Fig. 3 fließt nach dem Öffnen des Schalters 3 ein
Flußstrom IF annähernd konstanter Größe durch die Diode
6, der dem im ersten Stromkreis vor dem Öffnen des
Schalters 3 erzeugten Maximalstrom (z. B. 30 A) ent
spricht. Damit die Halbleiterdiode 6 nicht zu stark er
wärmt wird, darf der Strom IF durch die Halbleiterdiode
nur eine bestimmte Zeit t1 fließen. Die Zeit t1 beträgt
beispielweise 10 µsec. Nach Ablauf von t1 wird der
Schalter 3 wieder geschlossen, was zur Folge hat, daß
die nach dem Öffnen des Schalters 3 während der Zeit t1
freihängende Spannungsquelle 4 an den zweiten Strom
kreis gelegt wird, der aus der Reihenschaltung des
Prüflings 6, der Induktivität 5 und des (geschlossenen)
Schalters 3 besteht. Durch das Anlegen der Spannung der
Spannungsquelle 4 an den zweiten Stromkreis wird die
Diode 6 umgepolt und an sie (statt einer Flußspannung)
eine Sperrspannung gelegt. Das Anlegen einer Sperrspan
nung an die Diode 6 hat zur Folge, daß der Stromfluß
durch die Diode während der Zeit t2 abnimmt bis zu ei
nem Maximum IR und vom Maximum IR auf Null zurückgeht.
Ein wesentliches Kriterium für die Beurteilung der Di
ode 6 ist die sogenannte Schaltzeit t2 (Fig. 3). Die
Schaltzeit der Diode ist diejenige Zeit, die zum Aus
räumen der Ladungsträger in der Diode beim Umschalten
von Flußspannung auf Sperrspannung benötigt wird. Neben
der Schaltzeit (t2) interessiert (Fig. 3) der maximale
Sperrstrom IR, die Fläche des in der Fig. 3 gestri
chelt eingezeichneten Dreiecks 7 sowie die Tangente an
den abfallenden Stromverlauf 8 im Sperrzustand. Die ge
nannten Größen werden während der Schaltzeit t2 gemes
sen.
Nach dem (Wieder-) Schließen des Schalters 3 (Anlegen
einer Sperrspannung an die Diode 6) bleibt der Schalter
noch eine Zeit lang geschlossen. Dadurch kann wieder
Strom im ersten Stromkreis fließen, und zwar in dersel
ben Weise wie zur Erzeugung des Flußstromes für den
Prüfling 6 vor Inanspruchnahme des zweiten Strom
kreises. Damit jedoch der Strom im ersten Stromkreis
nicht zu groß wird, wird der Schalter 1 eine bestimmte
Zeit nach dem (Wieder-) Schließen des Schalters 3 ge
öffnet. Der Strom des ersten Stromkreises fließt dann
in einem sogenannten Entladestromkreis über die erste
Diode 9, bis er sich abgebaut hat. Der Entladestrom
kreis besteht beispielsweise aus der Reihenschaltung
der Diode 9, einer Zenerdiode 11, des steuerbaren
Schalters 3 und der Induktivität 2.
Im allgemeinen ist jedoch die Zenerdiode 11 gemäß der
Figur parallel zur Basis-Kollektorstrecke eines Transi
stors 10 geschaltet, dessen Emitter-Kollektorstrecke
zwischen die Diode 9 und den Transistor 3 (steuerbarer
Schalter) geschaltet ist. Die Zenerdiode 11 sorgt in
Verbindung mit dem Transistor 10 dafür, daß der Strom
im Entladekreis schneller abgebaut wird. Dies erzwingt
die Zenerdiode 11 dadurch, daß sie an die Emitter-
Kollektorstrecke des Transistors 10 die relativ hohe
Zenerspannung legt, die z. B. 150 V beträgt. Die in der
Fig. 2 dargestellte Zusammenschaltung der Zenerdiode
11 mit dem Transistor 10 wird als mit einer Zenerdiode
geklemmter Transistor bezeichnet.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist der Induktivität 5
die Reihenschaltung einer (zweiten) Diode 12 und einer
(zweiten) Zenerdiode 13 parallel geschaltet. Die Paral
lelschaltung der Reihenschaltung der Diode 12 und der
Zenerdiode 13 zur Induktivität wird während der Zeit
spanne t3 (Fig. 3) wirksam, und zwar verhindert sie,
daß während der Zeitspanne t3 am Prüfling 6 keine zu
hohe Spannung in Sperrichtung anliegt. Die Zenerspan
nung der Zenerdiode 13 beträgt beispielsweise 50 V.
Der parallel zum zweiten Stromkreis geschaltete Konden
sator 14 hat die Aufgabe, die Spannung im Bereich des
Prüflings konstant zu halten, und zwar durch Kompensa
tion von Spannungsabfällen an den Zuleitungsinduktivi
täten.
Der geschilderte Messvorgang kann natürlich wiederholt
werden, und zwar beispielweise dann, wenn das Meßgerät
mehrere Meßzyklen erfordert. Bei der Messung wird der
Strom durch die Diode erfaßt, und zwar beispielsweise
mittels eines Stromwandlers (beispielsweise Strom
zange).
Claims (12)
1. Schaltung zum Überprüfen einer Halbleiterdiode, da
durch gekennzeichnet, daß ein Schaltungsteil zur Erzeu
gung eines Stroms bestimmter Größe vorgesehen ist, daß
der erzeugte Strom nach Erreichen einer bestimmten
Größe der zu prüfenden Halbleiterdiode zugeführt wird
und diese in Flußrichtung durchfließt, daß nach einer
bestimmten Zeit, während der der erzeugte Strom die
Halbleiterdiode durchfließt, an die Halbleiterdiode
eine Sperrspannung gelegt wird und daß im Übergangsbe
reich von Dioden-Flußstrom in Dioden-Sperrstrom die ge
wünschten Daten der Halbleiterdiode gemessen werden.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schaltungsteil zur Erzeugung des Stroms be
stimmter Größe aus einem ersten Stromkreis besteht, der
durch die Reihenschaltung eines ersten steuerbaren
Schalters, einer ersten Induktivität und eines zweiten
steuerbaren Schalters gebildet ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein zweiter Stromkreis vorgesehen ist,
der die zu prüfende Halbleiterdiode enthält und aus der
Reihenschaltung der zu prüfenden Halbleiterdiode, einer
Parallelschaltung einer zweiten Induktivität und der
Reihenschaltung einer ersten Diode und einer ersten
Zenerdiode und des zweiten steuerbaren Schalters be
steht.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Induktivität die Abkom
mutierungssteilheit des Diodenstromes bestimmt.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Induktivi
tät miteinander verbunden sind.
6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Entladekreis vorgesehen ist,
der aus der Reihenschaltung einer zweiten Diode, einer
zweiten Zenerdiode, des zweiten steuerbaren Schalters
und der ersten Induktivität besteht.
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Entladekreis vorgesehen ist,
der aus der Reihenschaltung einer zweiten Diode, eines
Transistors, dessen Basis-Kollektorstrecke eine zweite
Zenerdiode parallelgeschaltet ist, des zweiten steuer
baren Schalters und der ersten Induktivität besteht.
8. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die steuerbaren Schalter Transisto
ren sind.
9. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß parallel zum dritten Stromkreis ein
Kondensator geschaltet ist.
10. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste steuerbare Schalter nach
dem Öffnen des zweiten steuerbaren Schalters geschlos
sen bleibt.
11. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß nach dem erneuten Schließen
des zweiten steuerbaren Schalters der erste steuerbare
Schalter geschlossen bleibt.
12. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Entlade
kreises der erste Schalter geöffnet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4011231A DE4011231A1 (de) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Schaltung zum ueberpruefen einer halbleiterdiode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4011231A DE4011231A1 (de) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Schaltung zum ueberpruefen einer halbleiterdiode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4011231A1 true DE4011231A1 (de) | 1991-10-17 |
DE4011231C2 DE4011231C2 (de) | 1992-11-19 |
Family
ID=6403942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4011231A Granted DE4011231A1 (de) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Schaltung zum ueberpruefen einer halbleiterdiode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4011231A1 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD242492A1 (de) * | 1985-10-31 | 1987-01-28 | Liebknecht Mikroelektron | Verfahren zur pruefung der sperreigenschaften von halbleiterbauelementen |
-
1990
- 1990-04-06 DE DE4011231A patent/DE4011231A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD242492A1 (de) * | 1985-10-31 | 1987-01-28 | Liebknecht Mikroelektron | Verfahren zur pruefung der sperreigenschaften von halbleiterbauelementen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4011231C2 (de) | 1992-11-19 |
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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