KR20030059527A

KR20030059527A - 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템

Info

Publication number: KR20030059527A
Application number: KR1020010088392A
Authority: KR
Inventors: 김근식
Original assignee: 한국 고덴시 주식회사
Priority date: 2001-12-29
Filing date: 2001-12-29
Publication date: 2003-07-10

Abstract

본 발명은 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 다이오드의 불량 현상인 사이리스트 현상을 다수의 전류대에서 간편하게 검출할 수 있는 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 피측정 다이오드에 정전류를 공급하는 정전류 발생부와; 상기 정전류 발생부에서 공급된 피측정 다이오드의 양단 전압을 측정하는 전압 검출부와; 상기 전압 검출부에 의하여 1차로 검출된 1차 전압을 입력받아 상기 피측정 다이오드 양단에 상기 1차 전압보다 높은 2차 전압을 인가하여 상기 전압 검출부를 이용하여 재 검출한 후에 재 검출된 전압이 1차 전압과 동일하면 피측정 다이오드를 정상으로 판정하고 2차 전압이면 불량으로 판정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템을 제공한다.

Description

다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템{System of Detecting for Thyrist State}

일반적으로, 전기 에너지를 광에너지로 변환하는 전-광 변환은 열 복사 및 루미네센스(Luminesence)의 두 종류로 대별된다.

루미네센스에는 광에 의한 포토 루미네센스, X선이나 전자선의 조사에 의한 캐소드 루미네센스 및 EL(Eletro Luminesence) 등이 있고, 다이오드는 EL의 일종이다.

이러한 전-광 변환으로 EL만이 직접 변환이며, 3-5족 화합물 반도체를 사용한 발광 다이오드가 실용화되어 있다.

PN 접합 에너지 밴드에서 열평형 상태에서 N측으로부터 P측으로는 포텐셜 장벽이 존재하기 때문에 접합을 통한 전하 이동은 일어나지 않는다.

그런데, PN 접합에 순방향 바이어스를 인가하면 포텐셜 장벽이 감소하여 전도대 안에서 전자가 N측으로부터 P측으로 이동하고 가전자대 안에서는 반대 방향으로 정공이 이동한다.

이 것이 소수 캐리어의 주입이다. 소수 캐리어 주입이 일어나면 열평형 상태보다 소수 캐리어가 존재하고, 높은 에너지 상태에서 불안정하기 때문에 비교적 짧은 시간 내에 공핍층 근처에서 가전자대로 떨어져 에너지를 잃고 소멸한다.

이런 재결합이 이루어지면 잃은 에너지의 일부가 광에너지로 변환되어 외부로 방출된다.

반도체 결정은 그 전자가 갖는 에너지가 운동량에 따라 다르기 때문에 직접 천이형과 간접 천이형의 두 타입으로 분류된다.

직접 천이형에서는 전도대의 골짜기 부분에 존재하는 전자가 가전자대의 정공과 재결합해서 에너지를 잃을 때 운동량 변화가 없기 때문에 잃어버린 에너지는 광으로 변환되는 것이다.

이 현상은 발광 재결합이라 불린다. GaAs나, 그 것에 AlAs를 일부 넣은 GaAlAs 등은 직접 천이형으로 광의 방출 효율이 높고, 높은 양자 효율을 가지고 있다.

한편, 발광 다이오드에서 사이리스트(Thyrist) 현상을 일으키는 것은 웨어퍼(wafer)의 제조 증착 과정에서 이상 현상이 발생하여 사이리스트 제조 과정과 같이 P층이 하나 더 증착되어 발생되며, 실제 사이리스터와 같은 현상을 일으킨다.

그리고, 사용 기간에 따라 배터리 소모에 의한 전압 강하 현상이 일어난다. 이 때에 상기와 같은 사이리스트 현상을 일으키는 다이오드를 이용하고, 전원 전압이 떨어진 상태에서 장치를 온했을 때, 이 소자를 응용한 다이오드에서 턴온이 되지 않아 장치가 오동작이나 동작을 하지 않는 등의 문제를 일으킬 수 있는 것이다.

이러한 사이리스트 현상을 일으키는 불량 다이오드를 검출하기 위해서 종래에는 다이오드에 I_f를 인가하고 다이오드 양단의 전압을 측정하여 검출하였는데,

이 방법으로는 사이리스트 현상은 저 전류 대역에서부터 고 전류 대역까지 제조 과정별로 다양하게 발생되는 다이오드의 불량을 검출할 수 없었던 것이다.

즉, 이와 같은 종래의 방법으로 전체 불량 다이오드 중에서 20∼30%정도만검출되고 나머지 불량 부분은 통과되었기 때문에 출하 상품의 신뢰성이 저하되는 문제점을 안고 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 다이오드에 다수의 전류 대역을 통과시키면서 사이리스트 현상을 체크하여 사이리스트 현상을 일으키는 불량 다이오드를 정확하고 빠르게 검출할 수 있는 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템을 설명하기 위한 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템의 실시예를 설명하기 위한 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 제어부20 : DAC

30 : 버퍼40 : 정전류 발생부

50∼53 : 전류 설정부55 : 셀렉터

60 : 전압 검출부70 : ADC

80 : 전압 제어부90 : 피측정 다이오드

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피측정 다이오드에 정전류를 공급하는 정전류 발생부와; 상기 정전류 발생부에서 공급된 피측정 다이오드의 양단 전압을 측정하는 전압 검출부와; 상기 전압 검출부에 의하여 1차로 검출된 1차 전압을 입력받아 상기 피측정 다이오드 양단에 상기 1차 전압보다 높은 2차 전압을 인가하여 상기 전압 검출부를 이용하여 재 검출한 후에 재 검출된 전압이 1차 전압과 동일하면 피측정 다이오드를 정상으로 판정하고 2차 전압이면 불량으로 판정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템을 제공한다.

상기 정전류 발생부는 다수의 전류 대역을 설정하여 출력하는 다수의 전류 설정부와, 상기 다수의 전류 설정부 중에서 어느 한 전류 설정부를 선택하는 셀렉터를 더 포함하여 구성되며, 상기 제어부는 상기 피측정 다이오드에 상기 2차 전압을 인가하기 위한 전압 제어부를 더 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 제어부는 상기 전압 검출부의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터와; 상기 정전류 발생부를 통해 출력되는 전류량을 설정하고, 상기 전압 제어부의 2차 전압을 설정하기 위한 2개의 출력 포트를 구비한 디지털-아날로그 컨버터를 더 포함하여 구성된다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명은 다이오드의 사이리스터 현상을 광대역 전류 대역에 거쳐서 신속하게 자동으로 수행하기 때문에 검출 오류를 방지해 주는 것이다.

(실시예)

본 발명에 따른 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템의 구성 및 작용을 본 발명의 일 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.

첨부한 도면, 도 1은 본 발명에 따른 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템을 설명하기 위한 블록도, 도 2는 본 발명에 따른 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템의 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.

본 발명에 따른 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 피측정 다이오드(90)의 사이리스트 현상을 광대역 전류 대역에서 측정하기 위한 것이다.

본 발명은 피측정 다이오드(90)에 정전류를 공급하는 정전류 발생부(40);

상기 정전류 발생부(40)에는 출력되는 각각 1㎂∼10㎂, 10㎂∼100㎂, 100㎂∼1㎃, 1㎃∼10㎃의 전류를 출력하기 위한 제 1∼4전류 설정부(50∼53)가 연결되며, 상기 제 1∼4전류 설정부(50∼53)는 각 측정 단계별로 선택하기 위한셀렉터(55)를 통하여 출력된다.

상기 셀렉터(55)에서 출력된 전류는 피측정 다이오드(90)에 인가되며, 상기 피측정 다이오드(90)에는 그 양단 전압을 측정하기 위한 전압 검출부(60)가 연결된다.

상기 전압 검출부(60)에 의하여 상기 피측정 다이오드(90)에 인가된 전류에 의하여 발생되는 전압은 아날로그 신호이므로, 이 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 주는 아날로그-디지털 컨버터(70)가 상기 전압 검출부(60)의 출력단에 연결된다.

그리고, 상기 정전류 발생부(40)의 전단에는 정전류량을 설정하기 위한 디지털-아날로그 컨버터(20)가 연결되는데, 상기 디지털-아날로그 컨버터(20)와 정전류 발생부(40) 사이에는 버퍼(30)가 연결된다.

상기 피측정 다이오드(90)의 전단에는 다이오드의 순방향 바이어스 전압(V_f)보다 약간 높은 전압을 인가할 수 있는 전압 제어부(80)가 부가된다.

상기 전압 제어부(80)에 의하여 상기 피측정 다이오드(90)에 인가되는 전압은 V_f+ 0.1[V]로써, 피측정 다이오드(90)가 정상이면 그 양단에 바이어스 전압으로 인가되는 V_f[V]가 측정되고, 사이리스트 현상을 일으키는 불량 다이오드이면 상기 전압 제어부(80)에 의하여 인가된 V_f+ 0.1[V]의 전압이 상기 전압 검출부(60)에 측정될 것이다.

이는 상기 피측정 다이오드(90)가 불량이기 때문에 피측정 다이오드(90)에인가된 전압이 바이패스되지 않고 인가된 전압 전체가 그 양단에 인가되기 때문이다.

상기 전압 검출부(60)에 의하여 검출된 전압은 아날로그-디지털 컨버터(70)에 의하여 디지털 신호의 전압으로 변환되어 제어부(80)에 입력된다.

상기 제어부(80)는 상기 정전류 발생부(40)를 제어하여 정전류를 출력하기 위하여 출력하고자 하는 정전류량을 디지털 신호로 출력하고, 이 디지털 신호로 출력된 것은 디지털-아날로그 컨버터(20)에 의하여 아날로그 신호로 변환되어 버퍼(30)를 통하여 상기 정전류 발생부(40)에 입력된다.

그리고, 상기 디지털-아날로그 컨버터(20)는 D/A1과 D/A2의 출력 포트를 가지고 있는데, D/A1 출력 포트는 상기 정전류 발생부(40)로 출력되는 데이터를 출력하고, D/A2는 상기 전압 제어부(80)의 출력 전압을 제어하기 위한 출력 포트이다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예를 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 제어부(10)는 원칩 프로세서(CPU)로 구성되며, 상기 버퍼(30)는 OP 앰프 U2와 캐패시터 C4, C5 및 저항 R45로 구성된다.

상기 정전류 발생부(40)는 OP 앰프 U1 및 U3과 저항 R11, R12, R13, R21, R31, 캐패시터 C1, C2, C3, C6, C7 등으로 구성되며, 상기 제 1∼제 4전류 설정부(50∼53)는 각각 저항 R5, R6, R7, R24로 구성되며, 상기 저항 R5, R6, R7, R24의 저항치는 단계적으로 설정되어 부가된다.

즉, 상기 정전류 발생부(40)에서 출력되는 전류가 일정하고, 전류의 출력 대역을 일정 비율로 할당 즉, 1㎂∼10㎂, 10㎂∼100㎂, 100㎂∼1㎃, 1㎃∼10㎃의 전류를 출력하기 위해서는 예를 들어, 1㏁, 10㏀, 10㏀, 1㏀의 저항치를 가지는 저항을 연결하는 것이다.

그리고, 상기 셀렉터(55)는 5개의 제어 접점을 가지는 릴레이(Relay Control)를 이용하여 접점 RY1∼RY4는 상기 제 1∼제 4전류 설정부(50∼53)를 선택하기 위하여 사용하고, RY5는 상기 전압 제어부(80)의 출력을 제어하기 위한 접점으로 사용한다.

상기 전압 검출부(60)는 OP 앰프 U6과, 캐패시터 C10, C11로 구성되는 일종의 전압 변환기이며, 상기 전압 제어부(80)는 OP 앰프 U11과 저항 R39, 다이오드 D12로 구성되어 V_f+ 0.1[V]의 전압을 상기 제어부(10)의 제어를 받는 릴레이 접점 RY5에 의하여 상기 피측정 다이오드(90)에 2차 전압으로 인가된다.

상기와 같은 회로를 통하여 피측정 다이오드(90)의 정상 여부를 판정하는 과정은 다음과 같다.

제어부(10)는 상기 셀렉터(55)를 제어하여 제 1전류 설정부(50)만을 연결 즉, RY1만 연결하고 RY2∼RY5는 차단하고, 상기 디지털-아날로그 컨버터(20)의 D/A1포트를 통하여 상기 정전류 발생부(40)가 1㎂∼10㎂의 전류를 출력하여 상기 피측정 다이오드(90)에 인가한다.

상기 전압 검출부(60)는 상기 피측정 다이오드(90)에 인가된 1차 전압을 측정하고, 이렇게 측정된 1차 전압은 아날로그-디지털 컨버터(70)에 의하여 변환되어 제어부(10)에 입력된다.

제어부는 1차 전압을 판독하고, 상기 디지털-아날로그 컨버터(20)의 D/A1 포트를 차단하고, 상기 셀렉터(55)의 RY1과 RY5를 연결한다.

따라서, D/A2 포트를 통하여 설정된 상기 전압 제어부(80)의 출력 전압 즉, 상기 1차 전압보다 0.1[V] 높은 전압이 RY5를 통하여 상기 피측정 다이오드(90)의 양단에 인가된다.

피측정 다이오드(90)에 인가된 전압 제어부(80)의 출력 전압은 상기 전압 검출부(60)에 2차 전압으로 검출되고, 이 2차 전압은 제어부(10)에 입력되어 상기 과정에서 측정된 1차 전압과 비교된다.

여기서, 상기 피측정 다이오드(90)가 정상이면 1차 전압은 피측정 다이오드(90)의 바이어스 전압인 V_f[V] 즉, 0.7[V]이고, 2차 전압도 V_f[V]일 것이다.

그러나, 상기 피측정 다이오드(90)가 불량이면, 2차 전압은 ((1차 전압) + 0.1)[V]로 검출되기 때문에 다이오드의 정상 여부가 명료하게 판정되는 것이다.

상기 제어부(10)는 상기와 같이 셀렉터(55)의 RY1을 연결하고 1㎂∼10㎂ 대역의 전류를 이용하여 사이리스트 현상을 확인하고, 단계별로 즉 상기 RY2∼RY4를 순차적으로 연결하여 상기 제 2∼4전류 설정부(51∼53)에 의하여 공급되는 10㎂∼100㎂, 100㎂∼1㎃, 1㎃∼10㎃ 대역의 전류에 대해서도 자동으로 시험한다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 다이오드의 사이리스트 현상을 광대역의 전류 대역에 대하여 정확하고 명료하게 시험함으로써, 출하되는 다이오드의 신뢰성을 높여서 상품성을 향상시켜 주는 효과를 제공한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims

피측정 다이오드에 정전류를 공급하는 정전류 발생부와;

상기 정전류 발생부에서 공급된 피측정 다이오드의 양단 전압을 측정하는 전압 검출부와;

상기 전압 검출부에 의하여 1차로 검출된 1차 전압을 입력받아 상기 피측정 다이오드 양단에 상기 1차 전압보다 높은 2차 전압을 인가하여 상기 전압 검출부를 이용하여 재 검출한 후에 재 검출된 전압이 1차 전압과 동일하면 피측정 다이오드를 정상으로 판정하고 2차 전압이면 불량으로 판정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 정전류 발생부는 다수의 전류 대역을 설정하여 출력하는 다수의 전류 설정부와, 상기 다수의 전류 설정부 중에서 어느 한 전류 설정부를 선택하는 셀렉터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 피측정 다이오드에 상기 2차 전압을 인가하기 위한 전압 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템.
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제어부는 상기 전압 검출부의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터와; 상기 정전류 발생부를 통해 출력되는 전류량을 설정하고, 상기 전압 제어부의 2차 전압을 설정하기 위한 2개의 출력 포트를 구비한 디지털-아날로그 컨버터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다이오드의 사이리스트 현상 검출 시스템.