Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Трассировщик кривых транзисторов типа 575 отображает динамические характеристики как NPN-, так и PNP-транзисторов на экране 5-дюймовой электронно-лучевой трубки. Могут отображаться несколько различных кривых характеристик транзисторов, включая семейство коллекторов в конфигурации с общей базой и общим эмиттером. Помимо характеристических кривых транзисторов, тип 575 используется для отображения динамических характеристик широкого диапазона полупроводниковых устройств »(Tektronix, Каталог, 1967).

Индикатор кривой полупроводника (также известный как анализатор параметров полупроводника ) - это специализированное электронное испытательное оборудование, используемое для анализа характеристик дискретных полупроводниковых устройств, таких как диоды , транзисторы и тиристоры . Основанное на осциллографе , устройство также содержит источники напряжения и тока, которые можно использовать для стимуляции тестируемого устройства (DUT).

Операция [ править ]

Функция состоит в том, чтобы подавать качающееся (автоматически непрерывно меняющееся во времени) напряжение на две клеммы тестируемого устройства и измерять величину тока, которую устройство позволяет протекать при каждом напряжении. Этот так называемый график VI (напряжение в зависимости от тока) отображается на экране осциллографа. Конфигурация включает максимальное приложенное напряжение, полярность приложенного напряжения (включая автоматическое приложение как положительной, так и отрицательной полярности) и сопротивление, подключенное последовательно с устройством. Напряжение на основных клеммах часто может повышаться до нескольких тысяч вольт, а токи нагрузки в десятки ампер доступны при более низких напряжениях.

Для двух оконечных устройств (таких как диоды и DIAC ) этого достаточно, чтобы полностью охарактеризовать устройство. Индикатор кривой может отображать все интересные параметры, такие как прямое напряжение диода, обратный ток утечки , обратное напряжение пробоя и так далее. Для триггерных устройств, таких как DIAC, прямое и обратное триггерные напряжения будут четко отображаться. Также можно увидеть прерывание, вызванное устройствами с отрицательным сопротивлением (такими как туннельные диоды ). Это метод поиска электрически поврежденных контактов на устройствах с интегральной схемой . [1]

Трехконтактные устройства, такие как транзисторы и полевые транзисторы, также используют соединение с управляющим терминалом тестируемого устройства, например, базовым или затворным. Для транзисторов и других устройств, работающих на основе тока, ток базы или другого управляющего терминала ступенчато регулируется. Для полевых транзисторов вместо этого используется ступенчатое напряжение. Путем изменения напряжения через сконфигурированный диапазон напряжений на основных клеммах для каждого шага напряжения управляющего сигнала автоматически генерируется группа ВАХ. Эта группа кривых позволяет очень легко определить коэффициент усиления транзистора или триггерное напряжение тиристора или симистора .

Подключение тестового устройства [ править ]

Индикаторы кривых обычно содержат удобные схемы подключения для двух- или трехконтактных устройств, часто в виде розеток, позволяющих подключать различные стандартные блоки, используемые для транзисторов и диодов. Большинство индикаторов кривых также позволяют одновременно подключать два тестируемых устройства; таким образом, два тестируемых устройства могут быть «согласованы» для достижения оптимальных характеристик в схемах (например, дифференциальных усилителях ), которые зависят от точного согласования параметров устройства. Это можно увидеть на соседнем изображении, где тумблер позволяет быстро переключаться между ИУ слева и ИУ справа, когда оператор сравнивает соответствующие семейства кривых двух устройств.

Кривые ВАХ используются для определения характеристик устройств и материалов посредством измерения источника постоянного тока. В этих приложениях также может потребоваться расчет сопротивления и определение других параметров на основе измерений ВАХ. Например, данные IV можно использовать для изучения аномалий, определения максимального или минимального наклона кривой и выполнения анализа надежности. Типичное применение - это определение тока утечки обратного смещения полупроводникового диода и выполнение развертки напряжения смещения в прямом и обратном направлениях и измерения тока для создания его ВАХ. [2]

Кельвинское ощущение [ править ]

Индикаторы кривой, особенно сильноточные модели, обычно поставляются с различными адаптерами испытательных приспособлений для полупроводниковых устройств [1], которые имеют измерение Кельвина .

Емкостный контроль баланса [ править ]

Некоторые аналоговые измерители кривой, особенно чувствительные слаботочные модели, оснащены ручным управлением для балансировки емкостной мостовой схемы для компенсации («обнуления») паразитных емкостей испытательной установки. Эта регулировка выполняется путем отслеживания кривой пустой испытательной установки (со всеми необходимыми кабелями, датчиками, адаптерами и другими вспомогательными устройствами, подключенными, но без проверяемого устройства) и регулировки баланса, пока кривая I не будет отображаться на постоянном нулевом уровне.

Трассировка кривой IV [ править ]

Трассировка ВАХ - это метод анализа производительности фотоэлектрического модуля или массива, идеально подходящий для тестирования всех возможных рабочих точек фотоэлектрического модуля или цепочки модулей. [3]

История [ править ]

До появления полупроводников существовали измерители кривой для электронных ламп (например, Tektronix 570). Ранние полупроводниковые измерители кривой сами использовали схемы на электронных лампах, поскольку доступные тогда полупроводниковые устройства не могли делать все, что требуется в измерителе кривой. Tektronix модель 575 характериографа показан в галерее был типичным инструментом раннего.

В настоящее время измерители кривой являются полностью твердотельными (за исключением ЭЛТ , если они используются) и существенно автоматизированы, чтобы облегчить рабочую нагрузку оператора, автоматически собирать данные и обеспечивать безопасность измерителя кривой и ИУ.

Последние разработки в области полупроводниковых систем отслеживания кривой теперь позволяют отслеживать три основных типа кривой: ток-напряжение (IV), емкость-напряжение (CV) и сверхбыстрые переходные процессы или импульсный ток-напряжение (IV). Современные приборы для отслеживания кривых имеют модульную конструкцию, что позволяет разработчикам систем настраивать их в соответствии с приложениями, для которых они будут использоваться. Например, новые системы отслеживания кривых на базе мэйнфреймов можно настроить, указав количество и уровень мощности блоков измерения источника (SMU), которые будут вставлены в слоты на задней панели корпуса. Эта модульная конструкция также обеспечивает гибкость для включения других типов контрольно-измерительных приборов для работы с более широким спектром приложений. Эти системы на базе мэйнфреймов обычно включают автономный ПК для упрощения настройки тестирования, анализа данных, построения графиков и печати,и встроенное хранилище результатов. К пользователям этих типов систем относятся исследователи полупроводников, инженеры по моделированию устройств, инженеры по надежности, инженеры по сортировке кристаллов и инженеры по разработке процессов.[4]

В дополнение к системам на основе мэйнфреймов доступны другие решения для отслеживания кривых, которые позволяют разработчикам систем комбинировать один или несколько дискретных блоков измерения источника (SMU) с отдельным контроллером ПК, на котором запущено программное обеспечение для отслеживания кривых. Дискретные SMU предлагают более широкий диапазон уровней тока, напряжения и мощности, чем позволяют системы на базе мэйнфреймов, и позволяют реконфигурировать систему по мере изменения требований тестирования. Новые пользовательские интерфейсы на основе мастера были разработаны, чтобы облегчить студентам или менее опытным отраслевым пользователям поиск и выполнение необходимых им тестов, таких как тест трассировки кривой FET. [5]

Безопасность [ править ]

Некоторые измерители кривой, особенно те, которые разработаны для устройств высокого напряжения, тока или мощности, способны генерировать смертельные напряжения и токи и, таким образом, представляют опасность поражения электрическим током оператора. Современные измерители кривых часто содержат механические экраны и блокировки, которые затрудняют для оператора контакт с опасными напряжениями или токами. Во время тестирования Power DUT может быть опасно горячим. Недорогие измерители кривой не могут тестировать такие устройства и менее опасны для жизни.

  • Транзисторный измеритель кривой (деталь 1)

  • Транзисторный измеритель кривой (деталь 2)

  • Транзисторный измеритель кривой (детали)

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Решения для отслеживания кривых» . РТИ . РТИ.
  2. ^ http://www.microwaves101.com/encyclopedia/curvetracer.cfm
  3. ^ «Упражнения по отслеживанию кривой IV для лаборатории обучения PV» (PDF) . Сольметрический . Сольметрический.
  4. ^ Keithley Instruments, Inc. Проблема интеграции трех критических типов полупроводниковых измерений в едином корпусе прибора. http://www.keithley.com/data?asset=52840
  5. ^ Программное обеспечение для определения характеристик полупроводников предлагает параметрическое тестирование. (1 октября 2011 г.) ThomasNet News. http://news.thomasnet.com/fullstory/Semiconductor-Characterization-Software-offers-parametric-testing-584774

Внешние ссылки [ править ]

  • Музей прицелов Tektronix
  • Все производители кривых трассеров.
  • Самодельный Curve Tracer.