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二极管反向静态、反向恢复参数测试装置的研制

张锦涛  
【摘要】:二极管作为电子系统的基本组成部分,也是最简单和应用最广泛的半导体器件之一。二极管的参数是否符合相关标准的规定,将直接影响电子系统的性能。因此,对二极管参数的正确测试分析,可以为电子系统的性能研究奠定基础,为产品的优化设计提供指导。一般来说,二极管参数分为正向参数和反向参数,反向参数又分为反向静态参数和反向恢复参数。本文利用单片机技术设计了二极管反向静态参数测试装置以及反向恢复参数测试装置,具体工作如下:(1)﹑介绍了国内外关于二极管反向参数测试的发展历程,阐述了二极管反向静态参数和反向恢复参数的概念,分析了各种测试方法及其技术的优缺点,为本文设计反向静态参数和反向恢复参数测试装置提供依据和思路。(2)﹑根据标准GB_T 4023-2015/IEC 60747-2:2000,设计了二极管反向静态参数测试装置。该装置主要用来测试二极管反向电压、击穿电压、反向漏电流。该装置包括四个电路,分别为:电源电路、输入/输出与控制电路、高压脉冲源电路、信号采集与处理电路,可以通过液晶屏显示测试结果。该装置利用自激式电压谐振开关电源控制器来调节变压器,使二极管反向击穿电压测试量程达到1000 V左右;利用HC4052型模拟多路选通器进行分档测试反向漏电流(4μA、40μA、400μA、2000μA共四档)。选用FR207型二极管、1N5408型二极管进行测试分析。测量FR207型二极管的击穿电压为1000 V左右,在150 V反向电压下反向漏电流为10 nA;1N5408型二极管的击穿电压为900 V左右,在100 V反向电压下反向漏电流为10 nA,与生产手册的数据吻合,反映了此装置的有效性。(3)﹑按照标准GB_T 4023-2015/IEC 60747-2:2000,设计了二极管反向恢复参数测试装置,主要用来测试二极管反向恢复时间、反向恢复电荷、软度。此装置主要包括电源电路、正向脉冲电流源电路、反向脉冲电压源电路、反向恢复电流测试与检波电路、反向恢复电流信号处理电路、主控制及输入/输出电路。选用SF56型快恢复二极管、HER207型高效整流二极管、UF5408型超快速整流二极管、FR207型二极管﹑1N5408型普通整流二极管进行测试分析。测量1N5408型二极管在I_F=1 A,di/dt=200 A/μs时反向恢复时间为19 ns,与生产手册数据吻合,验证了此装置的有效性。综上所述,本文设计的二极管反向静态装置能准确测试出反向电压、击穿电压、反向漏电流;反向恢复参数测试装置能测试出反向恢复时间、反向恢复电荷、软度。改变测试条件得到的结果符合半导体器件规律。设计的装置采用市场上的常规元器件,通过单片机计算并驱动液晶显示,操作方便,具有良好的市场推广价值。


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