Трассировщик кривой
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( май 2011 г. ) |
Измеритель кривой — это специализированное электронное испытательное оборудование, используемое для анализа характеристик дискретных электронных компонентов , таких как диоды , транзисторы , тиристоры и электронные лампы . Устройство содержит напряжения и источники тока , которые можно использовать для стимулирования тестируемого устройства (ИУ).
Операция
[ редактировать ]Функция заключается в подаче качающегося (автоматически непрерывно меняющегося во времени) напряжения на две клеммы тестируемого устройства и измерении величины тока, который устройство пропускает при каждом напряжении. Эти так называемые данные I–V (зависимость тока от напряжения) либо отображаются непосредственно на экране осциллографа, либо записываются в файл данных для последующей обработки и построения графиков на компьютере. [1] Конфигурация включает максимальное подаваемое напряжение, полярность подаваемого напряжения (включая автоматическое применение как положительной, так и отрицательной полярности) и сопротивление, включенное последовательно с устройством. Напряжение на основной клемме часто может достигать нескольких тысяч вольт, при этом ток нагрузки в десятки ампер возможен при более низких напряжениях.
Для двухполюсных устройств (таких как диоды и DIAC ) этого достаточно, чтобы полностью охарактеризовать устройство. Трассировщик кривой может отображать все интересные параметры, такие как прямое напряжение диода, обратный ток утечки , обратное напряжение пробоя и т. д. Для триггерных устройств, таких как DIAC, прямое и обратное триггерное напряжение будет четко отображаться. разрывы, вызванные устройствами с отрицательным сопротивлением (такими как туннельные диоды Также можно увидеть ). Это метод поиска электрически поврежденных контактов на интегральных схемах . [2]
Для трехконтактных устройств (таких как транзисторы ) используется подключение к клемме управления тестируемого устройства, например, к клемме Base или Gate. Для транзисторов BJT и других устройств с управлением по току ток базы или другого управляющего вывода ступенчатый. Для полевых транзисторов или других устройств, управляемых напряжением, вместо этого используется ступенчатое напряжение. Путем изменения напряжения в настроенном диапазоне напряжений на главных клеммах для каждого шага напряжения управляющего сигнала автоматически генерируется группа ВАХ. Эта группа кривых позволяет очень легко определить коэффициент усиления транзистора или напряжение срабатывания тиристора или симистора .
Подключение тестового устройства
[ редактировать ]Измерители кривых обычно содержат удобные устройства подключения для двух- или трехконтактных устройств, часто в виде розеток, предназначенных для подключения различных распространенных корпусов, используемых для электронных компонентов. Большинство трассировщиков кривых также допускают одновременное подключение двух тестируемых устройств; таким образом, два ИУ могут быть «согласованы» для достижения оптимальной производительности в схемах (таких как дифференциальные усилители ), 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 характеристики устройств и материалов посредством испытаний источника постоянного тока. Эти приложения могут также потребовать расчета сопротивления и получения других параметров на основе измерений ВАХ. Например, данные ВАХ можно использовать для изучения аномалий, определения максимальных или минимальных наклонов кривой и выполнения анализа надежности. Типичным применением является определение тока утечки обратного смещения полупроводникового диода, выполнение развертки по напряжению прямого и обратного смещения и измерения тока для построения его ВАХ. [3]
измерение Кельвина
[ редактировать ]Измерители кривых, особенно сильноточные модели, обычно поставляются с различными адаптерами для испытаний полупроводниковых устройств [1], имеющими чувствительность по шкале Кельвина .
Емкостный контроль баланса
[ редактировать ]Некоторые аналоговые трассировщики, особенно чувствительные слаботочные модели, оснащены ручным управлением для балансировки емкостной мостовой схемы для компенсации («обнуления») паразитных емкостей испытательной установки. Эта настройка выполняется путем отслеживания кривой пустой испытательной установки (со всеми необходимыми кабелями, датчиками, адаптерами и другими подключенными вспомогательными устройствами, но без проверяемого устройства) и регулировки управления балансом до тех пор, пока I-кривая не будет отображаться на постоянном нулевом уровне. .
Трассировка ВАХ
[ редактировать ]Трассировка кривой ВАХ — это метод анализа производительности фотоэлектрической системы , который идеально подходит для тестирования всех возможных рабочих точек фотоэлектрического модуля или цепочки модулей. [4]
История
[ редактировать ]До появления полупроводников существовали индикаторы кривых электронных ламп (например, Tektronix 570). В первых полупроводниковых измерителях кривых использовались схемы электронных ламп, поскольку доступные тогда полупроводниковые устройства не могли делать все, что требовалось от измерителей кривых.Измеритель кривой Tektronix модели 575, показанный в галерее, был типичным ранним прибором.
В настоящее время трассировщики кривых являются полностью полупроводниковыми и в значительной степени автоматизированы, чтобы облегчить рабочую нагрузку оператора, автоматически собирать данные и гарантировать безопасность трассировщика кривых и ИУ.
Последние разработки в системах отслеживания кривых теперь позволяют использовать три основных типа отслеживания кривых: ток-напряжение (I-V), емкость-напряжение (CV) и сверхбыстрый переходный или импульсный ток-напряжение (I-V). Современные конструкции приборов для трассировки кривых, как правило, являются модульными, что позволяет разработчикам систем настраивать их в соответствии с приложениями, для которых они будут использоваться. Например, новые системы трассировки кривых на базе мейнфрейма можно настроить, указав количество и уровень мощности источников- измерителей (SMU), которые нужно подключить к слотам на задней панели корпуса. Эта модульная конструкция также обеспечивает гибкость для включения других типов приборов для решения более широкого спектра задач. Эти системы на базе мэйнфреймов обычно включают в себя автономный ПК для упрощения настройки испытаний, анализа данных, построения графиков и печати, а также встроенного хранения результатов. Пользователями систем такого типа являются исследователи полупроводников, инженеры по моделированию устройств, инженеры по надежности, инженеры по сортировке кристаллов и инженеры-разработчики технологических процессов. [5]
В дополнение к системам на базе мэйнфреймов доступны другие решения для построения кривых, которые позволяют разработчикам систем комбинировать один или несколько дискретных блоков источника-измерения (SMU) с отдельным контроллером ПК, на котором работает программное обеспечение для построения кривых. Дискретные SMU предлагают более широкий диапазон уровней тока, напряжения и мощности, чем позволяют системы на базе мэйнфреймов, и позволяют переконфигурировать систему по мере изменения потребностей в тестировании. Новые пользовательские интерфейсы на основе мастера были разработаны, чтобы студенты и менее опытные пользователи отрасли могли легко находить и запускать необходимые им тесты, такие как тест на трассировку кривой полевого транзистора. [6]
Безопасность
[ редактировать ]Некоторые измерители кривых, особенно те, которые предназначены для устройств высокого напряжения, тока или мощности, способны генерировать смертельно опасные напряжения и токи и поэтому представляют опасность поражения электрическим током для оператора. Современные трассировщики кривых часто содержат механические экраны и блокировки , которые затрудняют контакт оператора с опасными напряжениями или токами. Во время тестирования силовые тестируемые устройства могут стать опасно горячими. Недорогие трассировщики кривых не могут тестировать такие устройства и менее опасны для жизни.
Измеритель кривой транзистора (деталь 1)
Измеритель кривой транзистора (деталь 2)
Измеритель кривой транзистора (детали)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Трассировщик кривой pypsucurvetrace» .
- ^ «Решения для трассировки кривых» . РТИ . РТИ.
- ^ «Измерения с помощью криволинейного индикатора — Энциклопедия микроволнового излучения — Microwaves101.com» . www.microwaves101.com . Архивировано из оригинала 17 декабря 2005 г.
- ^ «Упражнения по отслеживанию IV-кривых для учебной лаборатории фотоэлектрических систем» (PDF) . Солметрический . Солометрический.
- ^ Keithley Instruments, Inc. Проблема интеграции трех критических типов измерений полупроводников в единый приборный корпус. http://www.keithley.com/data?asset=52840
- ^ Программное обеспечение для определения характеристик полупроводников предлагает параметрическое тестирование. (1 октября 2011 г.) Новости ThomasNet. http://news.thomasnet.com/fullstory/Semiconductor-Characterization-Software-offers-parametric-testing-584774