一种新型三极管反向饱和电流测试仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型三极管反向饱和电流测试仪，包括：桥式输入电路，能够对三极管反向电压进行采集；单片机，对单元电路进行控制和数据修正；模拟开关，在单片机的控制下，实现信号通道的选择；电压放大电路，放大来自所述模拟开关的输出信号；A/D转换装置，对经所述电压放大电路输出的模拟信号通过抽样、量化实现数字化，并将转换后的信号输入单片机；温度传感器，采集温度对三极管导电性的补偿；本实用新型专利技术操作简易，具有低电压测量、实时显示反向电压、反向饱和电流以及当前环境温度等功能，实现了高精度、低成本、安全的三极管反向伏安特性的测试，并通过编程软件对测试结果进行修正，提高系统的测量精确度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种新型三极管反向饱和电流测试仪，包括：桥式输入电路，能够对三极管反向电压进行采集；单片机，对单元电路进行控制和数据修正；模拟开关，在单片机的控制下，实现信号通道的选择；电压放大电路，放大来自所述模拟开关的输出信号；A/D转换装置，对经所述电压放大电路输出的模拟信号通过抽样、量化实现数字化，并将转换后的信号输入单片机；温度传感器，采集温度对三极管导电性的补偿；本技术操作简易，具有低电压测量、实时显示反向电压、反向饱和电流以及当前环境温度等功能，实现了高精度、低成本、安全的三极管反向伏安特性的测试，并通过编程软件对测试结果进行修正，提高系统的测量精确度。【专利说明】一种新型三极管反向饱和电流测试仪
本技术涉及测试仪器
，具体涉及一种新型三极管反向饱和电流测试仪。
技术介绍
随着电子技术的不断发展，三极管在电子产品中起着越来越重要的作用。三极管相关特性都可能对电子产品性能产生较大影响，尤其是三极管的反向饱和电流特性，该特性使用不当可能导致电子产品不能正常工作甚至造成严重的安全事故，如烧坏、爆炸等，因此需要测量该特性的仪器。传统测量方法是用电压表直接测量其反向电压，用电流表测其反向饱和电流，操作很不方便，而且高压带电操作很容易发生安全事故。传统的测试方法很大程度上依赖电流表的精度，而普通高精度电流表价格非常高，难以普遍使用，传统反向饱和电流测试方法如图1所示。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种具有低电压测量、实时显示反向电压、反向饱和电流以及当前环境温度等功能，操作简易、高精度、低成本、安全的新型三极管反向电流测试仪。 为实现上述目的，本技术采用以下技术方案:一种新型三极管反向饱和电流测试仪，该测试仪包括: 桥式输入电路:能够对三极管反向电压进行采集； 单片机:对单元电路进行控制和数据修正； 模拟开关:在单片机的控制下，实现信号通道的选择； 电压放大电路:放大来自所述模拟开关的输出信号； A/D转换装置:对经所述电压放大电路输出的模拟信号通过抽样、量化实现数字化，并将转换后的信号输入单片机； 温度传感器:采集温度对三极管导电性的补偿； 所述桥式输入电路与模拟开关相连接，所述模拟开关与电压放大电路相连接，所述电压放大电路与A/D转换装置相连接，所述A/D转换装置与单片机相连接，所述单片机与显示器相连接，所述模拟开关另与温度传感器相连接； 所述桥式输入电路主要由四个电阻(RpRyRyR4)、被测三极管(DX)和外加激励(E)组成； 所述电压放大电路主要包括两级放大电路，第一级是仪表放大电路，第二级是同相放大电路。 所述四个电阻中，第一电阻(R3)=第二电阻(R4),第三电阻(R2)=第四电阻(R1),第一电阻(R3)/第三电阻(R2) = 200，通过电阻测出三极管(DX)的反向电压VR和反向饱和电流IR，表达式如(I)、⑵所示: VR=E-Vm=(V2A-Vu){\ + ^\(I) VJ Ie = /R4(2)。 所述温度传感器为电压输出式集成温度传感器，在常温下，不需要额外的校准处理，达到土 1/4°C准确度，其输出电压Vt与温度T的线性关系见公式(3): Vt = 0.0lT(3)。 所述桥式输入电路包括电压V13，电压V24和电压Vt，所述电压V13，电压V24和电压Vt在单片机片选端(100、101)的控制下可以分时通过差分多路开关传输到Voutl和Vout2端，以提供给差分输入端。 所述仪表放大电路由3个放大器ICL7650组成。 所述同相放大电路的反馈由差分双向多路开关(U7)和4个电阻(R9，R1, R12、R14)组成。 所述电压放大电路设置有开始测试功能键(SI)和暂停测试功能键(S2)。 本技术所采用的技术方案具有以下有益效果:本技术采用桥式输入电路可间接测出三极管Dxde的反向电压VR和反向饱和电流IR，同时通过设置关系式，直接将高压测量转换成了低压测量，保证了测量时的安全性；本技术的温度传感器可测量三极管所处的环境温度，分析不同温度下的三极管反向漏电流特性；所述仪表放大电路具有输入偏置电流为ΙΟρΑ，失调电压为I μ V，输入阻抗高达1012 Ω，增益高，共模抑制能力强，响应快，漂移低，性能稳定及价格低廉等优点，能够满足本设计的要求，本技术的单片机作为控制系统，采集数字信号，并进行数据的处理，最终通过液晶显示。本技术操作简易，具有低电压测量、实时显示反向电压、反向饱和电流以及当前环境温度等功能，实现了高精度、低成本、安全的三极管反向伏安特性的测试，并通过编程软件对测试结果进行修正，提高系统的测量精确度。 【专利附图】【附图说明】 图1为传统反向饱和电流测试图； 图2为本技术系统结构框图； 图3为本技术输入部分电路原理图； 图4为本技术电压放大电路原理图； 图5为本技术系统软件测试流程图； 图6为本技术三极管2Ν3904伏安特性与温度的关系图； 图7为本技术测量误差曲线图。 【具体实施方式】 下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本技术的技术方案。 一种新型三极管反向饱和电流测试仪，包括:桥式输入电路，能够对三极管反向电压进行采集；单片机，对单元电路进行控制和数据修正；模拟开关，在单片机的控制下，实现信号通道的选择；电压放大电路，放大来自所述模拟开关的输出信号；A/D转换装置，对经所述电压放大电路输出的模拟信号通过抽样、量化实现数字化，并将转换后的信号输入单片机；温度传感器，采集温度对三极管导电性的补偿。如图2示，本技术所述桥式输入电路与模拟开关相连接，所述模拟开关与电压放大电路相连接，所述电压放大电路与A/D转换装置相连接，所述A/D转换装置与单片机相连接，所述单片机与显示器相连接，所述模拟开关另与温度传感器相连接； 所述桥式输入电路原理，如图3所示，所述桥式输入电路主要由4个电阻RpHR4 (电阻精度为±1% )，被测三极管Dxde和外界施加给桥式输入电路的激励E组成，该电路可以间接测出三极管Dxde的反向电压VR和反向饱和电流IR，表达式如式⑴和⑵所示，所述桥式输入电路电阻设置为Rl = R2, R3 = R4和R1/R3 = 200，从式(I)和⑵可以看出只要测出V24-V13的值和V24即可。由于三极管的方向电阻很大，导致V24相对V13大得多，这样测量大信号V24相对于测量微弱信号V13更方便、准确。因此设计中不宜直接测量V13得到IR。同时通过该关系式，直接将高压测量转换成了低压测量，保证了测量时的安全性。 Vr =E-Vm= [V24-V1,) 1 +合 VJ Ve = 201(V24—V13)(I) Ie = /R4(2)。 所述温度传感器采用LM35主要测量三极管所处的环境温度，分析不同温度下的三极管反向饱和电流特性。LM35是电压输出式集成温度传感器，在常温下，不需要额外的校准处理，达到± 1/4°C准确度，其输出电压Vt与温度T的线性关系见公式⑶所示: Vt = 0.0lT(3)。 如图3所示，模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型三极管反向饱和电流测试仪，其特征在于：该测试仪包括： 桥式输入电路：能够对三极管反向电压进行采集； 单片机：对单元电路进行控制和数据修正； 模拟开关：在单片机的控制下，实现信号通道的选择； 电压放大电路：放大来自所述模拟开关的输出信号； A/D转换装置：对经所述电压放大电路输出的模拟信号通过抽样、量化实现数字化，并将转换后的信号输入单片机； 温度传感器：采集温度对三极管导电性的补偿； 所述桥式输入电路与模拟开关相连接，所述模拟开关与电压放大电路相连接，所述电压放大电路与A/D转换装置相连接，所述A/D转换装置与单片机相连接，所述单片机与显示器相连接，所述模拟开关另与温度传感器相连接； 所述桥式输入电路主要由四个电阻(R1、R2、R3、R4)、被测三极管(DX)和外加激励(E)组成； 所述电压放大电路主要包括两级放大电路，第一级是仪表放大电路，第二级是同相放大电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：晏敏，侯志春，马俊，何欣，刘庆，李沙，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43