用于半导体特性图示仪的集电极电源制造技术

一种脉冲电源技术领域的用于半导体特性图示仪的集电极电源，包括：电容器（Ｃ１）、程控电源（Ｕ１）、第一充电控制开关（Ｖ１）、第二充电控制开关（Ｖ２）、功耗限制电阻（Ｒ１）和集电极电流取样电阻（Ｒ２），程控电源（Ｕ１）的正极与第一充电控制开关（Ｖ１）的输入端相连接，第一充电控制开关（Ｖ１）的输出端分别与电容器（Ｃ１）的正极以及第二充电控制开关（Ｖ２）的输入端相连接，第二充电控制开关（Ｖ２）的输出端依次与功耗限制电阻（Ｒ１）、集电极电流取样电阻（Ｒ２）以及待测半导体管（Ｖ）的集电极相串联，程控电源（Ｕ１）的负极分别与电容器（Ｃ１）的负极以及待测半导体管（Ｖ）的发射极相连接。本实用新型专利技术结构简单，电路发热量小。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种脉冲电源
的装置，具体是一种输出电流大于 400安培的用于半导体特性图示仪的集电极电源。
技术介绍
大功率器件如大功率二极管、达林顿晶体管、晶闸管和可关断晶闸管(SCR和GT0) 电力晶体管(GTR)、静电感应晶体管(SIT)功率场效应管(VM0SFET)以及绝缘栅双极晶体管 (IGBT)等，这些器件被广泛用于电子装备中，如雷达发射和伺服系统、变频调速系统。雷达、 高功率激光、微波高能系统等离子体及大功率不间断直流电源、发射机及电子对抗系统，几 乎无例外地均采用了这类新器件。这些器件的测试多需要大电流半导体特性图示仪，测量 大功率半导体器件的各种特性曲线和静态参数。目前国内大功率半导体管特性图示仪研发 和生产的瓶颈在于大功率集电极电源。传统的集电极扫描取之于工频电源，靠电源变压器变换获得，在一般的情况下应 该说没有多大问题，仅体积大小而已。然而电流升到很大时就无法实现，如400A的集电极 电流以IOV来算其最大功率要达4000W。就不能用传统的方法实现，无论从仪器的体积、功 耗、整机重量、成本将带来很大问题。所以要摒弃工频电源变压器变换获得的方法，采用电容充放电来解决问题。运用 了能量储存和释放，即在非测试期间进行低速能量存储，在测量期间将储存的能量高速释 放，从而获得瞬间巨大的电流脉冲。以多化一点时间充电，少一点时间放电，这时能量就得 到了储存，这是时间与能量的转换。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于半导体特性图示仪的集 电极电源，放电时间只有250uS，减少了被测器件的发热现象，以创造出优越的测试环境。本技术是通过以下技术方案实现的，本技术包括电容器、程控电源、两 个充电控制开关、功耗限制电阻和集电极电流取样电阻，其中程控电源的正极与第一充电 控制开关的输入端相连接，第一充电控制开关的输出端分别与电容器的正极以及第二充电 控制开关的输入端相连接，第二充电控制开关的输出端依次与功耗限制电阻、集电极电流 取样电阻以及待测半导体管的集电极相串联，程控电源的负极分别与电容器的负极以及待 测半导体管的发射极相连接。当电容器充电满后测试开始，此时第一控制开关截止，第二控制开关受控制信号 激励而进入导通，电容器上积累的电荷经第二控制开关、功耗限制电阻、集电极电流取样电 阻串加在待测半导体管的回路中，由于测试时间仅250us，短时间内电容器释放出的电流能 达到很大的数值，成为了一个受控的大功率脉冲电源，当一次放电后，第二控制开关截止， 第一控制开关导通，电容器又重新充电，进入下一次放电准备。本单元可得的最大集电极电流可达400A，在6V时被测器件将承受2400W的功率，本单元中最大特点是测量是采用脉冲方式。运用了低占空比脉冲测试技术，这样即使在大 功率状态下，被测器件上施加的平均功率也很小。便于器件特性的分析和器件的挑选，又降 低了器件或仪器的功耗，使被测器件在大功率测试时受到保护，不致受损，也可使仪器变得 轻巧。附图说明图1是本技术的电线路图。具体实施方式下面对本技术的实施例作详细说明，本实施例在以本技术技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限 于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括电容器Cl、程控电源U1、两个充电控制开关V1、V2、功 耗限制电阻Rl和集电极电流取样电阻R2，其中程控电源Ul的正极与第一充电控制开关 Vl的输入端相连接，第一充电控制开关Vl的输出端分别与电容器Cl的正极以及第二充电 控制开关V2的输入端相连接，第二充电控制开关V2的输出端依次与功耗限制电阻R1、集电 极电流取样电阻R2以及待测半导体管V的集电极相串联，程控电源Ul的负极分别与电容 器Cl的负极以及待测半导体管V的发射极相连接。本实施例中，电容器Cl、程控电源U1、两个充 电控制开关VI、V2、功耗限制电阻Rl 和集电极电流取样电阻R2具体通过以下元器件得以实现所述的电容器Cl为储能电容器，具体两个并联的33000UF电容，其耐压> 80V ；所述的程控电源Ul为可程控的电容器充电电源，输出电压为DC 60V；所述的两个充电控制开关Vl、V2分别为功率MOS管型充电开关管和功率MOS管型 放电开关管，其器件电流> 400A ；所述的功耗限制电阻Rl为限止集电极电流的串联电阻，其阻值为0 10Ω ；所述的集电极电流取样电阻R2为集电极取样电阻，其阻值为0.01 Ω ；当Cl充电满以后，测试开始，此时Vl截止，V2受控制信号激励而进入导通，电容 Cl上积累的电荷经控制管V2、R1 (功耗限制电阻)、R2 (集电极电流取样电阻)串加在被测 半导体管回路中，由于测试时间很短，仅250us，短时间内电容Cl释放出的电流能达到很大 的数值，成为了一个受控的大功率脉冲电源，当一次放电后，V2截止，Vl导通，Cl又重新充 电，进入下一次放电准备。权利要求一种用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征在于，包括电容器(C1)、程控电源(U1)、第一充电控制开关(V1)、第二充电控制开关(V2)、功耗限制电阻(R1)和集电极电流取样电阻(R2)，其中程控电源(U1)的正极与第一充电控制开关(V1)的输入端相连接，第一充电控制开关(V1)的输出端分别与电容器(C1)的正极以及第二充电控制开关(V2)的输入端相连接，第二充电控制开关(V2)的输出端依次与功耗限制电阻(R1)、集电极电流取样电阻(R2)以及待测半导体管(V)的集电极相串联，程控电源(U1)的负极分别与电容器(C1)的负极以及待测半导体管(V)的发射极相连接。2.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的电 容器(Cl)为储能电容器。3.根据权利要求2所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的电 容器(Cl)为两个并联的33000uF电容，其耐压> 80V ；4.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的程 控电源(Ul)为可程控的电容器充电电源，输出电压为直流60V。5.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的第 一充电控制开关(Vl)为功率MOS管型充电开关管。6.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的第 二充电控制开关(V2)为功率MOS管型放电开关管。7.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的功 耗限制电阻(Rl)为限止集电极电流的串联电阻，其阻值为0 10Ω。8.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的集 电极电流取样电阻R2为集电极取样电阻，其阻值为0. 01 Ω。专利摘要一种脉冲电源
的用于半导体特性图示仪的集电极电源，包括电容器(C1)、程控电源(U1)、第一充电控制开关(V1)、第二充电控制开关(V2)、功耗限制电阻(R1)和集电极电流取样电阻(R2)，程控电源(U1)的正极与第一充电控制开关(V1)的输入端相连接，第一充电控制开关(V1)的输出端分别与电容器(C1)的正极以及第二充电控制开关(V2)的输入端相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征在于，包括：电容器（Ｃ１）、程控电源（Ｕ１）、第一充电控制开关（Ｖ１）、第二充电控制开关（Ｖ２）、功耗限制电阻（Ｒ１）和集电极电流取样电阻（Ｒ２），其中：程控电源（Ｕ１）的正极与第一充电控制开关（Ｖ１）的输入端相连接，第一充电控制开关（Ｖ１）的输出端分别与电容器（Ｃ１）的正极以及第二充电控制开关（Ｖ２）的输入端相连接，第二充电控制开关（Ｖ２）的输出端依次与功耗限制电阻（Ｒ１）、集电极电流取样电阻（Ｒ２）以及待测半导体管（Ｖ）的集电极相串联，程控电源（Ｕ１）的负极分别与电容器（Ｃ１）的负极以及待测半导体管（Ｖ）的发射极相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴电，岳廷发，
申请(专利权)人：上海新建仪器设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[]