專利名稱：用于半導體特性圖示儀的集電極電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種脈沖電源技術領域的裝置，具體是一種輸出電流大于 400安培的用于半導體特性圖示儀的集電極電源。
背景技術：
大功率器件如大功率二極管、達林頓晶體管、晶閘管和可關斷晶閘管(SCR和GT0) 電力晶體管(GTR)、靜電感應晶體管(SIT)功率場效應管(VM0SFET)以及絕緣柵雙極晶體管 (IGBT)等，這些器件被廣泛用于電子裝備中，如雷達發(fā)射和伺服系統(tǒng)、變頻調速系統(tǒng)。雷達、 高功率激光、微波高能系統(tǒng)等離子體及大功率不間斷直流電源、發(fā)射機及電子對抗系統(tǒng)，幾 乎無例外地均采用了這類新器件。這些器件的測試多需要大電流半導體特性圖示儀，測量 大功率半導體器件的各種特性曲線和靜態(tài)參數(shù)。目前國內大功率半導體管特性圖示儀研發(fā) 和生產的瓶頸在于大功率集電極電源。傳統(tǒng)的集電極掃描取之于工頻電源，靠電源變壓器變換獲得，在一般的情況下應 該說沒有多大問題，僅體積大小而已。然而電流升到很大時就無法實現(xiàn)，如400A的集電極 電流以IOV來算其最大功率要達4000W。就不能用傳統(tǒng)的方法實現(xiàn)，無論從儀器的體積、功 耗、整機重量、成本將帶來很大問題。所以要摒棄工頻電源變壓器變換獲得的方法，采用電容充放電來解決問題。運用 了能量儲存和釋放，即在非測試期間進行低速能量存儲，在測量期間將儲存的能量高速釋 放，從而獲得瞬間巨大的電流脈沖。以多化一點時間充電，少一點時間放電，這時能量就得 到了儲存，這是時間與能量的轉換。

實用新型內容本實用新型針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種用于半導體特性圖示儀的集 電極電源，放電時間只有250uS，減少了被測器件的發(fā)熱現(xiàn)象，以創(chuàng)造出優(yōu)越的測試環(huán)境。本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本實用新型包括電容器、程控電源、兩 個充電控制開關、功耗限制電阻和集電極電流取樣電阻，其中程控電源的正極與第一充電 控制開關的輸入端相連接，第一充電控制開關的輸出端分別與電容器的正極以及第二充電 控制開關的輸入端相連接，第二充電控制開關的輸出端依次與功耗限制電阻、集電極電流 取樣電阻以及待測半導體管的集電極相串聯(lián)，程控電源的負極分別與電容器的負極以及待 測半導體管的發(fā)射極相連接。當電容器充電滿后測試開始，此時第一控制開關截止，第二控制開關受控制信號 激勵而進入導通，電容器上積累的電荷經第二控制開關、功耗限制電阻、集電極電流取樣電 阻串加在待測半導體管的回路中，由于測試時間僅250us，短時間內電容器釋放出的電流能 達到很大的數(shù)值，成為了一個受控的大功率脈沖電源，當一次放電后，第二控制開關截止， 第一控制開關導通，電容器又重新充電，進入下一次放電準備。本單元可得的最大集電極電流可達400A，在6V時被測器件將承受2400W的功率，本單元中最大特點是測量是采用脈沖方式。運用了低占空比脈沖測試技術，這樣即使在大 功率狀態(tài)下，被測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選，又降 低了器件或儀器的功耗，使被測器件在大功率測試時受到保護，不致受損，也可使儀器變得 輕巧。

圖1是本實用新型的電線路圖。
具體實施方式
下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前 提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限 于下述的實施例。如圖1所示，本實施例包括電容器Cl、程控電源U1、兩個充電控制開關V1、V2、功 耗限制電阻Rl和集電極電流取樣電阻R2，其中程控電源Ul的正極與第一充電控制開關 Vl的輸入端相連接，第一充電控制開關Vl的輸出端分別與電容器Cl的正極以及第二充電 控制開關V2的輸入端相連接，第二充電控制開關V2的輸出端依次與功耗限制電阻R1、集電 極電流取樣電阻R2以及待測半導體管V的集電極相串聯(lián)，程控電源Ul的負極分別與電容 器Cl的負極以及待測半導體管V的發(fā)射極相連接。本實施例中，電容器Cl、程控電源U1、兩個充 電控制開關VI、V2、功耗限制電阻Rl 和集電極電流取樣電阻R2具體通過以下元器件得以實現(xiàn)所述的電容器Cl為儲能電容器，具體兩個并聯(lián)的33000UF電容，其耐壓> 80V ；所述的程控電源Ul為可程控的電容器充電電源，輸出電壓為DC 60V；所述的兩個充電控制開關Vl、V2分別為功率MOS管型充電開關管和功率MOS管型 放電開關管，其器件電流> 400A ；所述的功耗限制電阻Rl為限止集電極電流的串聯(lián)電阻，其阻值為0 10Ω ；所述的集電極電流取樣電阻R2為集電極取樣電阻，其阻值為0.01 Ω ；當Cl充電滿以后，測試開始，此時Vl截止，V2受控制信號激勵而進入導通，電容 Cl上積累的電荷經控制管V2、R1 (功耗限制電阻)、R2 (集電極電流取樣電阻)串加在被測 半導體管回路中，由于測試時間很短，僅250us，短時間內電容Cl釋放出的電流能達到很大 的數(shù)值，成為了一個受控的大功率脈沖電源，當一次放電后，V2截止，Vl導通，Cl又重新充 電，進入下一次放電準備。
權利要求一種用于半導體特性圖示儀的集電極電源，其特征在于，包括電容器(C1)、程控電源(U1)、第一充電控制開關(V1)、第二充電控制開關(V2)、功耗限制電阻(R1)和集電極電流取樣電阻(R2)，其中程控電源(U1)的正極與第一充電控制開關(V1)的輸入端相連接，第一充電控制開關(V1)的輸出端分別與電容器(C1)的正極以及第二充電控制開關(V2)的輸入端相連接，第二充電控制開關(V2)的輸出端依次與功耗限制電阻(R1)、集電極電流取樣電阻(R2)以及待測半導體管(V)的集電極相串聯(lián)，程控電源(U1)的負極分別與電容器(C1)的負極以及待測半導體管(V)的發(fā)射極相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于半導體特性圖示儀的集電極電源，其特征是，所述的電 容器(Cl)為儲能電容器。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于半導體特性圖示儀的集電極電源，其特征是，所述的電 容器(Cl)為兩個并聯(lián)的33000uF電容，其耐壓> 80V ；
4.根據(jù)權利要求1所述的用于半導體特性圖示儀的集電極電源，其特征是，所述的程 控電源(Ul)為可程控的電容器充電電源，輸出電壓為直流60V。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于半導體特性圖示儀的集電極電源，其特征是，所述的第 一充電控制開關(Vl)為功率MOS管型充電開關管。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于半導體特性圖示儀的集電極電源，其特征是，所述的第 二充電控制開關(V2)為功率MOS管型放電開關管。
7.根據(jù)權利要求1所述的用于半導體特性圖示儀的集電極電源，其特征是，所述的功 耗限制電阻(Rl)為限止集電極電流的串聯(lián)電阻，其阻值為0 10Ω。
8.根據(jù)權利要求1所述的用于半導體特性圖示儀的集電極電源，其特征是，所述的集 電極電流取樣電阻R2為集電極取樣電阻，其阻值為0. 01 Ω。
專利摘要一種脈沖電源技術領域的用于半導體特性圖示儀的集電極電源，包括電容器(C1)、程控電源(U1)、第一充電控制開關(V1)、第二充電控制開關(V2)、功耗限制電阻(R1)和集電極電流取樣電阻(R2)，程控電源(U1)的正極與第一充電控制開關(V1)的輸入端相連接，第一充電控制開關(V1)的輸出端分別與電容器(C1)的正極以及第二充電控制開關(V2)的輸入端相連接，第二充電控制開關(V2)的輸出端依次與功耗限制電阻(R1)、集電極電流取樣電阻(R2)以及待測半導體管(V)的集電極相串聯(lián)，程控電源(U1)的負極分別與電容器(C1)的負極以及待測半導體管(V)的發(fā)射極相連接。本實用新型結構簡單，電路發(fā)熱量小。
文檔編號H02M3/07GK201656769SQ20102015294
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權日2010年4月8日
發(fā)明者吳電, 岳廷發(fā) 申請人:上海新建儀器設備有限公司