數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于測試儀器【技術領域】，本發(fā)明的數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)，包括集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元、偏置電壓/電流產生單元、FPGA可編程邏輯控制單元、嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)、電源電路單元，F(xiàn)PGA可編程邏輯控制單元分別與集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元、偏置電壓/電流產生單元、嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)、電源電路單元電連接，集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元分別連接被測器件。實現(xiàn)數(shù)字式測試儀器，克服模擬儀器的弊端，使儀器性能大幅度提升、大大提高工作效率。
【專利說明】數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于測試儀器【技術領域】，尤其涉及一種新型數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)技術。
【背景技術】
[0002]當前的半導體管特性圖示儀采用模擬技術，通過模擬電路產生集電極電壓源，階梯電壓/電流源:其缺點是電路復雜，精度低，穩(wěn)定度差，效率低。如想克服如上缺點模擬技術很難達到。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的技術效果能夠克服上述缺陷，提供一種數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)，其使儀器性能大幅度提升、大大提高工作效率。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:其包括集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元、偏置電壓/電流產生單元、FPGA可編程邏輯控制單元、嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)、電源電路單元，F(xiàn)PGA可編程邏輯控制單元分別與集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元、偏置電壓/電流產生單元、嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)、電源電路單元電連接，集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元分別連接被測器件。
[0005]集電極/漏極電源發(fā)生單元對被測器件提供集電極或漏極電源，系統(tǒng)設置兩個集電極/漏極電源發(fā)生器:一個是50W高壓集電極/漏極電源發(fā)生器，另一個是峰值功率2kW低壓集電極/漏極電源發(fā)生器；其中，50W高壓集電極/漏極電源發(fā)生器由高性能FPGA合成正弦平方波形信號，經變壓器升壓供給被測件；峰值功率2kW的低壓集電極電源仍由高性能FPGA合成三角波信號，由能量存儲功能的功率驅動電路給被測件提供大電流脈沖。
[0006]基極/柵極電流電壓及偏置電壓/電流發(fā)生單元是對被測件提供基極電流或柵極電壓，具有能量存儲電路；偏置電壓/電流產生單元對場效應管產生偏置電壓，對雙極性管產生偏置電流。
[0007]電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元包括電壓取樣電路、電流取樣電路、轉換電路、電壓A/D模塊、電流A/D模塊、存儲器，同步測量集電極電壓與集電極電流，并將測量結果分別寫入電壓和電流的相應存儲器地址單元。
[0008]FPGA可編程邏輯控制單元為集電極/漏極電源發(fā)生單元，基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、偏置電壓/電流產生單元、電壓和電流數(shù)據(jù)采集單元提供邏輯控制時序，為各單元提供可編程的邏輯控制，F(xiàn)PGA可編程邏輯控制單元包括占空比可編程的時序信號發(fā)生器，用于基極階梯信號生成的可預置數(shù)計數(shù)器，用于集電極信號生成的可預置數(shù)加減計數(shù)器，以及用于存儲高精度A/D轉換結果的FIFO存儲器。
[0009]嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)由控制面板、顯示器、RS232、USB接口組成嵌入式計算機系統(tǒng)，由此來完成系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集與處理、參數(shù)測量、曲線圖形顯示、存儲、調出、按鍵處理和程控通信工作，控制面板為系統(tǒng)提供人機交互的平臺，根據(jù)面板操作，實現(xiàn)放大器增益的選擇、集電極功耗電阻選擇、采樣電阻選擇功能。
[0010]一種新型數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)技術，其采用Windows嵌入式操作系統(tǒng)作為程序的運行平臺，開發(fā)環(huán)境為VisualC++, Windows,通過Windows豐富的圖形顯示能力及外圍接口，可以開發(fā)出具有良好的人機交互性能的圖形用戶界面。Windows.NET提供流接口驅動程序和本機設備驅動程序模型。
[0011]采用WinDriver開發(fā)工具開發(fā)PCI總線接口設備的驅動程序,結合高性能FPGA可編程邏輯控制為各單元提供可編程的邏輯控制，包括占空比可編程的時序信號發(fā)生器，用于基極階梯信號生成的可預置數(shù)計數(shù)器，用于集電極信號生成的可預置數(shù)加減計數(shù)器，以及用于存儲的高精度A/D轉換結果的FIFO存儲器，實現(xiàn)數(shù)字式測試儀器，克服模擬儀器的弊端，使儀器性能大幅度提升、大大提聞工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結構框圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的集電極/漏極電源原理框圖；
[0014]圖3為發(fā)生單元電路原理圖；
[0015]圖4為電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本發(fā)明的數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)，包括集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元、偏置電壓/電流產生單元、FPGA可編程邏輯控制單元、嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)、電源電路單元，F(xiàn)PGA可編程邏輯控制單元分別與集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元、偏置電壓/電流產生單元、嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)、電源電路單元電連接，集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元分別連接被測器件。
[0017]集電極/漏極電源發(fā)生單元是對被測件提供集電極/漏極電源，是非常關鍵的功率部件。系統(tǒng)設置兩個集電極/漏極電源發(fā)生器:一個是50W高壓(3kVpp)集電極/漏極電源發(fā)生器，另一個是峰值功率2kW低壓(IOVpp)集電極/漏極電源發(fā)生器。50W高壓集電極/漏極電源發(fā)生器由高性能FPGA合成正弦平方波形信號，經變壓器升壓供給被測件。峰值功率2kW的低壓集電極電源仍由高性能FPGA合成三角波信號，由能量存儲功能的功率驅動電路給被測件提供大電流脈沖。集電極/漏極電源原理框圖如圖2所示。
[0018]基極/柵極電流電壓及偏置電壓/電流發(fā)生單元是對被測件提供基極電流或柵極電壓，同樣具有能量存儲電路；偏置電壓/電流產生單元對場效應管產生偏置電壓，對雙極性管產生偏置電流。發(fā)生單元電路原理圖如圖3所示。
[0019]電壓、電流數(shù)據(jù)采集存儲單元如圖4所示。主要由取樣電路、轉換電路、電壓A/D、電流A/D、RAM等電路組成，同步測量集電極電壓與集電極電流，并將測量結果分別寫入電壓RAM和電流RAM的相應地址單元。[0020]高性能FPGA可編程邏輯控制單元為集電極/漏極電源發(fā)生單元，基極/柵極電流電壓發(fā)生單元，偏置電壓/電流產生單元，電壓和電流數(shù)據(jù)采集單元等單元提供邏輯控制時序，為各單元提供可編程的邏輯控制，包括占空比可編程的時序信號發(fā)生器，用于基極階梯信號生成的可預置數(shù)計數(shù)器，用于集電極信號生成的可預置數(shù)加減計數(shù)器，以及用于存儲高精度A/D轉換結果的FIFO存儲器。
[0021]嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)由控制面板、顯示器、RS232、USB接口組成嵌入式計算機系統(tǒng)，由此來完成系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集與處理、參數(shù)測量、曲線圖形顯示、存儲、調出、按鍵處理和程控通信工作，控制面板為系統(tǒng)提供人機交互的平臺，根據(jù)面板操作，實現(xiàn)放大器增益的選擇、集電極功耗電阻選擇、采樣電阻選擇功能。
【權利要求】
1.一種數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)，其特征在于，包括集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元、偏置電壓/電流產生單元、FPGA可編程邏輯控制單元、嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)、電源電路單元，F(xiàn)PGA可編程邏輯控制單元分別與集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元、偏置電壓/電流產生單元、嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)、電源電路單元電連接，集電極/漏極電源發(fā)生單元、基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元分別連接被測器件。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)，其特征在于，集電極/漏極電源發(fā)生單元對被測器件提供集電極或漏極電源，系統(tǒng)設置兩個集電極/漏極電源發(fā)生器:一個是50W高壓集電極/漏極電源發(fā)生器，另一個是峰值功率2kW低壓集電極/漏極電源發(fā)生器；其中，50W高壓集電極/漏極電源發(fā)生器由高性能FPGA合成正弦平方波形信號，經變壓器升壓供給被測件；峰值功率2kW的低壓集電極電源仍由高性能FPGA合成三角波信號，由能量存儲功能的功率驅動電路給被測件提供大電流脈沖。
3.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)，其特征在于，基極/柵極電流電壓及偏置電壓/電流發(fā)生單元是對被測件提供基極電流或柵極電壓，具有能量存儲電路；偏置電壓/電流產生單元對場效應管產生偏置電壓，對雙極性管產生偏置電流。
4.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)，其特征在于，電壓/電流數(shù)據(jù)采集存儲單元包括電壓取樣電路、電流取樣電路、轉換電路、電壓A/D模塊、電流A/D模塊、存儲器，同步測量集電極電壓與集電極電流，并將測量結果分別寫入電壓和電流的相應存儲器地址單元。
5.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)，其特征在于，F(xiàn)PGA可編程邏輯控制單元為集電極/漏極電源發(fā)生單元，基極/柵極電流電壓發(fā)生單元、偏置電壓/電流產生單元、電壓和電流數(shù)據(jù)采集單元提供邏輯控制時序，為各單元提供可編程的邏輯控制，F(xiàn)PGA可編程邏輯控制單元包括占空比可編程的時序信號發(fā)生器，用于基極階梯信號生成的可預置數(shù)計數(shù)器，用于集電極信號生成的可預置數(shù)加減計數(shù)器，以及用于存儲高精度A/D轉換結果的FIFO存儲器。
6.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字式存儲半導體管特性圖示儀測試系統(tǒng)，其特征在于，嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)由控制面板、顯示器、RS232、USB接口組成嵌入式計算機系統(tǒng)，由此來完成系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集與處理、參數(shù)測量、曲線圖形顯示、存儲、調出、按鍵處理和程控通信工作，控制面板為系統(tǒng)提供人機交互的平臺，根據(jù)面板操作，實現(xiàn)放大器增益的選擇、集電極功耗電阻選擇、采樣電阻選擇功能。
【文檔編號】G01R31/26GK103592589SQ201310528350
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權日:2013年10月30日
【發(fā)明者】馮錦法, 竇俊 申請人:江蘇綠揚電子儀器集團有限公司