晶體管特性圖示儀校準裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種校準裝置，尤其是一種晶體管特性圖示儀校準裝置，屬于晶體管特性圖示儀校準的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，常用的國產(chǎn)晶體管特性圖示儀受到國內(nèi)計量法規(guī)的約束，其在設(shè)計和生產(chǎn)過程中就考慮到了校準需求，通常留有專門用于校準儀器連接的校準插孔。隨著外資企業(yè)的進駐，技術(shù)新穎、性能優(yōu)良的晶體管特性圖示儀不斷出現(xiàn)，例如Tektronix公司生產(chǎn)的370A、370B、371、572、576型晶體管特性圖示儀;KDKUYO公司的SCT-5FR型晶體管特性圖示儀等。外資生產(chǎn)的晶體管特性圖示儀價格較高，沒有結(jié)構(gòu)圖，沒有原理線路圖，也沒有預(yù)留校準插孔，因此，無法用我國現(xiàn)在最權(quán)威的校準方法(中華人民共和國計量技術(shù)規(guī)范JJF1236-2010《半導(dǎo)體管特性圖示儀校準規(guī)范》)進行校準。
[0003]現(xiàn)行校準規(guī)范在校準Y軸集電極電流掃描因數(shù)、功耗限制電阻和X軸基極電壓掃描因數(shù)時，必須將外部校準電源引入晶體管特性圖示儀的測試點或打開機殼將校準電源連接在特定的電路點上，以進行檢測;但進行上述校準過程存在以下缺點:
I)、打開晶體管特性圖示儀的機殼進行校準時會對人身安全構(gòu)成威脅:tektronix公司的371型圖示儀掃描電壓能達到3000伏。打開晶體管特性圖示儀，在沒有電路圖的情況下要找到集電極電壓掃描端的集電極電流取樣電阻、功耗電阻并不容易，并且不同型號的圖示儀電路結(jié)構(gòu)也并不一樣。
[0004]2)、將標準直流電壓源或電流源加于晶體管特性圖示儀的集電極(或基極，或掃描箱)上，由于標準直流電壓源、標準直流電流源與晶體管特性圖示儀的電源特性，極可能導(dǎo)致晶體管特性圖示儀或校準直流電壓源、標準直流電流源的損壞;它們的電力可能擊毀被連接的設(shè)備，或由于電源的外部連接短路、或有負電源而使電源本身損壞。
[0005]此外，晶體管特性圖示儀內(nèi)的集電極掃描電源是不能完全關(guān)斷的，只能調(diào)到最小，有時最小電壓竟也高達幾十伏，另外有些型號的晶體管特性圖示儀內(nèi)的集電極掃描電源根本就不能手動調(diào)節(jié)。在有的晶體管特性圖示儀中，功耗限制電阻是經(jīng)過接觸器進行間接連接的，所以在進行校準時，電源開關(guān)還不能關(guān)閉，這就對測量功耗電阻帶來了風險，因為一旦集電極掃描電源有殘余將會擊毀數(shù)字式多用表的電阻檔。
[0006]因此，用常用的方法無法完成這種晶體管特性圖示儀的校準，亟需研究一種新的測量方法來對此類儀器進行校準。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種晶體管特性圖示儀校準裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，能實現(xiàn)對現(xiàn)有無校準插孔晶體管特性圖示儀的有效校準，使用方便，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
[0008]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述晶體管特性圖示儀校準裝置，包括用于對晶體管特性圖示儀進行集電極電流掃描因數(shù)校準、功耗限制電阻校準的恒流電子負載電路以及用于對晶體管特性圖示儀進行基極電壓掃描因數(shù)校準的恒壓電子負載電路，所述恒流電子負載電路、恒壓電子負載電路均與校準選擇控制電路連接，所述校準選擇控制電路的輸入端與校準選擇電路連接，恒流電子負載電路、恒壓電子負載電路能通過校準連接電路與待校準的晶體管特性圖示儀連接；
所述校準選擇電路能向校準選擇控制電路輸入對待校準晶體管特性圖示儀的校準類型，校準選擇控制電路能選擇并啟動與校準類型相匹配的恒流電子負載電路或恒壓電子負載電路，以利用啟動的恒流電子負載電路或恒壓電子負載電路對晶體管特性圖示儀進行所需的校準。
[0009]所述恒流電子負載電路、恒壓電子負載電路與校準連接電路匹配形成的連接端包括校準電壓連接端Uin、參考電壓連接端Uref以及校準接地端；
所述恒流電子負載電路包括運算放大器U1、功率管Ml以及可變電阻R5，所述運算放大器Ul的同相端與參考電壓連接端Uref連接，運算放大器Ul的反相端與功率管Ml的源極端連接，運算放大器Ul的輸出端與功率管Ml的柵極端連接，所述功率管Ml的漏極端與校準電壓連接端Uin連接，功率管Ml的源極端還通過可變電阻R5接地；
在利用恒流電子負載電路對待校準的晶體管特性圖示儀校準時，所述校準電壓連接端Uin與晶體管特性圖示儀的集電極連接端連接，所述晶體管特性圖示儀的發(fā)射極連接端與校準接地端連接。
[0010]所述恒壓電子負載電路包括運算放大器U2以及功率管M2，所述運算放大器U2的反相端與滑動變阻器R4的可動端連接，滑動變阻器R4的一端與電阻R2的一端、電阻R3的一端、運算放大器U2的同相端以及負載電壓連接，電阻R3的另一端接地，電阻R2的另一端與功率管M2的漏極端連接，運算放大器U2的輸出端與功率管M2的柵極端連接，功率管M2的漏極端還與校準電壓連接端Uin連接，功率管M2的源極端接地。
[0011]所述恒流電子負載電路的恒流范圍為0.1mA?20A，參考電壓連接端Uref上加載的電壓為0.1V?IV。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點:利用恒流電子負載電路能實現(xiàn)對晶體管特性圖示儀進行集電極電流掃描因數(shù)、功耗限制電阻進行有效校準，通過恒壓電子負載電路能實現(xiàn)對晶體管特性圖示儀進行基極電壓掃描因數(shù)的校準，從而能實現(xiàn)對現(xiàn)有無校準插孔晶體管特性圖示儀的有效校準，使用操作便捷，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2為本發(fā)明恒流電子負載電路與晶體管特性圖示儀的電路原理圖。
[0015]圖3為本發(fā)明恒壓電子負載電路與晶體管特性圖示儀的電路原理圖。
[0016]圖4為本發(fā)明進行集電極電流掃描因數(shù)校準的原理圖。
[0017]圖5為本發(fā)明對基極電壓掃描因數(shù)校準的原理圖。
[0018]圖6為本發(fā)明對功耗限制電路進行校準的原理圖。
[0019]附圖標記說明:1-校準裝置、2-校準選擇控制電路、3-校準選擇電路、4-恒流電子負載電路、5-恒壓電子負載電路、6-校準連接電路以及7-晶體管特性圖示儀。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0021]如圖1所示:為了能實現(xiàn)對現(xiàn)有無校準插孔晶體管特性圖示儀7的有效校準，提高校準的便捷性以及適應(yīng)范圍，本發(fā)明包括用于對晶體管特性圖示儀7進行集電極電流掃描因數(shù)校準、功耗限制電阻校準的恒流電子負載電路4以及用于對晶體管特性圖示儀7進行基極電壓掃描因數(shù)校準的恒壓電子負載電路5，所述恒流電子負載電路4、恒壓電子負載電路5均與校準選擇控制電路2，所述校準選擇控制電路2的輸入端與校準選擇電路3連接，恒流電子負載電路4、恒壓電子負載電路5能通過校準連接電路6與待校準的晶體管特性圖示儀7連接；
所述校準選擇電路3能向校準選擇控制電路2輸入對待校準晶體管特性圖示儀7的校準類型，校準選擇控制電路2能選擇并啟動與校準類型相匹配的恒流電子負載電路4或恒壓電子負載電路5，以利用啟動的恒流電子負載電路4或恒壓電子負載電路5對晶體管特性圖示儀7進行所需的校準。
[0022]具體地，晶體管特性圖示儀7上無校準插孔，晶體管特性圖示儀7具有集電極連接端C、發(fā)射極連接端E以及基極連接端B。校準選擇控制電路2、校準選擇電路3、恒流電子負載電路4、恒壓電子負載電路5以及校準連接電路6能夠形成本發(fā)明的校準裝置I。校準選擇電路3可以采用鍵盤、觸摸屏等形式，校準選擇電路3向校準選擇控制電路2輸入的校準類型為集電極電流掃描因數(shù)校準、功耗限制電阻校準以及基極電壓掃描因數(shù)校準。校準選擇控制電路2可以采用現(xiàn)有常用的微處理芯片或邏輯電路等形式，當校準選擇控制電路2確定校準類型為集電極電流掃描因數(shù)校準或功耗限制電阻校準時，校準選擇控制電路2選擇并啟動恒流電子負載電路4;而當校準選擇控制電路2確定校準類型為基極電壓掃描因數(shù)校準時，則校準選擇控制電路2選擇并啟動恒壓電子負載電路5。恒流電子負載電路4、恒壓電子負載電路5通過校準連接電路6與待校準的晶體管特性圖示儀7進行連接。在對晶體管特性圖示儀7進行集電極電流掃描因數(shù)校準或功耗限制電阻校準時，恒流電子負載電路4能作為晶體管特性圖示儀7的恒流電子負載，且恒流電子負載電路4的恒定電流可以根據(jù)校準需要進行設(shè)定與調(diào)整;在對晶體管特性圖示儀7進行基極電壓掃描因數(shù)校準時，恒壓電子負載電路5能作為晶體管特性圖示儀7的恒壓電子負載，且恒壓電子負載電路5的恒定電壓可以根據(jù)校準需要進行設(shè)定與調(diào)整，從而可以實現(xiàn)對晶體管特性圖示儀7的有效校準。
[0023]如圖2所示，所述恒流電子負載電路4、恒壓電子負載電路5與校準連接電路6匹配形成的連接端包括校準電壓連接端Uin、參考電壓連接端Uref以及校準接地端；
所述恒流電子負載電路4包括運算放大器U1、功率管Ml以及可變電阻R5，所述運算放大器Ul的同相端與參考電壓連接端Uref連接，運算放大器Ul的反相端與功率管Ml的源極端連接，運算放大器Ul的輸出端與功率管Ml的柵極端連接，所述功率管Ml的漏極端與校準電壓連接端Uin連接，功率管Ml的源極端還通過可變電阻R5接地；
在利用恒流電子負載電路4對待校準的晶體管特性圖示儀7校準時，所述校準電壓連接端Uin與晶體管特性圖示儀7的集電極連接端C連接，所述晶體管特性圖示儀7的發(fā)射極連接端E與校準接地端連接。
[0024]本發(fā)明實施例中，運算放大器Ul的電源正端與+12V電壓連接，運算放大器Ul的電壓負端接地。一般地，恒流電子負載電路4能提供的恒流范圍為0.1mA?20A，參考電壓連接端Uref加載參考電壓Uref的范圍為0.1V?IV，則可變電阻R5的范圍是0.05 Ω?IkQ，具體實施時，可變電阻R5的阻值范圍可以分五檔，分別為:IkQ?0.1kQ?0.0lkQ?1