一种半导体三极管放大倍数脉冲测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体测试领域，具体涉及一种三极管放大倍数的脉冲测试方法。
【背景技术】
[0002] 在对半导体三极管进行参数测试时，需要首先使被测试器件满足参数测试规定的 测试条件（即进入规定的工作点），同时也要满足规定的测试环境温度，这样所测的数据才 有实际的意义。但是除了测试条件和环境温度会影响参数的测试外，被测器件在测试条件 下消耗的功率会对器件的芯片造成附加的温升。附加温升的大小取决于被测器件在规定测 试条件下的耗散功率、该功率维持的时间及被测器件的热阻等几方面因素。耗散功率越大、 测试时间越长、器件的热阻越大，所造成的芯片附加温升越大。
[0003] 由于芯片温升曲线的起始段较为陡直，升温速率较快，其附加温升造成的测试数 据误差常常比人们想象的严重得多，因为在很多情况下芯片的附加温升不是几度，而是十 几度甚至几十度。这时测试环境温度（尤其是低温测试）失去了实际的意义。
[0004] 为了减小附加温升的影响，唯一办法是缩短测试时间。因为参数的测试条件是标 准规定的，无法通过改变测试条件来降低器件的功耗，器件的热阻也是客观存在的，只有将 测试时间缩短到使芯片附加温升可以忽略不计，这样被测器件的芯片温度才接近规定的测 试环境温度。
[0005] 为此，有关标准规定了脉冲测试的要求和推荐条件。
[0006] 美军标准MIL-STD-750C半导体器件试验方法4. 3. 2. 1规定： 当在脉冲条件下测量静态及动态参数时，为了避免在测量时由于器件发热引起测量误 差，在详细规范中应规定下列条款： 在测试规定中注明"脉冲测试"，除非另有规定，脉冲时间为250-350微秒，占空比最大 为 2%。， 国军标GJB128-86半导体分立器件试验方法3. 3. 2. 1规定： 为了避免测量时器件发热引起测试误差，要在"脉冲"条件下测试静态和动态参数时， 应在详细规范中注明： 测试中规定应注明"脉冲测试"，除非另有规定，脉冲宽度应为250-350yS，占空比为 1%-2%〇
[0007] 对于半导体三极管的放大倍数测试，目前现有技术主要有软件调控法和硬件闭环 法，使用软件调控存在如下缺陷：（1)整个软件控制过程时间很长，不可能在350yS的时间 内稳定测试条件并读取数据，通常需要几毫秒、几十毫秒甚至更长的时间，所以不符合有关 标准的规定。（2)由于功耗加载在三极管上的时间过长，三极管承受较大的耗散功率造成器 件芯片升温，也同样影响了测试的精确度。使用硬件闭环法存在如下缺陷：（1)硬件闭环方 法通常由多级放大器与被测器件共同构成闭环反馈系统，非常容易产生寄生振荡。（2)此方 法一般需要用到精密测量单元和高精度运算放大器，硬件成本过高。
【发明内容】
[0008] 为了克服上述测试方法的不足，本发明提供了一种半导体三极管放大倍数脉冲测 试方法，本发明能够在相关规定的时间内完成脉冲测试，极大的减少了管芯升温，并且本方 法不是硬件闭环测试方法，将不易产生寄生振荡，在技术上容易实现，成本低。
[0009] 根据本发明所述的用于测试半导体三极管的放大倍数的测试方法，如图1所示， 包括以下几个步骤： 步骤一、设立初始的恒压源电压； 步骤二、设立初始基极电流脉冲； 步骤三、对恒压源进行补偿； 步骤四、对基极电流进行补偿； 步骤五、判断静态工作点的准确性； 步骤六、设立正确静态工作点的恒压源电压； 步骤七、设立正确静态工作点的标准基极脉冲； 步骤八、对恒压源进行细微补偿； 步骤九、对基极电流进行细微补偿； 步骤十、计算放大倍数平均值。
[0010] 与现有方法相比，本发明的优势在于： 1、针对于现有软件调控技术中控制时间过长、器件升温的缺陷，本发明所述的测试方 法步骤，可以在国军标、美军标规定的脉冲时间内完成对半导体三极管的放大倍数的测量， 效率更高，由此引起的器件升温可以忽略不计。
[0011] 2、针对于现有硬件闭环法中容易产生寄生振荡、成本过高的缺陷，本发明所述的 半导体三极管放大倍数脉冲测试方法，其实质上是开环控制，在技术上容易实现，并且不 同于由多级放大器与被测器件组成的闭环反馈系统的硬件闭环方法，将不容易产生寄生振 荡，设备成本也大大降低。
[0012] 3、由于设计的需要，在恒压源之后必定会经过各种继电器、电阻等元器件造成 线路电阻I.的存在，如图2所示。这会使得在此线路通电时，||和之间存在一个压降， 又由于脉冲测试规定的脉冲时间太短，给定的恒压源实际上无法进行反馈补偿。这个压 降会使测试条件距离厂家规定的(即所述三极管所需要的实际集电极-发射极电压） 产生较大的偏差，进而影响&数据的精度。本发明所述的测试方法使用III控制:Mi设 置补偿恒压源与I之间的反馈，克服了线路电阻压降的影响，使ill的值达到测试要 求。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明的流程图。
[0014] 图2是根据本发明所述测试方法的原理图。
[0015] 图3是根据本发明所述测试方法其【具体实施方式】的流程图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合【具体实施方式】对本发明所述的测试方法进行详细描述。
[0017] 结合图2本发明所述测试方法的原理图，原理图中CPm空制AD/DA转换器来对 电路设置电流和电压以及读取相应的电流和电压。为恒压源，用来设置被测管|的集电 极-发射极电压1||。为恒流源，用来设置基极电流。电压表:_用来读取被测三极管| 的集电极一发射极电压电流表用来读取基极电流B。电流表42用来读取集电极 电流夂电阻I?为电压源到被测管#上的线路电阻。
[0018] 本发明最佳的测试方法是这样实现的，如图3所示： 第一阶段：获取正确的静态工作点(第一阶段获取的参数统一用下标1表示，脉冲的次 数用上标表示）； 步骤一、设立初始的恒压源电压： CPU控制DAC设置集电极电压源& =. (Igp为用户测试相应的三极管所需要 的实际集电极-发射极电压)。
[0019] 步骤二、设立初始基极电流脉冲： 1) CPU控制1麵：设置一个基极电流源脉冲，此的脉冲宽度能使集电极电流上升 并稳定即可，用来探测被测管的大致放大倍数； 2) 由于在给定集电极电流脉冲后，对于不同类型的三极管而言，集电极电流的上 升时间不尽相同，在此，由lilt判断是否已经上升至稳定状态，并且脉冲宽度不宜过长， 更短的脉冲宽度将有利于更高效地完成测试； 3) 在脉冲期间lii通过ADC改取第一次脉冲获得的__ _。
[0020] 步骤三、对恒压源进行补偿： 控制DAC设置补偿后的恒压源__杏:__齡:_:-)_@%_議_(:1 为探测脉冲的个数)，即恒压源的设置充分考虑线路电阻I所起到的分压影响，从而使得三 极管的集电极-发射极电压逐渐逼近真实的集电极-发射极电压V&f，克服了线路电阻没 对测试精度的影响。
[0021] 步骤四、对基极电流进行补偿： 1) gpu控制iSi设置一个基极电流脉冲_§_1|_。||§，其中1_为所述三极 'Ci