晶体管特性图示仪校准装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种校准装置，尤其是一种晶体管特性图示仪校准装置，属于晶体管特性图示仪校准的技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，常用的国产晶体管特性图示仪受到国内计量法规的约束，其在设计和生产过程中就考虑到了校准需求，通常留有专门用于校准仪器连接的校准插孔。随着外资企业的进驻，技术新颖、性能优良的晶体管特性图示仪不断出现，例如Tektronix公司生产的370A、370B、371、572、576型晶体管特性图示仪;KDKUYO公司的SCT-5FR型晶体管特性图示仪等。外资生产的晶体管特性图示仪价格较高，没有结构图，没有原理线路图，也没有预留校准插孔，因此，无法用我国现在最权威的校准方法(中华人民共和国计量技术规范JJF1236-2010《半导体管特性图示仪校准规范》)进行校准。
[0003]现行校准规范在校准Y轴集电极电流扫描因数、功耗限制电阻和X轴基极电压扫描因数时，必须将外部校准电源引入晶体管特性图示仪的测试点或打开机壳将校准电源连接在特定的电路点上，以进行检测;但进行上述校准过程存在以下缺点:
I)、打开晶体管特性图示仪的机壳进行校准时会对人身安全构成威胁:tektronix公司的371型图示仪扫描电压能达到3000伏。打开晶体管特性图示仪，在没有电路图的情况下要找到集电极电压扫描端的集电极电流取样电阻、功耗电阻并不容易，并且不同型号的图示仪电路结构也并不一样。
[0004]2)、将标准直流电压源或电流源加于晶体管特性图示仪的集电极(或基极，或扫描箱)上，由于标准直流电压源、标准直流电流源与晶体管特性图示仪的电源特性，极可能导致晶体管特性图示仪或校准直流电压源、标准直流电流源的损坏;它们的电力可能击毁被连接的设备，或由于电源的外部连接短路、或有负电源而使电源本身损坏。
[0005]此外，晶体管特性图示仪内的集电极扫描电源是不能完全关断的，只能调到最小，有时最小电压竟也高达几十伏，另外有些型号的晶体管特性图示仪内的集电极扫描电源根本就不能手动调节。在有的晶体管特性图示仪中，功耗限制电阻是经过接触器进行间接连接的，所以在进行校准时，电源开关还不能关闭，这就对测量功耗电阻带来了风险，因为一旦集电极扫描电源有残余将会击毁数字式多用表的电阻档。
[0006]因此，用常用的方法无法完成这种晶体管特性图示仪的校准，亟需研究一种新的测量方法来对此类仪器进行校准。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种晶体管特性图示仪校准装置，其结构紧凑，能实现对现有无校准插孔晶体管特性图示仪的有效校准，使用方便，适应范围广，安全可靠。
[0008]按照本发明提供的技术方案，所述晶体管特性图示仪校准装置，包括用于对晶体管特性图示仪进行集电极电流扫描因数校准、功耗限制电阻校准的恒流电子负载电路以及用于对晶体管特性图示仪进行基极电压扫描因数校准的恒压电子负载电路，所述恒流电子负载电路、恒压电子负载电路均与校准选择控制电路连接，所述校准选择控制电路的输入端与校准选择电路连接，恒流电子负载电路、恒压电子负载电路能通过校准连接电路与待校准的晶体管特性图示仪连接；
所述校准选择电路能向校准选择控制电路输入对待校准晶体管特性图示仪的校准类型，校准选择控制电路能选择并启动与校准类型相匹配的恒流电子负载电路或恒压电子负载电路，以利用启动的恒流电子负载电路或恒压电子负载电路对晶体管特性图示仪进行所需的校准。
[0009]所述恒流电子负载电路、恒压电子负载电路与校准连接电路匹配形成的连接端包括校准电压连接端Uin、参考电压连接端Uref以及校准接地端；
所述恒流电子负载电路包括运算放大器U1、功率管Ml以及可变电阻R5，所述运算放大器Ul的同相端与参考电压连接端Uref连接，运算放大器Ul的反相端与功率管Ml的源极端连接，运算放大器Ul的输出端与功率管Ml的栅极端连接，所述功率管Ml的漏极端与校准电压连接端Uin连接，功率管Ml的源极端还通过可变电阻R5接地；
在利用恒流电子负载电路对待校准的晶体管特性图示仪校准时，所述校准电压连接端Uin与晶体管特性图示仪的集电极连接端连接，所述晶体管特性图示仪的发射极连接端与校准接地端连接。
[0010]所述恒压电子负载电路包括运算放大器U2以及功率管M2，所述运算放大器U2的反相端与滑动变阻器R4的可动端连接，滑动变阻器R4的一端与电阻R2的一端、电阻R3的一端、运算放大器U2的同相端以及负载电压连接，电阻R3的另一端接地，电阻R2的另一端与功率管M2的漏极端连接，运算放大器U2的输出端与功率管M2的栅极端连接，功率管M2的漏极端还与校准电压连接端Uin连接，功率管M2的源极端接地。
[0011]所述恒流电子负载电路的恒流范围为0.1mA?20A，参考电压连接端Uref上加载的电压为0.1V?IV。
[0012]本发明的优点:利用恒流电子负载电路能实现对晶体管特性图示仪进行集电极电流扫描因数、功耗限制电阻进行有效校准，通过恒压电子负载电路能实现对晶体管特性图示仪进行基极电压扫描因数的校准，从而能实现对现有无校准插孔晶体管特性图示仪的有效校准，使用操作便捷，适应范围广，安全可靠。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构框图。
[0014]图2为本发明恒流电子负载电路与晶体管特性图示仪的电路原理图。
[0015]图3为本发明恒压电子负载电路与晶体管特性图示仪的电路原理图。
[0016]图4为本发明进行集电极电流扫描因数校准的原理图。
[0017]图5为本发明对基极电压扫描因数校准的原理图。
[0018]图6为本发明对功耗限制电路进行校准的原理图。
[0019]附图标记说明:1-校准装置、2-校准选择控制电路、3-校准选择电路、4-恒流电子负载电路、5-恒压电子负载电路、6-校准连接电路以及7-晶体管特性图示仪。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0021]如图1所示:为了能实现对现有无校准插孔晶体管特性图示仪7的有效校准，提高校准的便捷性以及适应范围，本发明包括用于对晶体管特性图示仪7进行集电极电流扫描因数校准、功耗限制电阻校准的恒流电子负载电路4以及用于对晶体管特性图示仪7进行基极电压扫描因数校准的恒压电子负载电路5，所述恒流电子负载电路4、恒压电子负载电路5均与校准选择控制电路2，所述校准选择控制电路2的输入端与校准选择电路3连接，恒流电子负载电路4、恒压电子负载电路5能通过校准连接电路6与待校准的晶体管特性图示仪7连接；
所述校准选择电路3能向校准选择控制电路2输入对待校准晶体管特性图示仪7的校准类型，校准选择控制电路2能选择并启动与校准类型相匹配的恒流电子负载电路4或恒压电子负载电路5，以利用启动的恒流电子负载电路4或恒压电子负载电路5对晶体管特性图示仪7进行所需的校准。
[0022]具体地，晶体管特性图示仪7上无校准插孔，晶体管特性图示仪7具有集电极连接端C、发射极连接端E以及基极连接端B。校准选择控制电路2、校准选择电路3、恒流电子负载电路4、恒压电子负载电路5以及校准连接电路6能够形成本发明的校准装置I。校准选择电路3可以采用键盘、触摸屏等形式，校准选择电路3向校准选择控制电路2输入的校准类型为集电极电流扫描因数校准、功耗限制电阻校准以及基极电压扫描因数校准。校准选择控制电路2可以采用现有常用的微处理芯片或逻辑电路等形式，当校准选择控制电路2确定校准类型为集电极电流扫描因数校准或功耗限制电阻校准时，校准选择控制电路2选择并启动恒流电子负载电路4;而当校准选择控制电路2确定校准类型为基极电压扫描因数校准时，则校准选择控制电路2选择并启动恒压电子负载电路5。恒流电子负载电路4、恒压电子负载电路5通过校准连接电路6与待校准的晶体管特性图示仪7进行连接。在对晶体管特性图示仪7进行集电极电流扫描因数校准或功耗限制电阻校准时，恒流电子负载电路4能作为晶体管特性图示仪7的恒流电子负载，且恒流电子负载电路4的恒定电流可以根据校准需要进行设定与调整;在对晶体管特性图示仪7进行基极电压扫描因数校准时，恒压电子负载电路5能作为晶体管特性图示仪7的恒压电子负载，且恒压电子负载电路5的恒定电压可以根据校准需要进行设定与调整，从而可以实现对晶体管特性图示仪7的有效校准。
[0023]如图2所示，所述恒流电子负载电路4、恒压电子负载电路5与校准连接电路6匹配形成的连接端包括校准电压连接端Uin、参考电压连接端Uref以及校准接地端；
所述恒流电子负载电路4包括运算放大器U1、功率管Ml以及可变电阻R5，所述运算放大器Ul的同相端与参考电压连接端Uref连接，运算放大器Ul的反相端与功率管Ml的源极端连接，运算放大器Ul的输出端与功率管Ml的栅极端连接，所述功率管Ml的漏极端与校准电压连接端Uin连接，功率管Ml的源极端还通过可变电阻R5接地；
在利用恒流电子负载电路4对待校准的晶体管特性图示仪7校准时，所述校准电压连接端Uin与晶体管特性图示仪7的集电极连接端C连接，所述晶体管特性图示仪7的发射极连接端E与校准接地端连接。
[0024]本发明实施例中，运算放大器Ul的电源正端与+12V电压连接，运算放大器Ul的电压负端接地。一般地，恒流电子负载电路4能提供的恒流范围为0.1mA?20A，参考电压连接端Uref加载参考电压Uref的范围为0.1V?IV，则可变电阻R5的范围是0.05 Ω?IkQ，具体实施时，可变电阻R5的阻值范围可以分五档，分别为:IkQ?0.1kQ?0.0lkQ?1