专利名称：用于半导体特性图示仪的集电极电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种脉冲电源技术领域的装置，具体是一种输出电流大于 400安培的用于半导体特性图示仪的集电极电源。
背景技术：
大功率器件如大功率二极管、达林顿晶体管、晶闸管和可关断晶闸管(SCR和GT0) 电力晶体管(GTR)、静电感应晶体管(SIT)功率场效应管(VM0SFET)以及绝缘栅双极晶体管 (IGBT)等，这些器件被广泛用于电子装备中，如雷达发射和伺服系统、变频调速系统。雷达、 高功率激光、微波高能系统等离子体及大功率不间断直流电源、发射机及电子对抗系统，几 乎无例外地均采用了这类新器件。这些器件的测试多需要大电流半导体特性图示仪，测量 大功率半导体器件的各种特性曲线和静态参数。目前国内大功率半导体管特性图示仪研发 和生产的瓶颈在于大功率集电极电源。传统的集电极扫描取之于工频电源，靠电源变压器变换获得，在一般的情况下应 该说没有多大问题，仅体积大小而已。然而电流升到很大时就无法实现，如400A的集电极 电流以IOV来算其最大功率要达4000W。就不能用传统的方法实现，无论从仪器的体积、功 耗、整机重量、成本将带来很大问题。所以要摒弃工频电源变压器变换获得的方法，采用电容充放电来解决问题。运用 了能量储存和释放，即在非测试期间进行低速能量存储，在测量期间将储存的能量高速释 放，从而获得瞬间巨大的电流脉冲。以多化一点时间充电，少一点时间放电，这时能量就得 到了储存，这是时间与能量的转换。
实用新型内容本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于半导体特性图示仪的集 电极电源，放电时间只有250uS，减少了被测器件的发热现象，以创造出优越的测试环境。本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括电容器、程控电源、两 个充电控制开关、功耗限制电阻和集电极电流取样电阻，其中程控电源的正极与第一充电 控制开关的输入端相连接，第一充电控制开关的输出端分别与电容器的正极以及第二充电 控制开关的输入端相连接，第二充电控制开关的输出端依次与功耗限制电阻、集电极电流 取样电阻以及待测半导体管的集电极相串联，程控电源的负极分别与电容器的负极以及待 测半导体管的发射极相连接。当电容器充电满后测试开始，此时第一控制开关截止，第二控制开关受控制信号 激励而进入导通，电容器上积累的电荷经第二控制开关、功耗限制电阻、集电极电流取样电 阻串加在待测半导体管的回路中，由于测试时间仅250us，短时间内电容器释放出的电流能 达到很大的数值，成为了一个受控的大功率脉冲电源，当一次放电后，第二控制开关截止， 第一控制开关导通，电容器又重新充电，进入下一次放电准备。本单元可得的最大集电极电流可达400A，在6V时被测器件将承受2400W的功率，本单元中最大特点是测量是采用脉冲方式。运用了低占空比脉冲测试技术，这样即使在大 功率状态下，被测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选，又降 低了器件或仪器的功耗，使被测器件在大功率测试时受到保护，不致受损，也可使仪器变得 轻巧。
图1是本实用新型的电线路图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限 于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括电容器Cl、程控电源U1、两个充电控制开关V1、V2、功 耗限制电阻Rl和集电极电流取样电阻R2，其中程控电源Ul的正极与第一充电控制开关 Vl的输入端相连接，第一充电控制开关Vl的输出端分别与电容器Cl的正极以及第二充电 控制开关V2的输入端相连接，第二充电控制开关V2的输出端依次与功耗限制电阻R1、集电 极电流取样电阻R2以及待测半导体管V的集电极相串联，程控电源Ul的负极分别与电容 器Cl的负极以及待测半导体管V的发射极相连接。本实施例中，电容器Cl、程控电源U1、两个充 电控制开关VI、V2、功耗限制电阻Rl 和集电极电流取样电阻R2具体通过以下元器件得以实现所述的电容器Cl为储能电容器，具体两个并联的33000UF电容，其耐压> 80V ；所述的程控电源Ul为可程控的电容器充电电源，输出电压为DC 60V；所述的两个充电控制开关Vl、V2分别为功率MOS管型充电开关管和功率MOS管型 放电开关管，其器件电流> 400A ；所述的功耗限制电阻Rl为限止集电极电流的串联电阻，其阻值为0 10Ω ；所述的集电极电流取样电阻R2为集电极取样电阻，其阻值为0.01 Ω ；当Cl充电满以后，测试开始，此时Vl截止，V2受控制信号激励而进入导通，电容 Cl上积累的电荷经控制管V2、R1 (功耗限制电阻)、R2 (集电极电流取样电阻)串加在被测 半导体管回路中，由于测试时间很短，仅250us，短时间内电容Cl释放出的电流能达到很大 的数值，成为了一个受控的大功率脉冲电源，当一次放电后，V2截止，Vl导通，Cl又重新充 电，进入下一次放电准备。
权利要求一种用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征在于，包括电容器(C1)、程控电源(U1)、第一充电控制开关(V1)、第二充电控制开关(V2)、功耗限制电阻(R1)和集电极电流取样电阻(R2)，其中程控电源(U1)的正极与第一充电控制开关(V1)的输入端相连接，第一充电控制开关(V1)的输出端分别与电容器(C1)的正极以及第二充电控制开关(V2)的输入端相连接，第二充电控制开关(V2)的输出端依次与功耗限制电阻(R1)、集电极电流取样电阻(R2)以及待测半导体管(V)的集电极相串联，程控电源(U1)的负极分别与电容器(C1)的负极以及待测半导体管(V)的发射极相连接。
2.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的电 容器(Cl)为储能电容器。
3.根据权利要求2所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的电 容器(Cl)为两个并联的33000uF电容，其耐压> 80V ；
4.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的程 控电源(Ul)为可程控的电容器充电电源，输出电压为直流60V。
5.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的第 一充电控制开关(Vl)为功率MOS管型充电开关管。
6.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的第 二充电控制开关(V2)为功率MOS管型放电开关管。
7.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的功 耗限制电阻(Rl)为限止集电极电流的串联电阻，其阻值为0 10Ω。
8.根据权利要求1所述的用于半导体特性图示仪的集电极电源，其特征是，所述的集 电极电流取样电阻R2为集电极取样电阻，其阻值为0. 01 Ω。
专利摘要一种脉冲电源技术领域的用于半导体特性图示仪的集电极电源，包括电容器(C1)、程控电源(U1)、第一充电控制开关(V1)、第二充电控制开关(V2)、功耗限制电阻(R1)和集电极电流取样电阻(R2)，程控电源(U1)的正极与第一充电控制开关(V1)的输入端相连接，第一充电控制开关(V1)的输出端分别与电容器(C1)的正极以及第二充电控制开关(V2)的输入端相连接，第二充电控制开关(V2)的输出端依次与功耗限制电阻(R1)、集电极电流取样电阻(R2)以及待测半导体管(V)的集电极相串联，程控电源(U1)的负极分别与电容器(C1)的负极以及待测半导体管(V)的发射极相连接。本实用新型结构简单，电路发热量小。
文档编号H02M3/07GK201656769SQ20102015294
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者吴电, 岳廷发 申请人:上海新建仪器设备有限公司