专利名称：硅晶体管自动/手动两用测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种电子测试仪器，用于中小规模硅晶体管的检测。
目前金属壳封装的NPN和PNP晶体管的自动测试是一个难题，国内尚末有此类实用仪器，大多数厂家仍用手动测试及图示仪检测。这对于一个年产几百万到千万支的晶体管元件生产厂家或年用量铁壳管及塑封管达几十万支晶体管的整机厂家来说，检测环节的负担重，用设备多，内耗大。某无线电仪器厂生产数控型的数字式晶体管综合参数测试仪，可测中小规模的晶体管测试范围集电极电流最大为110mA，击穿电压最大量程为100V，最小漏电量程为1mA，外形尺寸600×550×288mm，重40Kg，但整机电路复杂易振，调试不易，维修不便，测试速度慢，不能自动判档，不能测电压或大电流的中规模硅管。
本实用新型的目的在于减少晶体管测试和复检环节的内耗，降低成本，提高工作效率与经济效益。据估算，使用本仪器可以降低劳动强度1－2倍，提高劳动生产率3倍以上，节省手动晶体管测试设备台数1／2－2／3以上，还可以借助统计数进行工作考核和质量管理。大大降低了这个环节所带来的内耗，所有的晶体管生产厂家及用晶体管多的整机厂家都可以使用(例收音机收录机电视机通信整机生产厂家等)。
本实用新型硅晶体管手动／自动两用测试仪是常见的电子测量整机，其结构特征见结构方框图［图1］，由电源印制板模块［1］，漏电参数测试印制板模块［2］，击穿参数测试印制板模块［3］，饱和参数印制板模块［4］，HFE参数测试印制板模块［5］，接口印制板模块［6］、面板［7］、微机［8］组成，各模块及面板微机之间通过插座和导线联接成为一体。当使用TP801类型的单板机作控制系统时，整机为单板机总成和测试总成两部分组成，之间用电览联解，当使用SCZ80类型的小板微机时，其结构为微机和测试总成组合到一起的整机结构。本仪器外形尺寸为420×360×240mm，重量约为10Kg［用单板机时，单板机的外形尺寸和重量另计］。本实用新型还有两个较明显的计术特征，其一是各种测试条件是一一对应各测试模块的，这样可以按被测管的要求方便的组合相应的测试条件阵，其中除了高压恒流源外，其余均由三端可调电源集成块产生；其二是置于自动测试方式时，用微机控制整个测试及判档过程。
［图2］是漏电参数测试印制板模块￥［2］的电原理结构示意图，为虚线框起的部分。图中三端可调电源集成块［W1］，电阻［R1］、［R2］组成恒压源，改变电阻［R2］的阻值，输出不同的测试条件恒电压，将被测管脚接入不同的继电器，例如图中所示将ce管脚接到继电器［J1］、［J2］，则被测管ce脚中的电流由集成电路块［BG1］、电阻［R3］组成的比例运算器取出。［图3］是击穿参数测试印制模块［3］的电原理结构示意图，为虚线框起的部分。图中晶体管［BG2］、电阻［R4］、［R5］、稳压管［W］组成高压恒流源，改变电阻［R4］的阻值，高压恒流源输出不同的测试条件恒电流，将被测管脚接入不同的继电器，例如图中所示将ce管脚接到继电器［J5］［J6］，则被测管ce脚两端的电压由集成电路块［BG8］、电阻［R6］，［R7］组成的比例运算器取出。［图4］是饱和参数测试印制板模块［4］的电原理结构示意图，为虚线框起的部分。图中三端可调电源集成块［W2］、［W3］分别与电阻［R8］、［R9］构成恒流源，改变电阻［R8］的阻值可得不同的Ib恒流值，同理改变电阻［R10］可得到不同的Ic恒流值，两组恒流值构成测试条件，当被测管通过继电器［J9］、［J10］、［J11］加入这两组恒流值时，偏值压降及正向压都处于饱和状态，若闭合继电器［J13］或［J12］，则处于饱合状态的偏置压降或正向压降通过由集成电路块［BG4］、电阻［12］、［11］、［10］构成的比例运算器取出。［图5］是hFE参数测试印制板模块［5］的电原理结构示意图，为虚线框起的部分。图中三端可调电源集成块［W4］与电阻［R13］、［R14］构成恒压源，改变电阻［R14］的值可以得到不同的恒压值，三端可调电源集成块［W5］电阻［R15］构成恒流源，改变电阻［R15］的值得到不同的恒流值；当被测管通过继电器［J16］、［J17］、［J18］加入这两组电源时，由集成电路块［BG5］的虚地现象可知，被测管Vb为零电位，Ve约为－0.7V，所以Vce电压约为Vcb＋0.7V，基本上为恒定值，因而处于恒Vce电压状态下的恒Ie电流的共基放大状态，其偏流Ib通过由［BG5］及电阻［R16］构成的比例运算器取出。当［图2］到［图5］中的继电器［J3］、［J7］、［J14］、［J19］闭合时，四块测试印制板模块分别接到接口印制板模块［6］，整个测试过程处于微机控制自动测试状态，反之当继电器［J4］、［J8］、［J15］、［J20］闭合时，则处于手动测试状态。当使用的微机不同，接口板也不同［图6］，为使用微机作自动测试控制器的接口印制板模块电原理示意图，为虚线框起的部分。图中A表示模拟量，C表示控制量，D表示数字量，A／D转换器为［ADC0809］，接口分别为微机［8］上的［PI0－1］和本板上的［PI0－2］，继电器驱动器分别由［MC1418－1］和［MC1418－2］构成。［图7］为面板［7］的布置示意图。图中［7－1］为手动测试按键［7－2］为直读模拟表头，［7－3］为自动判档LED显示器，［7－4］为自动测试按钮，［7－5］为自动／手动测试方式转换开关，［7－6］为被测管插座，当用单板机时，［7－7］为测试条件设置器，采用小板微机时为键盘。
根据被测管型号的不同，用测试条件设置器［或键盘］［7－7］置当各种测试条件，插被测管到被测管插座［7－6］上，处于手动测试时依次按动按键［7－1］进行测试，测试结果从直读表头［7－2］上显示出来，整个手动测试过程不通过微机控制。处于自动测试时，微机［8］运行测试程序，输出不同数字量和控制量，将各种测试指令送到接口PI0－2］，然后通过继电器驱动器［MC1418－1］、［MC1418－2］，闭合相应于测试指令的测试模块上的继电器，构成相应的测试模型，当比例运算器取出被测模拟量后，又送到A／D转换器［ADC0809］上相应的模拟通道，然后由程序驱动AD，并将转换的数字量取入微机［8］进行处理，自动判档分类，将其最终结果送往面板［7］上的LED显示器［7－8］显示出来。
本使用新型所提供的集电极电流最大值为500mA，击穿电压范围最大量程为300V，测漏电最小量程为1μA。置于自动测试时，判档显示是在击穿电压判七档(A－G)，漏电参数判两档(高档低档)及hFE分类六至十六档次(以hFE＝25～270范围里分)的范围里综合判档显示，一个LED显示器显示档次，一个LED显示器hFE的范围。所提供的测试条件数量Vces、Vbes九种hFE十四种BVceo三种BVcbo、BVebo二种Icbo、Iceo六种Iebo四种这些条件基本覆盖了常用晶体管的测试条件，配机标准软件除了自动测试和分类统计外，还有根据键入的晶体管型号自动确定测试参数的种类、判档次及量程，可以方便的在RAM区中扩展没存入内存的晶体管型号。此外可以按Vces、BVceo、Iceo所给定的测试条件，检测一部分硅二极管的正向压降，反向击穿电压和反向漏电流等参数，这是二极管的主要参数。这个测试过程可以通过专用软件实现自动测试判档。本实用新型还可以扩上微型打印机后挂上50只顺续测试盘进行50只晶体管全自动测试。本实用新型的精度除了高hFE测量显示［180～270范围］外，全部测试条件及其余测量精度都优于3％。
本仪器优缺点如下(1)优点A，生产内耗小，其中有硬件成本低，所用元器件基本不用筛选，整机系统基本不振，调试容易，所用辅助设备少［辅助设备主要是，一台示波器，一块自校用数字万用表］等特点。
B测试重复性好，台差小，测试速度快，在自动测试时，可以直接显示测试结果并自动统计测试结果。
C操作方法简单易学，而且维修简单，很多微机控制测试设备不具备这个优点，需要专人操作和专门培训维护人员。
D为准双测工位。即测试系统和显示系统为一套，利用测试速度快［1秒］，而插拔被测管慢［约4秒］，所产生的时间差，轮流测试，手动测试时为单工位。
(2)缺点由于本仪器设计出于优良的性能，价格比目标，不求大而全，但求实用性好，制造维修易，价格低廉等，所以有几个明显的不足。
A、NPN和PNP硅管没有组合到一起，只能测单类管，又由于锗管使用的很少了，而测试条件及量程和自动判档尤为复杂，所以没有设计测锗管的功能。
B所选的各种测试条件只能覆盖中小规模硅管的大部分范围，还有个别型号的晶体管不能测，正因为所选的测试条件不是按一定间隙比例变化的，所以不便于晶体管科研过程。
［图1］＿结构方框图［图2］＿漏电参数测试印制板电原理示意图［图3］＿击穿参数测试印制板电原理示意图［图4］＿饱和参数测试印制板电原理示意图［图5］＿hFE参数测试印制板电原理示意图［图6］＿接口印制板电原理示意图［图7］＿面板布置示意图［1］＿电源印制板模块［2］＿漏电参数测试印制板模块［3］＿击穿参数测试印制板模块［4］＿饱和参数测试印制板模块［5］＿hFE参数测试印制板模块［6］＿接口印制板模块［7］＿面板［8］＿微机〔7－1〕＿手动测试按键〔7－2〕＿直读表头〔7－3〕＿LED显示器〔7－4〕＿自动测试按钮〔7－5〕＿自动／手动测试转换开关〔7－6〕＿被测管插座〔7－7〕＿测试条件设置器或键盘
权利要求1.一种硅晶体管自动/手动两用测试仪其特征在于由电源印制板模块[1]，漏电参数测试印制板模块[2]，击穿参数测试印制板模块[3]，饱和参数测试印制板模块[4]，hFE参数测试印制板模块[5]，接口印制板模块[6]，面板[7]，微机[8]组成。
2.根据权利要求1陈述的硅晶体管自动／手动两用测试仪其特征在于漏电参数测试印制板模块［2］由可调电源集成块［W1］、电阻［R1］、［R2］组成的恒压源及由集成电路块［BG1］，电阻［R3］组成的比例运算器构成。
3.根据权利要求1所述的硅晶体管自动／手动两用测试仪其特征在于击穿参数测试印制板模块［3］由晶体管［BG2］，电阻［R4］，［R5］、和稳压管［W］组成的高压恒流源，由集成电路块［BG3］，电阻［R6］、［R7］组成的比例运算器构成。
4.根据权利要求1陈述的硅晶体管自动／手动两用测试仪其特征在于饱和参数测试印制模块［4］由可调电源集成块［W2］、［W3］与电阻［R8］、［R9］组成的恒流源和集成电路块［BG4］，电阻［10］［11］、［12］组成的比例运算器构成。
5.根据权利要求1陈述的硅晶体管自动／手动两用测试仪其特征在于hFE参数测试印制板模块［5］由可调电源集成块［W4］与电阻［R13］［R14］组成的恒压源及由集成块［W5］与电阻［R15］组成的恒流源和由集成电路块［BG5］与电阻［R16］组成和比例运算器构成。
6.根据权利要求1所述的硅晶体管自动／手动两用测试仪其特征在于接口印制板模块［6］由微机［8］上的接口［P10－1］，本板上的接口［P10－2］和继电器驱动器［MC1413－1］和［MC1413－2］构成。
7.根据权利要求1所述的硅晶体管自动／手动两测试仪其特征在于面板［7］上有多个方框分别装有手动测试按键［7－1］，直读模拟表头［7－2］，自动判档LED显示器［7－3］，自动测试按扭钮［7－4］，自动／手动测试方式转换开关［7－5］，被测管插座［7－6］，测试条件设置器或键盘［7－7］构成。
专利摘要一种硅晶体管自动/手动两用测试仪是一种电子测试仪器，它由电源印制板模块，漏电参数测试印制板模块，去穿参数测试印制板模块，它和参数测试印制板模块，hFE参数测试印制板模块，接口印制板模块，面板微机等构成。该仪器可减少晶体测试和复拎环节的内耗，提高生产率3倍以上，主要用于晶体管生产厂家和使用晶体管量大的整机厂。生产内耗少，硬件成本低元件不用筛选调试容易测试重复好含差小测试速度快可自动统计测试结果。
文档编号G01R31/26GK2042205SQ88210848
公开日1989年8月2日 申请日期1988年3月2日 优先权日1988年3月2日
发明者于仁生, 关使肇, 田野, 李莹, 周家胜, 杜敏 申请人:济南市半导体元件实验所