[发明专利]对PN结进行自动测量的电容电压特性测试仪及其测试方法

权利要求书

1.对PN结进行自动测量的电容电压特性测试仪，其特征在于，包括测试样品台、可编程稳压电源、高频电容测试仪、数字表、单片机控制系统以及主控制器，测试样品台上设有用于贴紧待测二极管两端的电极，可编程稳压电源在待测二极管两端加步进的偏压，高频电容测试仪与待测二极管两端相连以测量当前偏压下的电容量和漏电流；数字表包括电容量数字表、偏压值数字表和漏电流值数字表，三者的输出端均与单片机控制系统的输入端相连，漏电流值数字表的输入端、电容量数字表的输入端均与高频电容测试仪的输出端相连，偏压值数字表的输入端与可编程稳压电源相连；单片机控制系统、可编程稳压电源分别与主控制器相连，主控制器上设有人机交互装置。

2.根据权利要求1所述的电容电压特性测试仪，其特征在于，所述电容电压特性测试仪中还设有一正负极切换电路，该电路输入端与单片机控制系统相连，输出端与测试样品台连接。

3.根据权利要求1所述的电容电压特性测试仪，其特征在于，所述电容量数字表的通讯方式为8421BCD码，所述偏压值数字表和漏电流值数字表均带有串行通讯接口，通讯方式为RS485串口。

4.根据权利要求1所述的电容电压特性测试仪，其特征在于，所述可编程稳压电源是通过RS232串口与主控制器相连。

5.根据权利要求1所述的电容电压特性测试仪，其特征在于，所述单片机控制系统通过RS232串口与主控制器连接。

6.根据权利要求1所述的电容电压特性测试仪，其特征在于，所述主控制器还与一打印机相连。

7.根据权利要求1所述的电容电压特性测试仪，其特征在于，所述高频电容测试仪采用1MHz电容测试仪；

在电容电压特性测试仪中还包括一终端面板，所述数字表的显示端均固定在该面板上；

所述终端面板上设有若干个测试端端口，端口分别与可编程稳压电源、高频电容测试仪相连，测试样品台在测试时直接固定在上述测试端端口上。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述电容电压特性测试仪的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：主控制器控制可编程稳压电源在设定的范围内，按照设定的步进值自动从低到高依次输出偏压，并将输出的偏压加到待测二极管上，实时采集该偏压下待测二极管上的电容量、偏压值、漏电流值，并通过单片机控制系统上传到主控制器，主控制器对数据进行显示、保存、处理、绘图。

9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，包括步骤：

(1)初始阶段：开启主控制器电源和可编程稳压电源，将待测二极管夹在测试样品台两端电极上，两端电极分别标注“+”、“-”，待测二极管的正极夹于“+”上，负极夹在“-”上，并使接触良好；

在主控制器上设定相应的偏压测试范围、电压步进值；

(2)测试阶段：主控制器先控制可编程稳压电源按照步进值输出正向偏压到待测二极管，然后通过高频电容测试仪测量当前偏压下的结电容和漏电流值，通过可编程稳压电源获得当前偏压，然后结电容、漏电流值、偏压分别在电容量数字表、漏电流值数字表、偏压值数字表上显示，单片机控制系统将上述的电容量、偏压值、漏电流值发送到主控制器；持续上述过程，直到当前的偏压达到预设的正向偏压最大值；

然后，主控制器控制可编程稳压电源按照步进值输出反向偏压到待测二极管，重复上述采集、信息传递过程，直到当前的偏压达到预设的反向偏压最大值；

(3)主控制器中的存储器对数据进行保存，人机交互装置对数据进行实时显示，同时，根据获得的起始电压到终极电压之间的二极管电容值-电压数据，绘制曲线图。

10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于，步骤(2)中，在当前的偏压达到预设的正向偏压最大值时，主控制器发送测量反向偏压信号到单片机控制系统，单片机控制系统控制连接的正负极切换电路自动切换方向，正负极切换电路与测试样品台连接，使得加载在待测二极管上的电压成为负压。