[发明专利]一种用于光电雪崩二极管C-V曲线的测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种用于光电雪崩二极管C-V曲线的测量装置，其特征在于，包括人机接口(101)、偏压模块(102)、单片机(103)、正弦波模块(104)、双路峰值检测模块(107)和电容电压转换模块(105)，所述的单片机(103)分别与人机接口(101)、偏压模块(102)、正弦波模块(104)和双路峰值检测模块(107)连接，所述正弦波模块(104)的输出端与双路峰值检测模块(107)输入端和电容电压转换模块(105)的输入端连接，所述双路峰值检测模块(107)的输入端和电容电压转换模块(105)的输出端连接；

所述偏压模块(102)的输出端与光电雪崩二极管的负端连接，所述电容电压转换模块(105)的输入端与光电雪崩二极管的正端连接；

所述测量装置的测量方法，包括如下测试步骤：

(1)将光电雪崩二极管的负端与偏压模块(102)的输出端连接，将光电雪崩二极管的正端与电容电压转换模块(105)连接；

(2)偏压模块(102)输出一个偏置电压至光电雪崩二极管和单片机(103)，正弦波模块(104)输出一个正弦波信息至光电雪崩二极管和双路峰值检测模块(107)，光电雪崩二极管将当前偏置电压下的结电容和正弦波信息的叠加送入电容电压转换模块(105)转换成正弦电压信息输出至双路峰值检测模块(107)；

(3)双路峰值检测模块(107)获得正弦波模块(104)输出的正弦波信息和电容电压转换模块(105)输出的正弦电压信息，并分别转换成对应的电压幅值并传送至单片机(103)；

(4)单片机(103)获取到正弦波模块(104)和电容电压转换模块(105)输出的电压幅值，计算后获得当前偏置电压值下的光电雪崩二极管的电容值；

(5)改变偏压模块(102)输出的偏置电压值重复步骤(2)至(4)，获得不同偏置电压值下的光电雪崩二极管的电容值，即得光电雪崩二极管C-V曲线；

(6)将所得光电雪崩二极管C-V曲线通过人机接口(101)输出。

2.根据权利要求1所述的一种用于光电雪崩二极管C-V曲线的测量装置，其特征在于，所述的电容电压转换模块(105)包括第一运算放大器(U1)、电阻(R1)和电容(C1)，所述的电阻(R1)和电容(C1)并联，所述电阻(R1)和电容(C1)的一端与第一运算放大器(U1)的反相输入端连接，所述电阻(R1)和电容(C1)的另一端与第一运算放大器(U1)的输出端连接，所述第一运算放大器(U1)的反相输入端还与光电雪崩二极管连接，所述正弦波模块(104)的输出端与第一运算放大器(U1)的同相输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于光电雪崩二极管C-V曲线的测量装置，其特征在于，所述的正弦波模块(104)由正弦震荡电路或者DDS直接数字式频率合成器构成。

4.根据权利要求1所述的一种用于光电雪崩二极管C-V曲线的测量装置，其特征在于，所述的双路峰值检测模块(107)包括第一峰值检测单元和第二峰值检测单元，所述的第一峰值检测单元和第二峰值检测单元均依次设有一个第二运算放大器(U2)和二极管(D1)，所述电容电压转换模块(105)的输出端与第一峰值检测单元的第二运算放大器(U2)同相输入端连接，所述第一峰值检测单元的二极管(D1)输出端与单片机(103)的AD第一端口连接，所述正弦波模块(104)的输出端与第二峰值检测单元的第二运算放大器(U2)同相输入端连接，所述第二峰值检测单元的二极管(D1)输出端与单片机(103)的AD第二端口连接。

5.根据权利要求2所述的一种用于光电雪崩二极管C-V曲线的测量装置，其特征在于，所述步骤(4)中，计算当前偏置电压值下的光电雪崩二极管的电容值公式为：

其中，A_V为正弦波模块(104)和电容电压转换模块(105)输出的电压幅值的比值，C₁为电容电压转换模块(105)中电容(C1)的电容值。