[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

说明书

本发明公开了一种用于光电雪崩二极管C‑V曲线的测量装置，属于电器元件测试技术领域，利用该测量装置能够实现自动测试不同反向偏压条件下，光电雪崩二极管的结电容再输出光电雪崩二极管C‑V曲线，具有使用方便、成本低、测试精确的特点；包括人机接口、偏压模块、单片机、正弦波模块、双路峰值检测模块和电容电压转换模块，所述的单片机分别与人机接口、偏压模块、正弦波模块和双路峰值检测模块连接，所述正弦波模块的输出端与双路峰值检测模块输入端和电容电压转换模块的输入端连接，所述双路峰值检测模块的输入端和电容电压转换模块的输出端连接。发明还公开了该种用于光电雪崩二极管C‑V曲线的测量装置的测量方法。

技术领域

本发明涉及电器元件测试技术领域，更具体地说，尤其涉及一种用于光电雪崩二极管C-V曲线的测量装置；本发明还涉及该种测量装置的测量方法。

背景技术

APD(光电雪崩二极管)是一种利用半导体材料制作的光电传感器，具有高增益，高灵敏度等特点，与PIN(光电二极管)相比，具有更高的信噪比，被广泛应用于光学测距仪、空间光传输、闪烁侦检器、激光雷达等，在军事和国民经济各领域都有广泛的用途。

APD工作在不同偏置电压时，其结电容值也随偏置电压而变，因此在不同应用场合，后续处理电路设计必须考虑输入电容变化规律(也就是光电雪崩二极管的C-V曲线)，以充分发挥APD的性能。

由此可见，C-V曲线是APD的重要参数之一。但目前尚无APD C-V曲线的专用测试设备，市面上的C-V曲线测试仪器主要都是针对半导体器件特性设计的，无法提供高电压用于APD偏置，也无法在不同偏置电压下进行C-V曲线的扫描。一般测试APD时，需要多台仪器共同组合才能完成APD C-V特性的测量，而且还需要逐点测试，过程非常繁琐。因此，亟待设计一种能够方便测试光电雪崩二极管C-V曲线的测量设备，以便于人们掌握其输入电容的变化规律。

发明内容

本发明的前一目的在于提供一种用于光电雪崩二极管C-V曲线的测量装置，利用该测量装置能够实现自动测试不同反向偏压条件下，光电雪崩二极管的结电容再输出光电雪崩二极管C-V曲线，具有使用方便、成本低、测试精确的特点。本发明的另一目的在于提供一种用于光电雪崩二极管C-V曲线的测量装置的测量方法，利用该方法能够自动测量出光电雪崩二极管在不同偏置电压时的电容值以获得其C-V曲线，具有操控方便、效率高的特点。

本发明前一技术方案如下：

一种用于光电雪崩二极管C-V曲线的测量装置，包括人机接口、偏压模块、单片机、正弦波模块、双路峰值检测模块和电容电压转换模块，所述的单片机分别与人机接口、偏压模块、正弦波模块和双路峰值检测模块连接，所述正弦波模块的输出端与双路峰值检测模块输入端和电容电压转换模块的输入端连接，所述双路峰值检测模块的输入端和电容电压转换模块的输出端连接。

进一步的，所述偏压模块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的输入端与光电雪崩二极管的正端连接。

进一步的，所述光电雪崩二极管的正端还与电容电压转换模块的输入端连接。

进一步的，所述的电容电压转换模块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，所述正弦波模的输出端与第一运算放大器U1的同相输入端连接。

进一步的，所述的正弦波模块由正弦震荡电路或者DDS直接数字式频率合成器构成。