[其他]用矩形脉冲电流测试晶体管直流参数的仪器

说明书

本发明涉及采用一定占空比的矩形脉冲电流对晶体二极管和三极管的主要直流参数进行测试的方法和实用电路，这里的主要直流参数系指二极管正向压降V_F，三极管发射极开路、集电极-基极反向截止电流I_CBO，基极开路、集电极-发射极反向截止电流I_CEO，三极管的共发射极反向饱和电压V_CES，共发射极直流电流放大系数h_FE。用本发明再配以其它电路即构成了一个完整的晶体管直流参数测试仪，它还可以测试晶体二极管的反向击穿电压V_B，晶体三极管的发射极开路、集电极-基极反向击穿电压BV_CBO，基极开路、集电极-发射极反向击穿电压BV_CEO，以及BV_CBO、BV_CER，这就是一个最高电压可测到2000伏，最大电流可测到4安的23档位晶体管直流参数综合测试仪，再附加一个24档的万用表，即构成本仪器。本仪器可用于电子行业及其它行业的晶体管筛选，晶体管检查、测试等。

现在国内外测试晶体管直流参数的主要仪器是①晶体管特性图示仪，国内为JT-1系列和QT-1系列，②万用表中的一个h_FE档位，如U-201型万用表和NT-8305型数字万用表，③应用较少的某些专用仪器，如国产的HQ-2数字式晶体三极管综合参数测试仪。晶体管特性图示仪的主要功能是用图形显示晶体管的特性曲线或曲线族，它具有直观和反应全貌的优点，为了便于在示波管上显示，被测管集电极-发射极加以连续的半个正弦波电压，基极则加入与上述电压保持某种方式同步的阶梯电流。用图示仪来测试晶体管的直流参数手续繁锁，又不能直接读数，测量精度也不高，更由于这类仪器价格昂贵，体积大，限制了它在测试晶体管直流参数方面的应用（註1）。万用表的一个h_FE档只能测几毫安小电流。低电压下的h_FE，测量精度很低，满足不了测试晶体管的最低要求（註2），它是用直流电对晶体管进行测试的。

用直流电和阶梯电流来测试晶体管的直流参数是经典的方法，但这两种方法在测试电流较大时有以下缺点：要求提供大电流稳压电源，晶体管在测试过程中要发热，必须给被测管加散热装置。这就导致了仪器造价高、体积大，因此用直流电和阶梯电流测试晶体管的仪器多为实验室用的大型专用仪器。

由于晶体管直流参数的离散性很大，又由于电子技术飞速发展，对晶体管特别是大功率晶体管直流参数的测试工作量急骤增加，如上所述，现有各类仪器很难满足大量的一般测试的需要，本发明可解决这个问题。由于采用矩形脉冲电流，仪器的总耗电量大大减小，（图2电路中实际耗电量只有额定电流的十分之一），仪器可以做成便携式，还可大幅度降低造价，被测管也不用加散热板，简化了测试手续。

本发明使用的矩形脉冲电流波形见图1，T为重复周期，τ为脉冲宽度，当T与τ之比为1时，就成了直流电。因此，本发明所涉及脉冲电流的T与τ之比为大于1的任何数。在测试时，流过晶体管的电流是间断的，在一个周期内，τ时间内有电流流过，（T-τ）时间内无电流流过，如此周而复始。当T与τ之比很大时，既有真实的额定电流流过被测管，又能使流过被测管电流的平均值比额定电流小很多倍，也就是被测管的实际功耗很小，这便是本发明的显著特点，这也就为测试大功率管在大电流状态比如10A、100A下的直流参数提供了一种合理的方法。

为了保证测试精度，在测试过程中T与τ之比是不能改变的，这点要在电路设计中加以保证。本发明采用的矩形脉冲电流的周期范围是5～20mS，它可用磁电式表头或者有A/D转换集成电路的数字电压表准确地检测出来，因为它们指示的是被测电流的平均值，将平均值乘以T与τ之比就是矩形脉冲电流的瞬时值，由此产生的误差在电路设计中已将其降到2%以下。另一方面，只要T在5～20mS的范围之内，无论被测管是高频管还是低频管，在测试中，集电极电流所产生的波形畸变，即上升时间、下降时间、前沿、后沿对测试精度的影响不超过±0.5%。

图2-1和图2-2是本仪器的电原理图，工作电压为6伏，T＝10mS，τ＝1mS。由BG₄～BG₈及相关电路组成矩形脉冲电流形成单元，它将直流电变成本仪器所需要的矩形脉冲电流。由BG₉和T₁及其它另件组成高压发生器，提供测试时所需几组直流高压。