專利名稱：一種壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試裝置及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣元器件性能測試，具體涉一種壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)測試系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
壓敏電阻具有非線性優(yōu)良、響應(yīng)時間快、功耗低、通流容量大和性價比高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于高壓、超高壓電網(wǎng)及高壓電力設(shè)備等電力系統(tǒng)電路和信息系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的電子線路，對雷電過電壓、操作過電壓、靜電放電及噪聲脈沖等進(jìn)行過電壓抑制，起到穩(wěn)壓和瞬態(tài)過電壓保護(hù)的作用。壓敏電阻安全可靠性是一切應(yīng)用的前提，對于壓敏電阻脈沖電信號響應(yīng)特性，多集中于對雷擊沖擊電流8/20 μ S脈沖和非標(biāo)準(zhǔn)陡波沖擊電流脈沖響應(yīng)的研究。目前的測試方法大致有以下幾種 ( I)采用脈沖電壓提供電脈沖的壓敏電阻脈沖激勵響應(yīng)性能測試；(參見2010年第59卷第8期《物理學(xué)報》尹桂來等發(fā)表的“ΖηΟ壓敏陶瓷沖擊老化的電子陷阱過程研究”一文)(2)采用斷路開關(guān)和電感儲能裝置提供電脈沖的壓敏電阻脈沖激勵響應(yīng)性能測試；(參見2011年第15期《低壓電器》孫偉等發(fā)表的“ΖηΟ壓敏電阻在8/20 μ s脈沖電流作用下的動態(tài)伏安特性分析”和2007年第33卷第4期《高電壓技術(shù)》魏斌等發(fā)表的“超導(dǎo)磁體脈沖沖擊下MOV的破壞特性微觀分析ZnO壓敏陶瓷沖擊老化的電子陷阱過程研究”)(3)采用空氣隙放電開關(guān)提供電脈沖的壓敏電阻脈沖激勵響應(yīng)性能測試。(參見2004年第23卷第4期《電子元件與材料》盧振亞等發(fā)表的“ΖηΟ壓敏元件雷電流沖擊試驗殘壓波形分析”一文)上述測試方法存在如下不足( I)電脈沖激勵前壓敏電阻所承擔(dān)電壓幾乎為零。過壓保護(hù)應(yīng)用中，壓敏電阻是在加載一定電壓下接受電脈沖激勵的。實際上，在不同的偏置電場中，壓敏電阻材料性質(zhì)存在一定差異，例如ZnO壓敏陶瓷在直流偏置下晶界勢壘中的一些空穴將被電子占據(jù)，勢壘寬度變窄，隧道擊穿幾率變大。(2)采用電子學(xué)原理工作的脈沖發(fā)生器和空氣隙放電開關(guān)所產(chǎn)生的電脈沖信號的上升時間和脈沖寬度存在局限性，難以產(chǎn)生上升時間為納秒、亞納秒和皮秒量級的電脈沖，難以產(chǎn)生脈沖寬度為納秒、亞納秒和皮秒量級的電脈沖，無法產(chǎn)生同時滿足上升時間和脈沖寬度在上述量級的電脈沖。(3)現(xiàn)有研究資料表明，電脈沖激勵下ZnO壓敏電阻在勢壘擊穿時輸出電流中含有容性電流和傳導(dǎo)電流，電導(dǎo)電流較容性電流存在時延。但是未見有精確的含有容性電流和電導(dǎo)電流的完整復(fù)合波形的測試結(jié)果報道
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試裝置，以解決現(xiàn)有壓敏電阻脈沖測試技術(shù)中電脈沖激勵前壓敏電阻無直流偏置，直流偏置下無法向壓敏電阻提供電脈沖激勵以及缺少能夠輸出上升沿和脈沖寬度均為納秒、亞納秒或皮秒量級脈沖源的問題。本發(fā)明的另一個目的在于提供所述壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試方法。本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的，一種壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試裝置，包括直流電源、激光器、光電導(dǎo)開關(guān)和壓敏電阻，所述光電導(dǎo)開關(guān)與所述壓敏電阻串聯(lián)，所述直流電源串聯(lián)保護(hù)電阻為儲能裝置供電且所述儲能裝置與所述保護(hù)電阻的接點與所述光電導(dǎo)開關(guān)連接，所述壓敏電阻與取樣電阻連接且其接點通過衰減器與存儲示波器連接；所述激光器為納秒或皮秒脈沖激光器。所述光電導(dǎo)開關(guān)并聯(lián)有分壓電阻。 所述儲能裝置為容性儲能元件，能儲存足夠電能滿足光電導(dǎo)開關(guān)的完整導(dǎo)通放電過程。所述取樣電阻為同軸傳輸線50歐姆匹配電阻或純阻性電阻，衰減器為同軸衰減器，通過Q9端口同軸線傳輸線與存儲示波器相連。本發(fā)明的另一個目的是這樣實現(xiàn)的，所述壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)測試系統(tǒng)的測試方法，用直流電源供電，用脈沖激光器照射光電導(dǎo)開關(guān)激勵壓敏電阻，通過取樣電阻和示波器測量所述壓敏電阻的輸出特性。通過光電導(dǎo)開關(guān)并聯(lián)分壓電阻調(diào)節(jié)電脈沖激勵前所述壓敏電阻的直流分壓。具體包括如下步驟I)在取樣電阻上串聯(lián)電流表，在光電導(dǎo)開關(guān)暗態(tài)下測量電路的直流伏安特性，得到電脈沖激勵前壓敏電阻直流偏置電壓的定標(biāo)曲線；2)移除所述電流表，控制激光器輸出激光脈沖觸發(fā)光電導(dǎo)開關(guān)產(chǎn)生超快電脈沖激勵壓敏電阻，壓敏電阻輸出上升沿和脈沖寬度均為納秒量級的超快電脈沖信號，通過示波器記錄電脈沖波形，得到壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)特性表征。本發(fā)明具有如下有益效果I、本發(fā)明光電半導(dǎo)體開關(guān)暗態(tài)下電阻值較高，與壓敏電阻構(gòu)成直流串聯(lián)分壓電路，超快電脈沖激勵前壓敏電阻承擔(dān)一定的直流偏置電壓，測試條件更接近于其實際應(yīng)用于直流電路中瞬態(tài)脈沖過壓保護(hù)時的工作環(huán)境，提高了測試結(jié)果的真實性和可靠性。2、本發(fā)明采用超快激光脈沖觸發(fā)光電導(dǎo)開關(guān)，能夠輸出上升沿或脈沖寬度或者二者均為納秒和亞納秒量級的電脈沖作為測試的電脈沖激勵信號，較現(xiàn)有測試方法更有利于測試壓敏電阻材料的電氣特性。3、本發(fā)明可以方便地測量到壓敏電阻直流偏置電壓和電源輸出電壓對應(yīng)關(guān)系的定標(biāo)曲線；能夠精確測得直流偏壓下壓敏電阻對超快電脈沖激勵的響應(yīng)過程和壓敏電阻輸出的含有容性電流和電導(dǎo)電流的完整脈沖波形，得到壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的特性表征。


圖I為本發(fā)明實施例I測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實施例2分壓電阻分壓調(diào)節(jié)測試系統(tǒng)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例I測得的壓敏電阻輸出的復(fù)合型電脈沖波形；圖4為本發(fā)明實施例2測得的壓敏電阻輸出的復(fù)合型電脈沖波形；圖中，I.直流電源，2.保護(hù)電阻，3.儲能裝置，4.光電導(dǎo)開關(guān)，5.壓敏電阻，6.激光器，7.取樣電阻，8.衰減器，9.存儲示波器，10.分壓電阻，11.容性電流脈沖波形A，12.傳到電流脈沖波形A，13.容性電流脈沖波形B，14.傳到電流脈沖波形B。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。一種壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試裝置，參見圖1，包括直流電源I、激光器6、 光電導(dǎo)開關(guān)4和壓敏電阻5，光電導(dǎo)開關(guān)4與壓敏電阻5串聯(lián)，直流電源I串聯(lián)保護(hù)電阻2為儲能裝置3供電，儲能裝置3與保護(hù)電阻2的接點與光電導(dǎo)開關(guān)4連接，壓敏電阻5與取樣電阻7連接且其接點通過衰減器8與存儲示波器9連接；激光器6為納秒或皮秒脈沖激光器，輸出光脈沖上升時間和脈沖寬度為納秒、亞納秒或皮秒量級。儲能裝置3為容性儲能元件，可儲存足夠電能滿足光電導(dǎo)開關(guān)的完整導(dǎo)通放電，取樣電阻7為同軸傳輸線50歐姆匹配電阻或純阻性電阻，衰減器8為同軸衰減器，通過同軸線傳輸線與所述存儲示波器9相連。進(jìn)一步，參見圖2，光電導(dǎo)開關(guān)4并聯(lián)有分壓電阻10。光電導(dǎo)開關(guān)(PhotoconductiveSemiconductor Switches,縮寫為 PCSS’ s)是利用超快脈沖激光器與光電半導(dǎo)體(如Si, GaAs, InP等)相結(jié)合而發(fā)展起來的一類新型光電子開關(guān)器件。與傳統(tǒng)開關(guān)相比，光電導(dǎo)開關(guān)具有響應(yīng)速度快、時間晃動小、上升時間短、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)良特性。芯片材料的聞電阻率決定了光電導(dǎo)開關(guān)較聞的暗態(tài)電阻值。在激光脈沖照射下，光電導(dǎo)開關(guān)芯片電阻迅速減小并降至很低，同時輸出一個超快電脈沖信號，特別是載流子壽命很短的GaAs，InP和SiC等材料制作的光電導(dǎo)開關(guān)，導(dǎo)通和關(guān)斷十分迅速，能夠產(chǎn)生高功率的超快電脈沖，適用于壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)性能測試中提供超快電脈沖激勵。本發(fā)明采用直流電源I給光電導(dǎo)開關(guān)4和壓敏電阻5串聯(lián)電路供電；光電導(dǎo)開關(guān)4和壓敏電阻5為直流分壓關(guān)系，暗態(tài)下，二者電阻阻值都比較高，一般為幾百兆歐甚至更高，而保護(hù)電阻2阻值較低，按圖I所示測試電路，壓敏電阻5和暗態(tài)光電導(dǎo)開關(guān)4直流偏置電壓可分別估算為Uv=UsRV/(Rptjff+RV)，Upoff = UsRv/(Rptjff+Rv)，其中 Us 為電源電壓，Rv 為 Us下壓敏電阻5的靜態(tài)電阻阻值，RMf為Us下光電導(dǎo)開關(guān)4的暗態(tài)電阻阻值。采用圖2的分壓電阻10進(jìn)行分壓調(diào)節(jié)的測試系統(tǒng)可在選定壓敏電阻和光電導(dǎo)開關(guān)后對二者的分壓進(jìn)行簡單調(diào)節(jié)，根據(jù)直流電路分壓原理可計算出壓敏電阻和暗態(tài)光電導(dǎo)開關(guān)的直流偏置電壓，圖2所示測試電路中壓敏電阻的直流分壓UV=USRV/[Rv+RP()ffR1(l/(RMf+R1(l)]，其中Rltl為分壓電阻10的阻值。本發(fā)明光電導(dǎo)開關(guān)4選取GaAs、InP和SiC等載流子壽命較短的光電半導(dǎo)體材料芯片；光電導(dǎo)開關(guān)工作模式有線性和非線性兩種，線性工作模式下光電導(dǎo)開關(guān)輸出電脈沖波形與激光脈沖波形相似，上升時間和脈沖寬度可達(dá)納秒、亞納秒或皮秒量級。本發(fā)明選取光電導(dǎo)開關(guān)線性工作模式為壓敏電阻提供超快電脈沖激勵；選取光電導(dǎo)開關(guān)非線性工作模式為壓敏電阻提供具有超快上升時間和鎖定效應(yīng)的電脈沖激勵，電脈沖寬度可達(dá)微秒量級。本發(fā)明壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試方法為用直流電源I供電，用脈沖激光器6照射光電導(dǎo)開關(guān)4激勵壓敏電阻5，通過取樣電阻7和存儲示波器9測量所述壓敏電阻5的輸出特性。進(jìn)一步，通過光電導(dǎo)開關(guān)4并聯(lián)分壓電阻10調(diào)節(jié)超快電脈沖激勵前所述壓敏電阻5的直流分壓。具體包括如下步驟I)在取樣電阻7上串聯(lián)電流表，在光電導(dǎo)開關(guān)4暗態(tài)下測量電路的直流伏安特性，得到電脈沖激勵前壓敏電阻5直流偏置電壓的定標(biāo)曲線；2)移除所述電流表，控制激光器6輸出激光脈沖觸發(fā)光電導(dǎo)開關(guān)4產(chǎn)生超快電脈 沖激勵壓敏電阻5，壓敏電阻5輸出上升沿和脈沖寬度均為納秒量級的超快電脈沖信號，通過示波器9記錄電脈沖波形，得到壓敏電阻5超快電脈沖響應(yīng)特性表征。本發(fā)明采用同軸傳輸線50歐姆匹配取樣電阻，配合同軸衰減器和存儲示波器，能夠完整精確記錄直流偏置電壓下ZnO壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)輸出的含有容性電流和電導(dǎo)電流的復(fù)合型電脈沖波形。具體操作步驟是(I)分別測量壓敏電阻直流伏安特性和光電導(dǎo)開關(guān)的暗態(tài)伏安特性；(2)選擇壓敏電阻5和與之相匹配的光電導(dǎo)開關(guān)4，具體根據(jù)壓敏電阻5的直流伏安特性選擇相同電流下阻值與壓敏電阻5數(shù)量級相當(dāng)?shù)墓怆妼?dǎo)開關(guān)4 ；(3)選擇相關(guān)儀器和元件，按圖I搭建測試裝置；(4)在取樣電阻7上串聯(lián)高精度電流表，測量暗態(tài)下電路的直流伏安特性，計算得到壓敏電阻5直流偏置電壓；(5)按圖I恢復(fù)測試系統(tǒng)，控制激光器6輸出單脈沖激光，觸發(fā)光電導(dǎo)開關(guān)4，產(chǎn)生超快電脈沖，激勵壓敏電阻5，測量壓敏電阻5的電流輸出特性。采用圖2的有分壓電阻10的測試裝置可在選定壓敏電阻5樣品和光電導(dǎo)開關(guān)4后對二者的分壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作方法同上。本發(fā)明可以精確得到以下壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)特性(I)直流偏置電壓下壓敏電阻脈沖激勵的最低響應(yīng)脈沖幅值低于無直流偏壓時的最低響應(yīng)脈沖幅值；(2)超快電脈沖激勵下壓敏電阻可以輸出上升沿和超短脈沖寬度均為納秒量級甚至更快的電流脈沖信號；(3)超快電脈沖激勵下的壓敏電阻陶瓷晶界勢壘能夠被擊穿；(4)超快電脈沖激勵下，壓敏電阻勢壘擊穿時輸出容性電流和電導(dǎo)電流復(fù)合型電脈沖；(5)壓敏電阻在超快電脈沖激勵下具有非線性電導(dǎo)特性；(6)超快電脈沖激勵下壓敏電阻輸出容性電流和電導(dǎo)電流存在峰值時延，本發(fā)明可以精確測得；(7)本發(fā)明可以測得壓敏電阻材料的勢壘電容衰減常數(shù)。
實施例1，一種壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試裝置，如圖I所示，包括直流電源
I、保護(hù)電阻2、儲能裝置3、光電導(dǎo)開關(guān)4及壓敏電阻5，光電導(dǎo)開關(guān)4和壓敏電阻5串聯(lián)，直流電源I串聯(lián)保護(hù)電阻2為儲能裝置3供電，儲能裝置3與保護(hù)電阻2的接點與光電導(dǎo)開關(guān)4連接，壓敏電阻5與取樣電阻7連接，壓敏電阻5與取樣電阻7的接點通過衰減器8與存儲示波器9連接；激光器6為納秒脈沖激光器，輸出光脈沖上升時間和脈沖寬度均為納秒量級。直流電源I為高壓直流電源，電壓調(diào)節(jié)范圍O-lOkV，調(diào)節(jié)精度IV ;保護(hù)電阻2為分壓電阻，阻值12ΜΩ，耐壓大于IOkV ;儲能裝置3為O. 22 μ F無感電容，耐壓大于IOkV ；光電導(dǎo)開關(guān)4芯片為半絕緣砷化鎵材料，材料暗態(tài)電阻率P ^ 5Χ107Ω · cm,電子遷移率μ彡5000cm2 · T1 · s—1，電極間隙2. Omm ；ZnO壓敏電阻樣品5為圓盤狀，厚度2. 5mm、直徑15. Omm,電極間靜態(tài)電容260pF，直流偏壓599V下電流為100 μ A ;光電導(dǎo)開關(guān)4和ZnO壓敏電阻樣品5為直流串聯(lián)分壓接法；激光器6為YAG納秒脈沖激光器,輸出激光波長1064nm ；取樣電阻7為同軸傳輸線50 Ω匹配電阻，衰減器8為同軸衰減器(型號TS100-60dB)，用同軸線傳輸線與示波器10 (型號TDS784C)相連。 測試步驟如下(I)直流偏置下，分別測量壓敏電阻樣品小電流伏安特性和光電導(dǎo)開關(guān)的暗態(tài)伏安特性，測得壓敏電阻樣品電流小于 ο μ A時阻值約600Μ Ω，所以選擇電極間隙為2. Omm的光電導(dǎo)開關(guān)，暗態(tài)阻值約500ΜΩ ;按圖I搭建測試系統(tǒng)；(2)在取樣電阻上串聯(lián)6位半高精度電流表，在光電導(dǎo)開關(guān)暗態(tài)下測量電路的直流伏安特性，得到壓敏電阻直流偏置電壓的定標(biāo)曲線，例如，電源電壓850V回路電流4μΑ時，壓敏電阻的直流偏置電壓為133V ;電源電壓1007V回路電流5μ A時，壓敏電阻的直流偏置電壓為135V ；(3)按圖I恢復(fù)測試系統(tǒng)，控制激光器輸出單脈沖光能量為10mJ、脈沖上升沿和脈沖寬度為40ns和140ns的激光脈沖觸發(fā)光電導(dǎo)開關(guān)，測得如圖3所示電源電壓850V下ZnO壓敏電阻輸出的包含容性電流脈沖波形All和傳導(dǎo)電流脈沖波形A12的典型的復(fù)合型電脈沖。此結(jié)果表明超快電脈沖激勵下壓敏電阻可以輸出上升沿和超短脈沖寬度均為納秒量的電脈沖；按光電導(dǎo)直流偏壓和傳輸效率測試結(jié)果計算，電源電壓850V時ZnO壓敏電阻的激勵電脈沖電壓幅值為580V (低于此壓敏電阻開啟電壓)，無直流偏壓時，采用電壓幅值為580V的電脈沖激勵此壓敏電阻，壓敏電阻輸出電脈沖中無傳導(dǎo)電流脈沖。說明直流偏置電壓下壓敏電阻脈沖激勵的最低響應(yīng)脈沖幅值低于無直流偏壓時的最低響應(yīng)脈沖幅值。(4)電源電壓由500V升高到2000V，觀察到壓敏電阻輸出電脈沖波形從單脈沖波形演變到復(fù)合型脈沖波形，測得復(fù)合型電脈沖中傳導(dǎo)電流脈沖幅值增長率大于容性電流脈沖幅值增長率。此結(jié)果表明超快電脈沖激勵下的壓敏電阻陶瓷晶界勢壘能夠被擊穿；超快電脈沖激勵下，壓敏電阻勢壘擊穿時輸出容性電流和電導(dǎo)電流復(fù)合型電脈沖；壓敏電阻在超快電脈沖激勵下具有非線性電導(dǎo)特性；超快電脈沖激勵下壓敏電阻輸出容性電流和電導(dǎo)電流存在峰值時延，本實施例測得峰值時延為140ns，壓敏電阻材料的勢壘電容衰減常數(shù)為105nso
實施例I采用光電導(dǎo)開關(guān)和ZnO壓敏電流串聯(lián)分壓的直流偏置電路，使ZnO壓敏電阻在受到超快電脈沖激勵前處于直流偏壓下，采用超快激光脈沖觸發(fā)光電導(dǎo)開關(guān)產(chǎn)生了上升沿和脈沖寬度均為納秒量級的超快電脈沖激勵信號，同時采用匹配取樣電阻和存儲示波器準(zhǔn)確記錄全過程的完整波形?，F(xiàn)有的其他測試方法無法達(dá)到上述技術(shù)條件和指標(biāo)。實施例2，一種壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試裝置，如圖2所示，與實施例I不同的是，光電導(dǎo)開關(guān)4并聯(lián)有分壓電阻10。其中，直流電源I為O-IOkV可調(diào)的高壓直流電源，調(diào)節(jié)精度IV ;保護(hù)電阻2為耐壓大于IOkV的12ΜΩ分壓電阻；儲能裝置3為耐壓大于IOkV的32nF無感電容；半絕緣砷化鎵光電導(dǎo)開關(guān)4芯片材料暗態(tài)電阻率P ^ 5Χ107Ω ·ο ，電子遷移率μ彡5000cm2 ·V—1 ·s_S電極間隙2. Omm ;圓盤狀ZnO壓敏電阻5厚度3. 0mm、直徑10. 0mm,906V直流偏壓下電流為100 μ A ;激光器6為輸出激光波長1064nm的YAG納秒脈沖激光器；取樣電阻7為同軸傳輸線50Ω匹配電阻，衰減器8為同軸衰減器(型號TS100-60dB)，示波器 10型號為TDS784C ；分壓電阻10耐壓大于10kV，阻值250ΜΩ。光電導(dǎo)開關(guān)4和分壓電阻10并聯(lián)連接后與ZnO壓敏電阻5相串聯(lián)。具體測試步驟如下(I)分別測量壓敏電阻樣品小電流伏安特性和光電導(dǎo)開關(guān)的暗態(tài)伏安特性，選取電流小于1(^六時阻值約956110的壓敏電阻和電極間隙為2. Omm阻值約500ΜΩ的光電導(dǎo)開關(guān)；按圖2搭建測試系統(tǒng)；(2)在取樣電阻上串聯(lián)6位半高精度電流表，在光電導(dǎo)開關(guān)暗態(tài)下測量電路的直流伏安特性，得到壓敏電阻直流偏置電壓的定標(biāo)曲線，例如，電源電壓1260V回路電流2μΑ時，壓敏電阻的直流偏置電壓為806V ；電源電壓1815V回路電流4 μ A時，壓敏電阻的直流偏置電壓為813V。通過電阻的串并聯(lián)承壓計算可知，光電導(dǎo)開關(guān)4并聯(lián)分壓電阻10，分壓電阻10承擔(dān)了電路中的部分暗電流，有效調(diào)節(jié)了 ZnO壓敏電阻5的直流偏置電壓分配。(3)移除電路中的電流表，按圖2恢復(fù)測試系統(tǒng)，激光器輸出單脈沖光能量12mJ、脈沖上升沿和脈沖寬度為40ns和140ns的激光脈沖觸發(fā)光電導(dǎo)開關(guān)，可以測得直流偏壓下壓敏電阻5超快電脈沖響應(yīng)的一些特性，圖4為電源電壓1260V時ZnO壓敏電阻5輸出的包含容性電流脈沖波形B13和傳導(dǎo)電流脈沖波形B14的復(fù)合型電脈沖。直流電源I電壓由970V升高到2460V，獲得了壓敏電阻5輸出電脈沖波形由單脈沖波形演變到復(fù)合型脈沖波形的測試結(jié)果，結(jié)果表明復(fù)合型電脈沖中傳導(dǎo)電流脈沖幅值增長率大于容性電流脈沖幅值增長率。實施例2在實施例I的基礎(chǔ)上引入了分壓電阻10，除了具有實施例I的有益效果之外，還具有如下有益效果給定的電源電壓下，選取不同阻值的分壓電阻，ZnO壓敏電阻5可以獲得不同的直流偏置電壓，同時光電導(dǎo)開關(guān)4的偏置電壓也隨之變化，即ZnO壓敏電阻5獲得的超快電脈沖激勵的幅值隨之發(fā)生了變化。
權(quán)利要求
1.一種壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試裝置，其特征在于包括直流電源(I)、激光器(6)、光電導(dǎo)開關(guān)(4)和壓敏電阻(5)，所述光電導(dǎo)開關(guān)(4)與所述壓敏電阻(5)串聯(lián)，所述直流電源(I)串聯(lián)保護(hù)電阻(2 )為儲能裝置(3 )供電，且所述儲能裝置(3 )與所述保護(hù)電阻(2)的接點與所述光電導(dǎo)開關(guān)(4)連接，所述壓敏電阻(5)與取樣電阻(7)連接且其接點通過衰減器(8)與存儲示波器(9)連接；所述激光器(6)為納秒或皮秒脈沖激光器。
2.如權(quán)利要求I所述的壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試裝置，其特征在于所述光電導(dǎo)開關(guān)(4)并聯(lián)分壓電阻(10)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試裝置，其特征在于所述儲能裝置(3)為容性儲能元件，能儲存足夠電能滿足光電導(dǎo)開關(guān)的完整導(dǎo)通放電。
4.如權(quán)利要求3所述的壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試裝置，其特征在于所述取樣電阻(7)為同軸傳輸線50歐姆匹配電阻或純阻性電阻，所述衰減器(8)為同軸衰減器，通過 同軸線傳輸線與所述存儲示波器(9)相連。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試方法，其特征在于用直流電源(I)供電，用脈沖激光器(6)照射光電導(dǎo)開關(guān)(4)激勵壓敏電阻(5)，通過取樣電阻(7)和存儲示波器(9)測量所述壓敏電阻(5)的輸出特性。
6.如權(quán)利要求5所述的壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試方法，其特征在于通過光電導(dǎo)開關(guān)(4)并聯(lián)分壓電阻(10)調(diào)節(jié)超快電脈沖激勵前所述壓敏電阻(5)的直流分壓。
7.如權(quán)利要求5或6所述的壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試方法，其特征在于具體包括如下步驟 1)在取樣電阻(7)上串聯(lián)電流表，在光電導(dǎo)開關(guān)(4)暗態(tài)下測量電路的直流伏安特性，得到電脈沖激勵前壓敏電阻(5 )直流偏置電壓的定標(biāo)曲線； 2)移除所述電流表，控制激光器(6)輸出激光脈沖觸發(fā)光電導(dǎo)開關(guān)(4)產(chǎn)生超快電脈沖激勵壓敏電阻(5)，壓敏電阻(5)輸出上升沿和脈沖寬度均為納秒量級的超快電脈沖信號，通過示波器(9)記錄電脈沖波形，得到壓敏電阻(5)超快電脈沖響應(yīng)特性表征。
全文摘要
一種壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的測試裝置及測試方法，其特征在于包括直流電源、激光器、光電導(dǎo)開關(guān)和壓敏電阻，光電導(dǎo)開關(guān)(4)與所述壓敏電阻(5)串聯(lián)，電源(1)串聯(lián)保護(hù)電阻(2)為儲能裝置(3)供電且所述儲能裝置(3)與所述保護(hù)電阻(2)的接點與所述光電導(dǎo)開關(guān)(4)連接，所述壓敏電阻(5)與取樣電阻(7)連接且其接點通過衰減器(8)與存儲示波器(9)連接；所述激光器(6)為納秒或皮秒脈沖激光器。本發(fā)明測試方法為用直流高壓電源(1)供電，用脈沖激光器(6)照射光電導(dǎo)開關(guān)(4)激勵壓敏電阻(5)，通過取樣電阻(7)和存儲示波器(9)測量所述壓敏電阻(5)的輸出特性，得到壓敏電阻超快電脈沖響應(yīng)的特性表征。
文檔編號G01R31/00GK102854413SQ20121022481
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者施衛(wèi), 解光勇, 李孟霞 申請人:西安理工大學(xué)