本發(fā)明涉及電子元件電性能的測(cè)試裝置，特別是涉及單個(gè)半導(dǎo)體電子元件二極管反向恢復(fù)時(shí)間的測(cè)試裝置的電路。

背景技術(shù)：

二極管是最常用的電子元件之一，它最大的特性就是單向?qū)щ娦?，也就是電流只可以從二極管的一個(gè)方向流過(guò)，二極管的作用有整流電路，檢波電路，穩(wěn)壓電路，各種調(diào)制電路，主要都是有二極管來(lái)構(gòu)成的，現(xiàn)代脈沖電路中大量使用晶體管或二極管作為開(kāi)關(guān), 或者使用主要是由它們構(gòu)成的邏輯集成電路。而作為開(kāi)關(guān)應(yīng)用的二極管主要是利用了對(duì)正向電阻小及反向電阻大，電流表現(xiàn)出的開(kāi)關(guān)作用。

二極管和一般開(kāi)關(guān)的不同在于,“開(kāi)”與“關(guān)”由所加電壓的極性決定, 而且“開(kāi)”態(tài)有微小的壓降,“關(guān)”態(tài)有微小的電流。當(dāng)電壓由正向變?yōu)榉聪驎r(shí), 電流并不立刻成為(-I0) , 而是在一段時(shí)間內(nèi), 反向電流始終很大, 二極管并不關(guān)斷。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后, 反向電流才逐漸變小, 再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間, 二極管的電流才成為(-I0) ,這實(shí)際上是由電荷存儲(chǔ)效應(yīng)引起的, 反向恢復(fù)時(shí)間就是存儲(chǔ)電荷耗盡所需要的時(shí)間。該過(guò)程使二極管不能在快速連續(xù)脈沖下當(dāng)作開(kāi)關(guān)使用。如果反向脈沖的持續(xù)時(shí)間比反向恢復(fù)時(shí)間短, 則二極管在正、反向都可導(dǎo)通, 起不到開(kāi)關(guān)作用。因此了解二極管反向恢復(fù)時(shí)間對(duì)正確選取管子和合理設(shè)計(jì)電路至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：按照二極管的使用條件來(lái)決定測(cè)試條件，將測(cè)試結(jié)果顯示出來(lái)供篩選，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：其結(jié)構(gòu)包括二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試儀部分1、示波器部分2、電腦部分3和顯示器部分4部分組成。

二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試儀其結(jié)構(gòu)包括電源轉(zhuǎn)換部分1、開(kāi)關(guān)電源部分2、脈寬驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O部分3、高壓驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)4、二極管測(cè)試部分5和示波器顯示部分。

由于二極管的最大反向電壓有超過(guò)1000V的，因此電源通過(guò)220V交流逆變整流為1000V的電壓作為二極管測(cè)試裝置的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試最高的電壓。模擬開(kāi)關(guān)部件選擇IGBT作為開(kāi)關(guān)最為理想。脈寬驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O部分驅(qū)動(dòng)IGBT的柵極，柵極驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)限流電阻驅(qū)動(dòng)IGBT的柵極以控制IGBT的漏源極高壓導(dǎo)通，做為對(duì)被測(cè)試的二極管的模擬高壓開(kāi)關(guān)，再通過(guò)接地電阻保護(hù)二極管，同時(shí)取二極管的輸出信號(hào)連接到BNC接頭接到示波器來(lái)觀測(cè)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間和曲線。

附圖說(shuō)明

圖1為二極管反向恢復(fù)時(shí)間的測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成框圖。

圖2為二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)的原理框圖。

圖3為二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)換部分。

圖4為二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源電路。

圖5為二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)的脈寬控制柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)電路。

圖6為二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)的模擬開(kāi)關(guān)部分電路。

圖7為二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)的模擬開(kāi)關(guān)部分電路的驅(qū)動(dòng)控制時(shí)序圖。

圖8為二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)的面板框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，主要由二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試儀1、示波器2、電腦3和顯示器4組成。

如圖2所示，二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)是由電源轉(zhuǎn)換部分1、開(kāi)關(guān)電源部分2、脈寬驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O部分3、高壓驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)部分4、二極管測(cè)試部分5和示波器顯示部分6組成。

如圖3所示，二極管電源轉(zhuǎn)換部分由民用工頻交流電直接供電，經(jīng)過(guò)逆變整流電路，整流成1000V的高壓，為二極管的最大耐受電壓測(cè)試。

如圖4所示，二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試裝置的一般器件的供電部分采用一般常用芯片TL494設(shè)計(jì)成的開(kāi)關(guān)電源電路，故此不再詳細(xì)贅述。

如圖4所示，二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試裝置的脈寬控制柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)電路，同樣由一般常用芯片設(shè)計(jì)組成的脈寬控制電路，與一般電路區(qū)別是在本電路中用一個(gè)開(kāi)關(guān)作為對(duì)驅(qū)動(dòng)IGBT驅(qū)動(dòng)的觸發(fā)開(kāi)關(guān)。驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)A和B。A的時(shí)間如圖6所示t0~t1，比B的時(shí)間t2~t3的時(shí)間要長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)A的主要作用是加于二極管上作為反向電壓，保持相當(dāng)一段時(shí)間待其反向電壓穩(wěn)定，然后驅(qū)動(dòng)信號(hào)B加于Q1兩端，B信號(hào)的持續(xù)時(shí)間明顯比A的時(shí)間短很多，主要是給二極管恢復(fù)成正向的電壓，此時(shí)用觀測(cè)的方式觀察恢復(fù)曲線和時(shí)間。

如圖6結(jié)合圖7所示，柵極驅(qū)動(dòng)電路的柵極驅(qū)動(dòng)#1先施加高電平信號(hào)，高電平信號(hào)經(jīng)過(guò)限流電阻R3驅(qū)動(dòng)Q2，Q2在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的加載下導(dǎo)通漏源極，Q2漏源極間并聯(lián)了一個(gè)壓敏電阻RV1，壓敏電阻起到保護(hù)IGBT的最大工作電壓的作用，當(dāng)異常電壓加于Q2兩端時(shí)，此電壓超過(guò)了壓敏電阻的閥值電壓，由壓敏電阻保護(hù)IGBT，以防止IGBT損壞。Q2此時(shí)處于負(fù)電壓導(dǎo)通，二極管兩端加載的是反向電壓；待柵極驅(qū)動(dòng)電路的柵極驅(qū)動(dòng)#2施加高電平信號(hào)，經(jīng)過(guò)限流電阻組R1、R2和R5驅(qū)動(dòng)Q1，Q1在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的加載下導(dǎo)通漏源極，L1在此處的作用是保護(hù)Q2在Q1導(dǎo)通瞬間過(guò)大的沖擊電流可能損壞Q2，此時(shí)與壓敏電阻RV1結(jié)合，壓敏電阻RV1超過(guò)閥值后，保持閥值電壓，流過(guò)壓敏電阻的電流變大，保證Q2在額定工作環(huán)境下正常工作，此時(shí)二極管兩端為正向電壓，BNC接口經(jīng)過(guò)測(cè)試線連接到示波器觀測(cè)反向恢復(fù)時(shí)間和反向恢復(fù)曲線。Q1和Q2柵極前的限流電阻R3和R1阻值相同，R2和并聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻R5的作用是調(diào)節(jié)反向恢復(fù)曲線的斜率，R2與R5并聯(lián)的阻值增大時(shí)，斜率變小，反之，斜率變大。二極管后接的R4為保護(hù)被測(cè)二極管的限流電阻，以防止二極管測(cè)試時(shí)，電流過(guò)大損壞二極管。

圖8為二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試儀的面板框圖，二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試儀已研發(fā)形成產(chǎn)品，本圖上已顯示出二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試儀正面板上的功能，如開(kāi)關(guān)、按鍵、顯示等功能。

其優(yōu)點(diǎn)是：測(cè)量準(zhǔn)確，穩(wěn)定可靠，在實(shí)際使用過(guò)程中，選用一些已知反向恢復(fù)時(shí)間的二極管作為參照值，與被測(cè)二極管同時(shí)觀測(cè)，只需要比較被測(cè)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間與參照的二極管的差異，簡(jiǎn)單有效地解決實(shí)際工作生產(chǎn)上對(duì)二極管的選用問(wèn)題。極大地提高了操作人員的工作效率。