專利名稱：半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種測試分析方法及裝置，特別涉及半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試、可靠性分析的方法和裝置。
已有的半導(dǎo)體激光器可靠性(壽命)檢測方法采用電老化法。通過測量被檢測器件的閾值電流、輸出功率等，通過提高溫度、加大電流的加速老化方法，把一定電流下光功率變化率大的器件篩選掉。具體步驟是將被檢測器件放置于老化臺上，在溫度為80℃、電流150mA條件下老化72小時，測量一定電流下的光功率或閾值電流在老化前后的變化，認(rèn)為變化率大的為不可靠器件。這種檢測分析方法，花費(fèi)時間長，不能實(shí)時檢測，老化臺要有足夠的容量(造得很大)，這不僅要有很高的造價，耗費(fèi)很大的電能，而且生產(chǎn)效率低；這種檢測分析方法由于被檢測器件通電加溫時間長，易受到熱電沖擊，使器件損傷或損環(huán)；這種檢測分析方法由于條件相同，在穩(wěn)定電流或恒定功率下對不同器件來說負(fù)荷是不同的，如有的器件在此電流條件下基本不發(fā)光，有的卻發(fā)生激射。即，有的器件對此條件已經(jīng)是苛刻的，有的器件又顯得條件太寬，因而或者達(dá)不到篩選的目的，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，或者條件太苛刻，使器件使用壽命明顯降低。
與本明最相接近的裝置是“激光二極管綜合測試系統(tǒng)”。主要由直流電源、微機(jī)、數(shù)據(jù)采集板、積分球光功率檢測系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、數(shù)字PID控制器、雙單色儀、遠(yuǎn)場測量系統(tǒng)、測試頭及外圍設(shè)備構(gòu)成?？刂破髦须娏髟纯刂?～2A直流電源給激光器加連續(xù)可調(diào)直流電流，模擬測量卡也裝在控制機(jī)插槽中，來測量激光器的各種參數(shù)，溫度控制卡通過計(jì)算機(jī)發(fā)出指會去驅(qū)動TE驅(qū)動板，給激光器加溫或減溫，最終達(dá)到控制器設(shè)定的溫度。這套測試系統(tǒng)可以測量半導(dǎo)體激光器的閾值電流Ith、正向結(jié)電壓Vs，光功率與驅(qū)動電流的關(guān)系曲線P-I曲線，微分光功率dP/dI及遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布、光譜響應(yīng)等參量或參數(shù)，具有可變溫、操作方便、精度高等特點(diǎn)。但是該測試系統(tǒng)只能給出一些器件的參數(shù)，不能對器件的質(zhì)量和可靠性做出評價；而且還不能測量器件的結(jié)特征參量m、b參數(shù)、下沉高度h和熱阻RT以及這些參數(shù)的溫度變化率。
本發(fā)明利用全微機(jī)控制的半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試和可靠性檢測分析的裝置，通過對電導(dǎo)數(shù)曲線、熱阻等的測試，取得特征參量(參數(shù))，經(jīng)綜合分析判別器件的質(zhì)量，達(dá)到簡便、無損、快速地對多個器件進(jìn)行可靠性檢測的目的。
本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析方法主要是通過對被檢測器件的電導(dǎo)數(shù)曲線及變溫電導(dǎo)數(shù)曲線的測試，得到器件的部分特征參數(shù)隨溫度變化率，將得到的這些數(shù)據(jù)跟正常參數(shù)比較，對半導(dǎo)體激光器質(zhì)量和可靠性進(jìn)行評價。
具體的步驟敘述如下第一，測出被檢測的半導(dǎo)體激光器的電導(dǎo)數(shù)曲線，即IdV/dI～I(xiàn)曲線。其中I為被檢測器件的驅(qū)動電流，V為被檢測器件的結(jié)電壓。一般的IdV/dI～I(xiàn)曲線形狀如圖1所示。
第二，從電導(dǎo)數(shù)曲線中得到閾值電流Ith，對閾值電流Ith前后的兩段曲線進(jìn)行直線擬合，得到兩個斜率和截距，閾值前部分的截距為mkT/q，斜率為Rs1，閾值后部分截距為b，斜率Rs2，其中的m為結(jié)特征參量，k為波爾茲曼常數(shù)，T為測試溫度，q為電子電荷，b為b參數(shù)，Rs1、Rs2為閾值前后的串聯(lián)電阻。由閾值電流Ith附近曲線的極大值和極小值的差值，測得閾值電流Ith處的結(jié)電壓飽合程度，即下沉高度h(mV)。
第三，改變測試溫度T，由變溫前后的電導(dǎo)數(shù)曲線測得Δb/ΔT，即b參數(shù)隨溫度T的變化率。還可以測得閾值電流Ith隨溫度T的變化率ΔIth/ΔT，并推算出特征溫度To。
第四，將所得的各參數(shù)跟這種結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器的這些參量的正常取值(正常參數(shù)值)相比較，對被檢測器件的質(zhì)量和可靠性做出評價，評價的規(guī)律是下沉高度h值不小于正常參數(shù)值，b參數(shù)、結(jié)特征參量m、串聯(lián)電阻Rs、b參數(shù)隨溫度的變化率Δb/ΔT不大于正常參數(shù)值的是可靠性好的器件。
第五，所說的正常參數(shù)值是對被檢測的一批器件抽樣，用常規(guī)的可靠性檢測和老化方法選出合格樣品經(jīng)測試得到。
電導(dǎo)數(shù)由線在閾值電流Ith處出現(xiàn)下沉，是結(jié)電壓飽合所致，對同種器件，h值差異是器件制備過程中材料參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)差異及工藝分散性等因素造成的，h值偏小的器件，往往可靠性差。結(jié)特征參量m受接觸非線性、異質(zhì)結(jié)界面狀況非輻射復(fù)合，漏電等因素的影響，對一個半導(dǎo)體激光器，m值的大小是材料質(zhì)量和工藝水平的標(biāo)志。因此，一般來說可靠性好的器件m值較小。串聯(lián)電阻Rs一般表示器件的接觸好壞，Rs偏大可能與圖形尺寸或壓焊質(zhì)量或帽層電阻率偏高等有關(guān)。b參數(shù)值大，電導(dǎo)數(shù)曲線在閾值電流Ith后部分向下彎曲，通常是由于器件存在一個和結(jié)相并聯(lián)的非線性通道等有關(guān)。所以b參數(shù)值大而Δb/ΔT又大的器件肯定是不可靠器件。
本發(fā)明中的測試電導(dǎo)數(shù)曲線IdV/dI～I(xiàn)的方法是由微機(jī)軟件控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出一個與要加在被檢測器件上驅(qū)動的電流相對應(yīng)的電壓，經(jīng)電壓-電流變換得到隨時間變化的驅(qū)動電流I加在被檢測器件上，同時用一個正弦信號對驅(qū)動電流I調(diào)制，正弦信號的頻率可以是10KHz，經(jīng)鎖相放大器檢出其基頻分量得dV/dI，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器送入微機(jī)，軟件完成與I的乘積，屏幕給出Idv/dI～I(xiàn)曲線和計(jì)算出各參數(shù)。
由于熱阻RT是表明半導(dǎo)體激光器散熱性能的參數(shù)，熱阻RT的大小跟材料的熱導(dǎo)率及幾何形狀有關(guān)。熱阻RT是造成結(jié)升溫的重要因素，是引起器件參數(shù)劣化的主要原因，熱阻RT大的器件不能在室溫下連續(xù)工作。因此，熱阻RT也是判定半導(dǎo)體激光器可靠性的依據(jù)之一。
本發(fā)明的對熱阻RT的測試采用正向壓降法，具體測試過程包括在溫度為T時，對被檢測器件加一個占空比極小的測試電流，測得該電流下的正向結(jié)壓降VL；再疊加一個寬脈沖加熱電流IT，熱平衡后測得測試電流下的正向結(jié)電壓VH和加熱電流IT下的結(jié)壓降V，得加熱電功率PT＝IT·V·δ，其中δ為加熱電流IT的占空比；在另一個溫度T’時在測試電流下測得正向結(jié)電壓V’L，則得到器件的正向壓降的溫度系數(shù)K＝(VL-V’L)/(T-T’)；最后得熱阻RT＝(VL-VH)/K·PT。
本發(fā)明對光功率曲線(P-I曲線)及光功率對驅(qū)動電流的微分dP/dI是采用大面積鍺探測器作光功率檢測，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將光強(qiáng)大小以數(shù)字形式送入微機(jī)測得。
用本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析方法對PBC結(jié)構(gòu)InGa/AsP/InP激光器進(jìn)行檢測分析，可靠性好的器件的各參數(shù)值為Rs＜10Ω，m＜3.5，b＜10mV，Δb/ΔT＜0.4mV/K，h＞50mV，RT＜50Ω。
按照本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析方法發(fā)明了兼有測試器件多種參數(shù)的測試功能和器件可靠性檢測分析功能的裝置——半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析儀。本發(fā)明的裝置跟現(xiàn)有的“激光二極管綜合測試系統(tǒng)”比較，除相同功能外，可以對器件的電導(dǎo)數(shù)曲線進(jìn)行測試和繪圖；可以對多個被檢測器件進(jìn)行快速逐個地測試各參數(shù)；可以測得其他儀器得不到的b參數(shù)，下沉高度h，結(jié)特征參量m以及隨溫度的變化率等；可以給出器件質(zhì)量及可靠性的判定結(jié)果。
本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析儀的結(jié)構(gòu)，主要包括有微機(jī)1、主機(jī)2、樣品箱3三個部分。其中主機(jī)2中有數(shù)據(jù)采集板4，電壓-電流變換電路7以及單片機(jī)控溫系統(tǒng)9；樣品箱3內(nèi)有樣品架、電流-電壓變換電路10、光電探測器30、保溫箱22、溫度傳感器、加熱體23等。所說的數(shù)據(jù)采集板4包含有數(shù)模轉(zhuǎn)換器5和模數(shù)轉(zhuǎn)換器6，插在微機(jī)1擴(kuò)展槽上，數(shù)模轉(zhuǎn)換器5跟電壓-電流變換電路7電連接，由微機(jī)1軟件控制，使數(shù)模轉(zhuǎn)換器5輸出的電壓信號經(jīng)電壓-電流變換電路7變?yōu)殡S時間線性變化的驅(qū)動電流I加在被檢測器件29上；所說的光電探測器30將被檢測器件29輸出的光電流，經(jīng)電流-電壓變換電路10轉(zhuǎn)化為電壓信號輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換器6，完成對P～I(xiàn)曲線及dP/dI～I(xiàn)曲線的測試；被檢測器件29給出的結(jié)電壓信號輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換器6，完成對熱阻RT和伏安特性曲線(V～I(xiàn)曲線)的測量；本發(fā)明的特征在于，在主機(jī)2內(nèi)還裝有鎖相放大器8和信號源11，鎖相放大器8的輸入端跟信號源11及被檢測器件29電接通，輸出端跟模數(shù)轉(zhuǎn)換器6電接通；信號源11輸出的正弦信號以恒流方式調(diào)制由電壓-電流變換電路7輸給被檢測器件29的驅(qū)動電流I，經(jīng)鎖相放大器8檢出基頻分量dV/dI，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器6送入微機(jī)1，由軟件完成dV/dI與I的乘積，得到電導(dǎo)數(shù)曲線。
本發(fā)明的樣品箱3的具體結(jié)構(gòu)可參見圖3。將機(jī)箱21分為活動的上半部分3I和固定的下半部分34。這樣可以方便地打開上蓋，放置被檢測器件29。在機(jī)箱21內(nèi)裝有用絕熱材料制作的保溫箱22，樣品架、加熱體23等置于保溫箱22內(nèi)。本發(fā)明的特征在于，在加熱體23的中間放置加熱棒24，構(gòu)成內(nèi)熱式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)熱傳遞快，被檢測器件29受熱均勻；所說的樣品架包括有樣品支座26，燕尾槽夾具27、熱沉夾具28。樣品支座26固定在加熱體23的上面，比如用螺釘25固定，在一個樣品支座26可以并列裝有兩個以上的燕尾槽夾具27，每個燕尾槽夾具27用埋頭螺釘37與樣品支座26固定，螺孔36是電絕緣螺孔，保證各燕尾槽夾具27跟樣品支座26電絕緣。熱沉夾具28頂端放置被檢測器件29，熱沉夾具28用螺釘跟燕尾槽夾具27的上半部分(截面為燕尾形狀的部分)聯(lián)接。由于使用了燕尾跟燕尾槽互相配合的燕尾槽夾具27，容易更換被檢測器件29。由于燕尾槽夾具27跟樣品支座26電絕緣，使得兩個以上的被檢測器件29之間亦為相互電絕緣。每一個被檢測器件29的出光口都跟一個光電探測器30的受光中心位置相對準(zhǔn)，光電探測器30被安裝在保溫箱22的后面板上，并可根據(jù)被檢測器件29的長、短波長進(jìn)行更換。兩個以上的被檢測器件29通過一個通道轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)逐個連續(xù)檢測，所說的通道轉(zhuǎn)換器采用模擬開關(guān)并用三極管擴(kuò)展電流的方式設(shè)計(jì)而成。各被檢測器件29的電極通過多股扁平電極引線32，跟通道轉(zhuǎn)換器電流輸出端接通為被檢測器件29提供驅(qū)動電流I。圖3中的38為電極引線印刷電路板，39為隔熱墊板，40為溫度傳感器的安裝孔。
本發(fā)明的單片機(jī)控溫系統(tǒng)9可選用集成溫度傳感器，比如AD590裝于加熱體23上的安裝孔40中，可采用雙積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，比如MC14433，把溫度值轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)輸出控制信號，再經(jīng)光電耦合器，如4N28，隔離后控制雙向可控硅，用交流電給加熱棒24供電；所說的單片機(jī)可以采用MCS-8751單片機(jī)芯片，通過Rs232串行通訊口與微機(jī)1交換信息。單片機(jī)控溫系統(tǒng)9還可以加過零脈沖電路與單片機(jī)相接，使加熱棒24電流的通斷均在交流電過零點(diǎn)時完成，避免控溫系統(tǒng)對測試的影響。
通道轉(zhuǎn)換的具體電路可參見圖4。其中的Q為中功率NPN三極管，要求穿透電流小，電阻R1為防止模擬開關(guān)過載而設(shè)置，電阻R2為避免模擬開關(guān)的漏電流使Q誤導(dǎo)通而設(shè)置，Iin和Iout為驅(qū)動電流I對開關(guān)來說的輸入和輸出電流。模擬開關(guān)可采用16選1開關(guān)K，由于16選1模擬開關(guān)K的導(dǎo)通電阻和功率限制，不允許直接通過大電流，而驅(qū)動電流較大，所以采取了三極管擴(kuò)展電流的方式。當(dāng)模擬開關(guān)K選通X1時，輸入電流Iin經(jīng)過R1和模擬開關(guān)K為NPN三極管Q1提供偏置電流，使Q1導(dǎo)通，從電路中可以看出Iout＝Iin；當(dāng)模擬開關(guān)k不選通X1時，Q1截止，輸出電流Iout＝0。這樣就完成了較大電流的通道轉(zhuǎn)換。對模擬開關(guān)的控制可以通過控制線L由單片機(jī)控溫系統(tǒng)9的單片機(jī)擔(dān)任。
極性變換的電原理圖可參見圖5。圖5中A，B為兩組極性變換插座33，它們的接地引線位置恰好相反，即A組的各相鄰兩條引線中為右側(cè)引線接地，而B組的各相鄰兩條引線中為左側(cè)引線接地；C為電極引線插頭，跟被檢測器件29通過多股扁平電極引線32電聯(lián)接，每相鄰的兩條引線接通一個被檢測器件29。正如圖5所示，當(dāng)電極引線插頭C插入極性變換插座33A時，每一個被檢測器件29的左端電極接地，而插入極性變換插座33B時則右端電極接地，從而方便地實(shí)現(xiàn)了被檢測器件29的極性變換。極性變換插座33跟通道轉(zhuǎn)換器電流輸出端接通并為被檢測器件29提供驅(qū)動電流I。


圖1是半導(dǎo)體激光器的電導(dǎo)數(shù)曲線及部分參數(shù)。
圖2是本發(fā)明的裝置整機(jī)結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是本發(fā)明的裝置的樣品箱結(jié)構(gòu)半剖圖。
圖4是本發(fā)明的裝置的通道轉(zhuǎn)換電路圖。
圖5是本發(fā)明的裝置的極性轉(zhuǎn)換插座插頭原理圖。
本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析方法和裝置具有如下特點(diǎn)①是對半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析的全新方法，對器件篩選具有無損、快速、簡便的特點(diǎn)，并可對影響器件可靠性的因素進(jìn)行分析。本發(fā)明的裝置具有微機(jī)化、智能化、自動化特點(diǎn)，不僅為可靠性檢測分析提供數(shù)據(jù)，而且能測試現(xiàn)有裝置不能完成的電導(dǎo)數(shù)曲線和一些器件參數(shù)。②可對兩個以上，即批量的被檢測器件通過多通道轉(zhuǎn)換電路一次逐一完成測試互作；可以通過極性轉(zhuǎn)換插座，方便地完成被檢測器件的電極變換。③能進(jìn)行變溫測試，單片機(jī)控溫系統(tǒng)能達(dá)到對被檢測器件快速均勻加溫，能避免對測試過程和結(jié)果的干擾，可靠性高；單片機(jī)溫度的控制是通過主機(jī)鍵盤輸入，由軟件完成，省去了單片機(jī)另設(shè)鍵盤和顯示屏。④用正向結(jié)壓降法測熱阻，比其他方法靈活、方便、速度快、準(zhǔn)確率高。⑤在電導(dǎo)數(shù)曲線測試中硬件少，成本低，每測量前都可以由微機(jī)軟件對鎖相放大器定標(biāo)一次，彌補(bǔ)模擬測量系統(tǒng)的漂移，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時測試，每次測量時間小于兩分鐘，開機(jī)不需預(yù)熱。⑥燕尾槽夾具的使用可以方便被檢測器件的更換，有利于批量測量。⑦本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)簡單，功能較全，性能可靠，便于操作。即可以測試器件，又可以測試管芯，可用于生產(chǎn)，通過對器件參數(shù)的測試，指導(dǎo)生產(chǎn)和對器件進(jìn)行篩選。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析方法，其特征在于對同一種結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器按下述順序進(jìn)行參數(shù)測試和進(jìn)行可靠性分析①測出被檢測的半導(dǎo)體激光器的電導(dǎo)數(shù)曲線，即IdP/dI～I(xiàn)曲線，其中I為半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動電流，dP/dI為結(jié)電壓對驅(qū)動電流的微分；②從電導(dǎo)數(shù)曲線中得到閾值電流Ith，對閾值電流Ith前后兩部分曲線進(jìn)行直線擬合，得到兩個斜率和截距，閾值前部分的截距為mkT/q，斜率為Rs1，閾值后部分的截距為b，斜率為Rs2，其中，m為結(jié)特征參量，k為波爾茲曼常數(shù)，T為測試溫度，q為電子電荷，b為b參數(shù)，Rs1、Rs2為閾值前后的串聯(lián)電阻；由閾值電流Ith附近曲線的極大值與極小值的差值，測得閾值電流處的結(jié)電壓飽合程度，即下沉高度h；③改變測試溫度T，由變溫前后的電導(dǎo)數(shù)曲線，測得Δb/ΔT；及ΔIth/ΔT；④將所得的各參數(shù)跟這種結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器的這些參數(shù)的正常取值(正常參數(shù)值)相比較，對被檢測的半導(dǎo)體激光器的質(zhì)量和可靠性做出評價；評價規(guī)律是h值不小于正常參數(shù)值、b、m、Δb/ΔT、Rs不大于正常參數(shù)值為可靠性好的器件；⑤所說的正常參數(shù)值是對被檢測的一批器件抽樣，用常規(guī)的可靠性檢測和老化方法選出合格樣品經(jīng)測試得到。
2.按照權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析方法，其特征在于用于進(jìn)行可靠性檢測分析的參數(shù)還包括有熱阻RT，光功率P與驅(qū)動電流關(guān)系曲線(P-I曲線)、光功率對驅(qū)動電流的微分dP/dI等；所說的熱阻RT是由正向壓降法進(jìn)行測量的，即對被檢測器件加占空比較小的測試電流測量該電流下的正向結(jié)電壓VL，再疊加一寬脈沖加熱電流IT，熱平衡后測得測試電流下的正向結(jié)電壓VH和加熱電流IT下結(jié)壓降V，可得加熱電功率PT，另一溫度下再測測試電流下的正向結(jié)電壓V’L，可得器件的正向壓降的溫度系數(shù)K＝(VL-V’L)/ΔT，ΔT為兩次測量正向結(jié)電壓時的溫度差，最后得熱阻RT＝(VL-VH)/k·PT；所說的光功率曲線及光功率對驅(qū)動電流的微分是采用大面積鍺探測器作光功率檢測，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器光強(qiáng)大小將以數(shù)字形式送入微機(jī)測得。
3.按照權(quán)利要求1和2所述的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析方法，其特征在于，所說的電導(dǎo)數(shù)曲線測試是由微機(jī)軟件控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出一個與要加在被檢測器件上的驅(qū)動電流I相對應(yīng)的電壓，經(jīng)電壓-電流變換得到隨時間變化的驅(qū)動電流I加在被檢測器件上，同時用一個正弦信號對驅(qū)動電流調(diào)制，經(jīng)鎖相放大器檢出其基頻分量得到dV/dI，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器送入微機(jī)，軟件完成與I的乘積，屏幕繪IdV/dI～I(xiàn)曲線和計(jì)算出各參數(shù)。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析方法，其特征在于，對PBC結(jié)構(gòu)InGa/AsP/InP激光器，Rs＜10Ω，m＜3.5，b＜10mV，Δb/ΔT＜O.4mV/k，h＞50mV，RT＜50Ω為可靠器件。
5.一種半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析儀，由微機(jī)(1)、主機(jī)(2)、樣品箱(3)組成，其中主機(jī)(2)包括有數(shù)據(jù)采集板(4)，電壓-電流變換電路(7)以及單片機(jī)控溫系統(tǒng)(9)；樣器箱(3)內(nèi)裝有樣品架、電流-電壓變換電路(10)，光電探測器(30)、保溫箱(22)以及溫度傳感器、加熱體(23)；所說的數(shù)據(jù)采集板(4)含有數(shù)模轉(zhuǎn)換器(5)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)，插在微機(jī)(1)擴(kuò)展槽上，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(5)跟電壓-電流變換電路(7)電連接，由微機(jī)(1)軟件控制，使數(shù)模轉(zhuǎn)換器(5)輸出的電壓信號經(jīng)電壓-電流變換電路(7)變?yōu)殡S時間線性變化的驅(qū)動電流加在被檢測器件(29)上，所說的光電探測器(30)將被檢測器件(29)輸出的光電流，經(jīng)電流-電壓變換電路(10)化為電壓信號輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)，完成對P-I曲線及dP/dI～I(xiàn)曲線的測試；被檢測器件(29)給出的結(jié)電壓信號輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)，完成對熱阻RT和伏安特性曲線的測量；本發(fā)明特征在于，在主機(jī)(2)內(nèi)還裝有鎖相放大器(8)和信號源(11)，鎖相放大器(8)的輸入端跟信號源(11)及被檢測器件(29)電連接，輸出端跟模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)電連接，信號源(11)輸出的正弦信號以恒流方式調(diào)制由電壓-電流變換電路(7)輸給被檢測器件(29)的驅(qū)動電流；經(jīng)鎖相放大器(8)檢出基頻分量dV/dI，經(jīng)模數(shù)換器(6)送入微機(jī)(1)，由軟件完成dV/dI與I的乘積，得到電導(dǎo)數(shù)曲線。
6.按照權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析儀，其特征在于所說的樣品箱(3)內(nèi)裝有絕熱材料的保溫箱(22)、加熱體(23)、樣品架置于保溫箱(22)內(nèi)，加熱體(23)中間放置加熱棒(24)，構(gòu)成內(nèi)熱式結(jié)構(gòu)；所說的樣品架包括有樣品支座(26)、燕尾槽夾具(27)和熱沉夾具(28)，樣品支座(26)固定在加熱體(23)上面，在一個樣品支座(26)上并列裝有兩個以上的燕尾槽夾具(27)，每個燕尾槽夾具(27)用埋頭螺釘(37)電絕緣地跟樣品支座(26)固定；熱沉夾具(28)上放置被檢測器件(29)，熱沉夾具(28)用螺釘跟燕尾槽夾具(27)的上半部分聯(lián)接；所說的光電探測器(30)兩個以上，安裝在保溫箱(22)的后面板上，受光中心位置跟被檢測器件(29)的出光口相對準(zhǔn)；各被檢測器件(29)通過一個通道轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)逐個連續(xù)檢測，所說的通道轉(zhuǎn)換器采用模擬開關(guān)并用三極管擴(kuò)展電流。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析儀，其特征在于所說的單片機(jī)控溫系統(tǒng)(9)是用集成溫度傳感器裝于加熱體(23)上的安裝孔(40)中；用雙積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器把溫度值轉(zhuǎn)為數(shù)字量送入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)輸出控制信號；再由光電耦合器隔離后控制雙向可控硅，用交流電給加熱棒(24)供電；單片機(jī)通過Rs232串行通訊口跟微機(jī)(1)交換信息。
8.按照權(quán)利要求5或6所述的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析儀，其特征在于各個被檢測器件(29)的電極通過多股扁平電極引線(32)跟極性變換插頭(C)電聯(lián)接，每相鄰的兩條引線接一個被檢測器件(29)；極性變換插座(33)有兩組(A，B)，它們的接地引線位置恰好相反，即A組的各相鄰的兩條引線中右側(cè)引線接地，則B組的各相鄰的兩條引線中左側(cè)引線接地；極性變換插座(33)跟通道轉(zhuǎn)換器電流輸出端接通為被檢測器件(29)提供驅(qū)動電流I。
9.按照權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析儀，其特征在于單片機(jī)控溫系統(tǒng)(9)中的單片機(jī)是MCS.8751單片機(jī)芯片，并通過控制線(L)對通道轉(zhuǎn)換器的模擬開關(guān)(K)進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試和可靠性分析的方法及裝置。該裝置主要由微機(jī)(1)、樣品箱(3)、數(shù)據(jù)采集板(4)、電流電壓轉(zhuǎn)換電路(7)、光電探測器(30)、電壓電流轉(zhuǎn)換電路(10)及信號源(11)和鎖相放大器(8)等構(gòu)成。通過對器件(29)電導(dǎo)數(shù)曲線、熱阻、功率及變溫曲線等的測試，用測得的參數(shù)對器件進(jìn)行可靠性分析。本發(fā)明具有微機(jī)化、自動化、加溫均勻、一次逐個檢測多個器件等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對器件可靠性無損、快速、簡便的檢測和分析。
文檔編號G01R27/00GK1117136SQ9510799
公開日1996年2月21日 申請日期1995年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月11日
發(fā)明者石家緯, 金恩順, 李正庭, 李紅巖, 郭樹旭, 高鼎三 申請人:吉林大學(xué)