[发明专利]二极管正向恢复参数综合测试分析平台

说明书

技术领域

本发明属于高频宽带信息信号处理技术领域，具体是指二极管正向恢复参数综合测试分析系统。

背景技术

在逆变电源、脉冲变压器、雷达等电力电子、通信装备中，所用二极管的开关瞬态特性对可靠性、效率有直接影响。对于二极管的瞬态过程，反向恢复特性得到了比较多的关注。但是二极管从截止或者反偏转为正向导通的过程也值得注意。在二极管刚导通的时候，正向压降会先上升到一个最大值，然后才会下降到稳态值。这是因为正向恢复过程中，由于PN结电容效应，从两极注入的多数载流子缓慢增加，初始时二极管的正向电阻很大，随着电流稳定，流过二极管的多数载流子缓慢增加至最大，二极管的电阻减小，其两端电压下降，称之为电导调制效应。也就是说，二极管在正向导通瞬间会承受一个正向过冲尖峰电压，此电压要大于稳态电压，而这个电压最大值随di/dt的增大而增大。二极管中的快恢复二极管的这个正向尖峰电压比较小，慢恢复二极管就会很严重。

一般情况下，由多子效应引起的二极管正向恢复特性比少子效应的反向恢复特性快很多，因此，对测试技术水平要求更高，一般难以达到。随着高频技术的发展，为提高大功率电力电子装置(逆变电源、脉冲变压器等)、通信雷达等领域的装备的技术水平，有必要开发一种适用于二极管正向恢复特性的研究及参数测量的测试装置。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种二极管正向恢复参数综合测试平台。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括有单元：

脉冲发生器，用于输出脉冲测试电流；

脉冲电流幅度调节电路，连接于脉冲发生器的输出端并用于对脉冲测试电流的幅度进行调节，分2档：低档50mA-1A，高档1-10A；

脉冲边沿加速电路，连接于脉冲电流幅度调节电路的输出端，并将脉冲测试电流的时间变化率加速至1000A/μs及以上；

脉冲上升时间处理电路，连接于脉冲边沿加速电路的输出端，用于检测脉冲上升时间所对应的脉宽信号，该脉冲上升时间处理电路的带宽不低于700MHz；

脉冲上升时间信号的脉宽—电压转换电路，连接于脉冲上升时间处理电路的输出端，用于将检测到的脉冲上升时间所对应的脉宽信号转换成对应的电压值输出，该脉冲上升时间信号的脉宽—电压转换电路不低于700MHz；

被测二极管，正向偏置连接于脉冲边沿加速电路的输出端上；

正向恢复电压测试及峰值检波电路，连接于被测二极管的输出端上，用于获得被测二极管的正向恢复电压和正向恢复电压峰值，该正向恢复电压测试及峰值检波电路的带宽不低于150MHz；

正向恢复时间处理电路，连接于正向恢复电压测试及峰值检波电路的输出端，用于检测被测二极管的正向恢复时间所对应的脉宽信号，该正向恢复时间处理电路的带宽不低于700MHz；

正向恢复时间信号脉宽—电压转换电路，连接于正向恢复时间处理电路的输出端，用于将检测到的被测二极管的正向恢复时间所对应的脉宽信号转换成对应的电压值输出，该正向恢复时间信号脉宽—电压转换电路的带宽不低于700MHz；

A/D转换电路，其输入端与正向恢复时间信号脉宽—电压转换电路以及脉冲上升时间信号的脉宽—电压转换电路的输入连接，并将模拟信号转换成数字信号输出；

中央处理器，连接于A/D转换电路的输出端，用于计算并获得正向恢复时间和脉冲上升时间的数值；

显示器，连接于中央处理器上，用于正向恢复时间和脉冲上升时间等参数的数值显示。

进一步设置是所述的正向恢复电压测试及峰值检波电路的输出端上还连接有示波器，用于直接显示正向恢复电压曲线与测量正向恢复时间。

进一步设置是所述的脉冲边沿加速电路的输出端把所输出的脉冲电流幅值通过A/D转换电路处理并输送到中央处理器中进行运算和显示。

进一步设置是所述的正向恢复电压测试及峰值检波电路的输出端把被检测到的二极管正向恢复电压值和正向恢复电压峰值通过A/D转换电路处理并输送到中央处理器中进行运算和显示。

进一步设置是所述的中央处理器上还连接有串口通讯接口和USB接口。

本发明的有益效果是：

1、使用本发明平台直接对电力二极管、开关晶体管、IGBT等的正向恢复参数进行测量分析比较，发现高性能的器件；

2、通过本发明测试的正向恢复参数，与器件的不同工艺、不同材料参数、不同结构联系起来，找出对应关系，指导器件的设计与研制，制造出优质的器件，造出高性能的电力电子、通信等装备；