[发明专利]一种快速多功能电子元器件温度特性测量仪器及测试腔体

说明书

本发明提供一种快速多功能电子元器件温度特性测量装置、仪器及测试腔体。可以测量多种电子元器件及材料样品的电容量、电感量、电阻值、介电系数、介电损耗、电压‑电流曲线、自发极化等参数的温度特性曲线；本发明具有体积小、重量轻、速度快、自动化程度高、多功能、高精度及使用成本低廉等诸多优点，可以用于企业对电子元件温度特性的快速检测，也可以用于科研实验室对器件、材料样品的特定参数的温度特性的研究，还可以用于实验演示、课堂教学等方面。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，是一种快速多功能电子元器件温度特性测量仪器及测试腔体。

背景技术

温度作为重要的环境参数，直接影响电子元器件的工作性能，多数电子设备失效是由于温度过高引起，因此温度的控制以及，电子元器件参数的温度漂移特性简称“温度特性”研究对于系统的可靠性十分关键。对于半导体元件，温升将使晶体管的最大允许功耗下降，结温升高，会使P-N结击穿损坏。温度的改变能够导致电感的电感量和品质因子变化；导致电容的容量和介质损耗角等参数变化；也能够导致电阻阻值偏离标称值。这些改变经常导致电路及设备的整体参数和性能发生重大改变，必须在设计阶段给予充分的考虑。在使用元件之前，也需要快速准确地了解元件的温度特性，才能有效提高设备的可靠性。此外，温度对诸如铁电材料的极化强度、铁磁材料的磁感应强度、介电材料的介电系数和损耗均有显著的影响。

了解和研究温度对电子元器件参数的影响规律，是大多数电子元器件生产和使用企业、科研院所不可或缺的一项工作，因此，相关的设备也引起了人们的广泛关注。

REF01:发明专利《介质材料及元器件温度特性测试装置》CN85102036A公开了一种装置，可以测量介质材料和元器件的等效阻抗、电容量、电感量、损耗角正切、等效串联电阻等电学参数的温度特性。该装置由变温器、测试腔和可在测试温度范围内保持阻抗恒定的测试传输线组成。其中，变温器采用电阻加热和液氮制冷的控温方式；测试腔则通过采用隔热材料，阻止空气对流和减少漏热，使得腔体体积减小，能耗降低，测试腔内放置温度探头用于测量和控制腔内温度；采用温度系数很小的导线将待测物品的上下电极连接到外部测试设备，通过改变腔体温度，同时使用外部测试设备测量墙内物品的相关参数，实现了对介质材料和元器件的相关参数的温度特性测量。

REF02：使用新型专利《一种电子材料电性能温度特性测试装置》(CN203688602U)公开了一种电子材料电性能温度特性测试装置，包括试样夹装置、电源和测试控制器，采用液氮制冷方式和电阻式加热方式，实现-190~280℃的控温范围；设计了新型试样夹装装置，通过弹簧，能够将试样紧压在试样台上，确保接插良好，而且能够适应不同尺寸的试样。采用单片机，通过控制电磁阀控制加热丝的通断时间实现加热控温；利用单片机的AD转换功能，读取温度信息和电子材料试样产生的电压信号，将测量结果显示在液晶显示屏上。

REF03：发明专利《一种电阻温度特性测试装置》CN104698281A公开了一种电阻温度特性测试装置，包括保温装置，功率恒流源、控制器和测试传感器。采用真空腔保温方式；采用功率恒流源为试样本身直接加热，通过传感器测量温度，通过测量试样两端电压和经过的电流计算试样的电阻，实现在特定温度下对试样电阻的测量，通过测量不同的温度点而实现对电阻温度特性的测量。

REF04：发明专利《测试MOS器件温度特性的结构及方法》CN102841300B公开了一种测试MOS器件温度特性的结构及方法。通过加热结构为MOS器件和用于校正的PN结加热，通过PN结电流进行校准，通过改变加热结构两端的电压或电流控制温度，同时在每个温度点对MOS器件的栅极、漏极、衬底和源极施加电压并测量相应的电流，从而得到MOS器件的温度特性。

另外，还有多个专利公开了测量压力传感器、热敏电阻和调谐器等元器件的温度特性。

但是上述的技术方案均存在不足之处，描述如下：