[实用新型]可变倍数的宽带指数波形放大器及半导体材料载流子复合寿命测试仪

说明书

本实用新型公开了一种可变倍数的宽带指数波形放大器及半导体材料载流子复合寿命测试仪，该宽带指数波形放大器包括：模拟开关芯片U1、高速仪表放大器芯片U2和放大倍数选择接口；模拟开关芯片U1设有多个放大倍数选择使能端，放大倍数选择使能端分别与放大倍数选择接口的输出引脚连接；模拟开关芯片U1还设有多对模拟开关触点引脚对，每对模拟开关触点引脚对的引脚端均连接有电放大倍数选择电阻，引脚端通过电放大倍数选择电阻分别与高速仪表放大器芯片U2的第二引脚和第三引脚连接；模拟开关触点引脚对在放大倍数选择使能端高电平时连通电放大倍数选择电阻与高速仪表放大器芯片U2连接。本实用新型具有宽带宽且放大倍数和带宽均可调的特点，能提高测量精度。

技术领域

本实用新型涉及宽带放大技术领域，具体涉及一种可变倍数的宽带指数波形放大器及半导体材料载流子复合寿命测试仪。

背景技术

半导体材料的载流子复合寿命主要受重金属杂质浓度的影响，半导体材料的载流子复合寿命范围非常广，短寿命的半导体材料，呈指数衰减的光电导信号一般都很微弱，需要通过较大的放大倍数的指数放大器才能让其放大至可分析的形态，而长寿命的半导体材料，信号一般都比较强，需要很小的放大倍数的放大器即可得到想要的信号形态。为适应不同载流子复合寿命的半导体材料寿命测试，需要采用不同放大倍数的指数波形放大器对测试信号进行放大，因此要求载流子复合寿命测试仪里采用的指数信号放大器的放大倍数在测量过程中必须是可以调节的。另外，短寿命的半导体材料的载流子复合寿命一般会低至1us，要想准确测量出这类半导体材料的载流子复合寿命，寿命测试仪内置的指数信号放大器的带宽必须处于低频段，这样对信号的放大才不会衰减过大。目前现有的载流子复合寿命测试仪，因为放大器倍不可调且宽带无法同时覆盖高频和低频，因此测量范围有限，单一设备无法检测全电阻率范围的半导体材料载流子复合寿命，只能单测短寿命或者长寿命的半导体材料。

现有的半导体材料载流子复合寿命测试仪用的信号放大器，多采用晶体管多级放大电路或者运算放大器的方案，其中，晶体管多级放大电路的方案，多由分立元器件组成，元器件多，结构复杂，成本高，其电路结构决定了其放大倍数不可轻易调节，调试维护困难；而运算放大器方案，虽然可通过调节运算放大器的反馈电阻要进行放大倍数的调节，但需要复杂的外围电路，其反馈电阻一般采用继电器进行选择控制，从而实现放大倍数的选择，继电器的特性决定了其在切换过程中，会产生电磁干扰，对于微弱信号的放大，往往会影响其信号的稳定性。另外，现有的运算放大器的带宽一般高频特性很好，耐低频特性很差，因此导致短寿命测量时，信号衰减过快，测量结果偏差大。

因此亟需一种宽带宽、放大倍数可调、稳定性高、能适配所有范围载流子复合寿命测试的宽带指数放大器，降低企业的检测成本，提高检测效率。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本实用新型提供一种可变倍数的宽带指数波形放大器，具备宽带宽且放大倍数和带宽均可调的特点，覆盖全范围的半导体材料载流子复合寿命测量范围，可自动适应全范围的半导体材料载流子寿命测量，同时保证测量时放大信号的准确性，提高测量精度，真实反映材料的整体性能。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种可变倍数的宽带指数波形放大器，包括：模拟开关芯片U1、高速仪表放大器芯片U2和放大倍数选择接口；

所述模拟开关芯片U1设有多个放大倍数选择使能端，放大倍数选择使能端分别与放大倍数选择接口的输出引脚连接；

所述模拟开关芯片U1还设有多对模拟开关触点引脚对，每对模拟开关触点引脚对的引脚端均连接有电放大倍数选择电阻，引脚端通过电放大倍数选择电阻分别与高速仪表放大器芯片U2的第二引脚和第三引脚连接，所述高速仪表放大器芯片U2的第二引脚和第三引脚用于检测模拟开关触点引脚对的电阻值；

所述模拟开关触点引脚对在放大倍数选择使能端高电平时连通电放大倍数选择电阻与所述高速仪表放大器芯片U2连接。