[发明专利]半导体元件直流耐压自动测试器

说明书

本发明属于一种用于测定半导体元件直流耐压的新型自动测试装置。

一般公知的半导体耐压测试设备，如晶体管特性图示仪，作元件耐压测试一般只能达到一千伏以下;以人工调控测试电压，用图形曲线间接比较得出被测元件的击穿电压，测试速度慢、精度低、操作复杂;图示仪属于大型仪器，较笨重，且价格昂贵。其他一些半导体直流耐压专用测试设备也多为人工调控测试电压，给使用者带来极大不便。

本发明的目的在于设计一种新型半导体元件直流耐压测试设备，使之自动调控测试电压，测试精度较高，小巧轻便，操作简单，安全可靠，以便弥补一般公知的半导体元件直流耐压测试设备在功能上的不足。

本发明的特点是：

由自动恒流测量电路与自动步进调压电路，以单方向叠加法组成了耐压测试系统，自动调控测试电压，低自0.1伏，高达2000伏，耐压测量电流多档可选;

以普通数字式或指针式直流电压表作耐压示值，采取偏移电压补偿表头的分流，提高了测试读数精度;

由于采用了单方向叠加技术，整机电路均以中低压元件构成，造价较低。

以下将结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的逻辑框图。

图2是本发明的自动恒流测压系统电子线路原理图。

图3是本发明自动步进调压系统电子线路原理图。

参照图1-3，本发明包括自动恒流测压系统SA和自动步进调压系统SB两部分。自动恒流测压系统SA由测量与取样单元1、恒流控制单元2组成，测量与取样单元1由开关SW1、SW2、K，电阻R1-R10、R37-R40，稳压二极管D1、D9，外供电源E3和接线端子P1-P4构成。其中SW1为测试电流选择开关，SW2为被测元件极性转换开关，K为测量读数开关，R1-R7为测试电流选择取样电阻，R40为假负载电阻，由R8-R10、D1提供了基准参比电压VR1，由R37-R39、D9提供分流补偿偏移电压VR2。P1、P2接被测元件，P3、P4外接读数电压表;Vi为由取样电阻上得到的恒流控制信号。

恒流控制单元2由运算放大器A1，三极管T01、T02，二极管D2、D3，电阻R11-R14和外接主电源E1，电路工作电源1V+、1V-组成。其中A1、D3、T01、R11-R14组成了比较放大器。T02为恒流调整管，IM为恒定测试电流。

自动恒流测压系统SA的功能是：

当被测耐压元件选定了测试电流（耐压测试条件电流）的情况下，以足够高的精度自动地恒定流过被测元件回路的测试电流1M，在被测元件两端建立起稳定电压，即被测元件的耐压。同时，提供了耐压数值显示仪表分流补偿电路，以保证测量读数精度。

自动步进调压系统SB由区间电压比较单元3、步进电压控制单元4、步进电压驱动单元5、辅助步进电压插入单元6组成。

区间电压比较单元3由运算放大器A2、A3，二极管D5-D8，电阻R15-R26构成。其中A2、D5、D6、R21、R22、R25组成上升控制电压比较器，其输出电压为V01;A3、D7、D8、R23、R24、R26组成下降控制电压比较器，其输出为V02;由R15-R20组成区间电压取样电路，在R16上端取得的分压MV与T02上端取得的分压LV与T02输入电压成比例，LV约为E1的5%，HV约为E1的95%，2V+、2V-为电路工作电源。

步进电压控制单元4由时基集成电路IC1、数字集成电路IC2-IC4、电阻R61、R62、电容器C、二极管D20、D21组成。其中IC1、R61、R62、D20、D21、C组成超低频（约2Hz）脉冲发生器，CP为输出的脉冲电压，3V+为工作电压。由IC2的与非门M1-M4构成CP脉冲控制电路，控制信号来自区间电压比较单元3的V01、V02和IC4的相应输出。由IC3、IC4组成十进可逆计数分配器;加计数脉冲CP+来自M1的输出，减计数脉冲CP-来自M2的输出，Y0-Y9为十进制分配输出端。

步进电压驱动单元5由电阻R41-R60，三极管T1-T10，二极管D10-D19，发光二极管L1-L10，超小型继电器J0-J9组成。E4为电路工作电源，其输入控制来自IC4的Y0-Y9。Y0-Y9在变换过程中，同时只能在一个为高电平输出，使相连的三极管导通，继电器吸合，发光二极管显示。