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利用吉时利2450型数字源表,对二极管I-V测试方案介绍

概述

二极管是两端口电子器件,支持电流沿着一个方向流动(正向 偏压),并阻碍电流从反方向流动(反向偏压)。不过,有许多种 类型的二极管,它们执行各种功能,如齐纳二极管、发光二极管(LED)、有机发光二极管( OLED )、肖克利二极管、雪崩二极 管、光电二极管等。每种二极管的电流电压 (I-V) 特性都有所不同。 无论在研究实验室还是生产线,都要对封装器件或在晶圆上进行二 极管I-V测试。

二极管I-V特性分析通常需要高灵敏电流表、电压表、电压源 和电流源。对所有分离仪器进行编程、同步和连接,既麻烦又耗时,而且需要大量机架或测试台空间。为了简化测试,缩小机架空间,单一设备,如吉时利 2450 型触摸屏数字源表,成为二极管特性分 析的理想选择,因为它能够提供电流和电压的源和测量。2450型仪 器可以对不同数量级(从10~11A至1A)的源电压和测量电流进行扫 描,这刚好符合二极管测试需求。这些测试可以通过总系自动进行, 也可以通过大型触摸屏轻松实现,用户可以在触摸屏上进行测试设 置,并呈现测试图表。图1给出2450型仪器对红色LED进行测试的 电压源和测得的电流,它与仪器输入端的连接采用4线配置。

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本应用笔记介绍了怎样利用 2450 型触摸屏数字源表 实现二极 管I-V特性分析。特别是,该笔记介绍了怎样利用仪器前面板的用户 界面启动测试、绘制图表并存储测量结果。

二极管I-V测试

通常,二极管参数测试要求能在较宽范围提供电流和电压的源 和测量。例如,从0V到大约1V对正向电压扫描,作为结果的电流 范围从10~12A到1A。不过,实际数量级、I-V测试类型以及提取 的参数取决于待测的具体二极管。为了测试LED,用户可能想测试 发光强度,作为应用电流的一个功能,而测试齐纳二极管的工程师 可能希望知道在某个测试电流时的“钳位”或齐纳电压。不过,在 各种不同类型的二极管中,有许多测试常见的测试。

图2给出典型二极管的I-V曲线,包括正向区、反向区和击穿区, 以及常见的测试点、正向电压(V )、漏电流(I )和击穿电压(V )。正向电压(V )测试涉及在二极管的正常工作范围内提供指定的正向偏置电流,然后测量作为结果的电压降。漏电流(I )测试确定二极管 在反向电压条件下泄漏的电流电平。其测试通过提供指定的反向电 压源,然后测量作为结果的漏电流。在反向击穿电压(V )测试中, 需要提供指定的反向电流偏置源,然后测量作为结果的二极管电压降。

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二极管与2450型仪器连接

二极管与2450型仪器的连接如图3所示。

利用4线连接,可以消除引线电阻的影响。当引线与二极管连 接时,注意Force HI和Sense HI引线与二极管阳极端相连,Force LO和Sense LO引线与二极管阴极端相连。尽可能使连接靠近二极 管,以消除引线电阻对测量准确度的影响。在源或测量大电流或低 电压时,注意这一点特别重要。

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当测量低电平电流(<1μA)时,建议使用后面板的三轴同轴连接 器和三轴同轴电缆,不再使用前面板的香蕉插孔。三轴同轴电缆具 有屏蔽功能,将减少电磁干扰效应,电磁干扰效应可能会干扰读数。 图4给出二极管与2450型仪器后面板三轴同轴连接器连接示意图。

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除了使用三轴同轴电缆,还应当把二极管放置在避光的金属 屏蔽箱内。应当采用正确的屏幕和其他低电流测量技术。

通过用户界面生成扫描和绘制图表

通过2450型仪器前面板的用户界面,可以轻松实现二极管测 试和扫描。只需按几下重要按键,即可生成和浏览I-V曲线。主要 包括以下步骤:

生成、执行和浏览I-V曲线的步骤

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图5给出1N3595二极管的测量结果,电压扫描范围0V~0.9V, 181个阶跃(步长5mV)。注意,在大型显示屏上绘制的12个量级 电流。只需按压TRIGGER按键,即可重复I-V扫描。

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将数据保存至USB闪存

生成的数据可以作为.csv文档保存至USB闪存。只需在仪器 前面板的USB端口插入USB闪存,按压MENU按键,按压Data Buffers,选择正确的数据缓冲区(defbuffer1是默认值),然后按 压Save to USB。如果您想更改文件名,请键入新的文件名,并 按压Enter。按压Yes,证实文件保存。这样,数据就保存至USB 闪存。


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