利用吉時(shí)利2450型數(shù)字源表，對(duì)二極管I-V測(cè)試方案介紹

概述

二極管是兩端口電子器件，支持電流沿著一個(gè)方向流動(dòng)（正向 偏壓），并阻礙電流從反方向流動(dòng)（反向偏壓）。不過(guò)，有許多種 類(lèi)型的二極管，它們執(zhí)行各種功能，如齊納二極管、發(fā)光二極管（LED）、有機(jī)發(fā)光二極管（ OLED ）、肖克利二極管、雪崩二極 管、光電二極管等。每種二極管的電流電壓 (I-V) 特性都有所不同。 無(wú)論在研究實(shí)驗(yàn)室還是生產(chǎn)線(xiàn)，都要對(duì)封裝器件或在晶圓上進(jìn)行二 極管I-V測(cè)試。

二極管I-V特性分析通常需要高靈敏電流表、電壓表、電壓源 和電流源。對(duì)所有分離儀器進(jìn)行編程、同步和連接，既麻煩又耗時(shí)，而且需要大量機(jī)架或測(cè)試臺(tái)空間。為了簡(jiǎn)化測(cè)試，縮小機(jī)架空間，單一設(shè)備，如吉時(shí)利 2450 型觸摸屏數(shù)字源表，成為二極管特性分 析的理想選擇，因?yàn)樗軌蛱峁╇娏骱碗妷旱脑春蜏y(cè)量。2450型儀 器可以對(duì)不同數(shù)量級(jí)(從10～11A至1A)的源電壓和測(cè)量電流進(jìn)行掃 描，這剛好符合二極管測(cè)試需求。這些測(cè)試可以通過(guò)總系自動(dòng)進(jìn)行， 也可以通過(guò)大型觸摸屏輕松實(shí)現(xiàn)，用戶(hù)可以在觸摸屏上進(jìn)行測(cè)試設(shè) 置，并呈現(xiàn)測(cè)試圖表。圖1給出2450型儀器對(duì)紅色LED進(jìn)行測(cè)試的 電壓源和測(cè)得的電流，它與儀器輸入端的連接采用4線(xiàn)配置。

本應(yīng)用筆記介紹了怎樣利用 2450 型觸摸屏數(shù)字源表 實(shí)現(xiàn)二極 管I-V特性分析。特別是，該筆記介紹了怎樣利用儀器前面板的用戶(hù) 界面啟動(dòng)測(cè)試、繪制圖表并存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果。

二極管I-V測(cè)試

通常，二極管參數(shù)測(cè)試要求能在較寬范圍提供電流和電壓的源 和測(cè)量。例如，從0V到大約1V對(duì)正向電壓掃描，作為結(jié)果的電流 范圍從10～12A到1A。不過(guò)，實(shí)際數(shù)量級(jí)、I-V測(cè)試類(lèi)型以及提取 的參數(shù)取決于待測(cè)的具體二極管。為了測(cè)試LED，用戶(hù)可能想測(cè)試 發(fā)光強(qiáng)度，作為應(yīng)用電流的一個(gè)功能，而測(cè)試齊納二極管的工程師 可能希望知道在某個(gè)測(cè)試電流時(shí)的“鉗位”或齊納電壓。不過(guò)，在 各種不同類(lèi)型的二極管中，有許多測(cè)試常見(jiàn)的測(cè)試。

圖2給出典型二極管的I-V曲線(xiàn)，包括正向區(qū)、反向區(qū)和擊穿區(qū)， 以及常見(jiàn)的測(cè)試點(diǎn)、正向電壓(V )、漏電流(I )和擊穿電壓(V )。正向電壓(V )測(cè)試涉及在二極管的正常工作范圍內(nèi)提供的正向偏置電流，然后測(cè)量作為結(jié)果的電壓降。漏電流(I )測(cè)試確定二極管 在反向電壓條件下泄漏的電流電平。其測(cè)試通過(guò)提供的反向電 壓源，然后測(cè)量作為結(jié)果的漏電流。在反向擊穿電壓(V )測(cè)試中， 需要提供的反向電流偏置源，然后測(cè)量作為結(jié)果的二極管電壓降。

二極管與2450型儀器連接

二極管與2450型儀器的連接如圖3所示。

利用4線(xiàn)連接，可以消除引線(xiàn)電阻的影響。當(dāng)引線(xiàn)與二極管連 接時(shí)，注意Force HI和Sense HI引線(xiàn)與二極管陽(yáng)相連，F(xiàn)orce LO和Sense LO引線(xiàn)與二極管陰相連。盡可能使連接靠近二極 管，以消除引線(xiàn)電阻對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響。在源或測(cè)量大電流或低 電壓時(shí)，注意這一點(diǎn)特別重要。

當(dāng)測(cè)量低電平電流(<1μA)時(shí)，建議使用后面板的三軸同軸連接 器和三軸同軸電纜，不再使用前面板的香蕉插孔。三軸同軸電纜具 有屏蔽功能，將減少電磁干擾效應(yīng)，電磁干擾效應(yīng)可能會(huì)干擾讀數(shù)。 圖4給出二極管與2450型儀器后面板三軸同軸連接器連接示意圖。

除了使用三軸同軸電纜，還應(yīng)當(dāng)把二極管放置在避光的金屬 屏蔽箱內(nèi)。應(yīng)當(dāng)采用正確的屏幕和其他低電流測(cè)量技術(shù)。

通過(guò)用戶(hù)界面生成掃描和繪制圖表

通過(guò)2450型儀器前面板的用戶(hù)界面，可以輕松實(shí)現(xiàn)二極管測(cè) 試和掃描。只需按幾下重要按鍵，即可生成和瀏覽I-V曲線(xiàn)。主要 包括以下步驟：

生成、執(zhí)行和瀏覽I-V曲線(xiàn)的步驟

圖5給出1N3595二極管的測(cè)量結(jié)果，電壓掃描范圍0V～0.9V， 181個(gè)階躍(步長(zhǎng)5mV)。注意，在大型顯示屏上繪制的12個(gè)量級(jí) 電流。只需按壓TRIGGER按鍵，即可重復(fù)I-V掃描。

將數(shù)據(jù)保存至USB閃存

生成的數(shù)據(jù)可以作為.csv文檔保存至USB閃存。只需在儀器 前面板的USB端口插入U(xiǎn)SB閃存，按壓MENU按鍵，按壓Data Buffers，選擇正確的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(defbuffer1是默認(rèn)值)，然后按 壓Save to USB。如果您想更改文件名，請(qǐng)鍵入新的文件名，并 按壓Enter。按壓Yes，證實(shí)文件保存。這樣，數(shù)據(jù)就保存至USB 閃存。