[参赛]半导体智能图示仪

locky_z · 发表于 2006-7-19 15:54

先上实物图

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这是底面（用热转印做的，所以元件面差不多有20条跳线)

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这个系统框架是2年前构思的，今年年头才有机会实践，取得突破是3月份采用推勉电源这个关键，历时半年多，总共实践了3个版本，     第一个版本是原始构思版本，见这里<a href="http://www.hifidiy.net/bbs/dispbbs.asp?BoardID=2&ID=22044&replyID=&skin=0">http://www.hifidiy.net/bbs/dispbbs.asp?BoardID=2&ID=22044&replyID=&skin=0</a>，只能测NPN或者N-MOS,使用不方便。     第二个版本总体思路已经成型：即用推勉电源代替原有的单极性电源，这样这个图示仪就变成了万能的了，差不多可以检测所有三端器件，并加了2档量程选择，硬件见这里<a href="http://www.hifidiy.net/bbs/dispbbs.asp?BoardID=2&ID=23316&replyID=&skin=0">http://www.hifidiy.net/bbs/dispbbs.asp?BoardID=2&ID=23316&replyID=&skin=0</a>，实际测量结果见这里<a href="http://www.hifidiy.net/bbs/dispbbs.asp?BoardID=2&ID=25593&replyID=&skin=0">http://www.hifidiy.net/bbs/dispbbs.asp?BoardID=2&ID=25593&replyID=&skin=0</a>     第三个版本就是现在的版本，对第二个版本进行完善，对3.3V接口电平的电脑也能使用，并且细分成8档量程，用开关稳压电源代替原有7812，降低功耗，重新布了线和彻底改写程序。原理简介

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上面是基本原理图，三端半导体器件分别由3个“推勉”电源驱动，通过设置此3个电源的不同电压来满足测量不同器件的需要，下面举例说明不同器件和不同特征曲线的电压设置方法1。NPN（2SC3519）管的输出特性Vce->Ic特性曲线，其实测曲线如图

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NPN正常工作条件为Vb>Ve,Vc>Ve,并且测量Vce-Ic曲线，所以选择测量条件为"Vb固定,Vc可变",并相应设置Vb为正的电压,Vc设定为从0-30V,步长0.5V,这样最多采样60个样，但曲线已经很清晰了，你也可以设更精细的步长；因为我测的管子是2sc3519,是大功率管,允许测量电流较大，所以这里Rc Rb选择2.2K和56欧，因为Rb较小，所以Vb不能太大，所以设为1-3V左右，还有一个参数就是最大测量电流，这个参数用于保护管子，当测量时集电极电流超过设定值，测量就结束了。因为这是大功率管，所以设定最大测量电流为500mA。   .输出特性曲线是以Vce为X坐标,Ic为Y坐标,因此X Y轴选择相应的变量,同时还可以选择其它变量.电脑根据设定好的参数控制Vc递增,并同时测出每一个Vc对应的Vce和Ic,并画出曲线出来。然后改变不同的vb,就又可以画出多条曲线，最终得到如图所示的一簇Vce->Ic特征曲线。系统除了显示曲线出来外，测量的结果数值表格还可以保存以便以后再调出来看。2.P-MOS(IRF9610)的输出特性曲线Vce-Ic,其实测曲线如图

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测量条件同样为"Vb固定,Vc可变",因为PMOS正常工作条件为Ve>Vb,Ve>Vc,这个系统都以Ve为基准点,所以Vb Vc要设为负电压，Vc设为从0到-25V，步长0.5V，被测管IRF9610是大功率管，测量电流较大，因此Rb Rc选择2.2K和56欧，vb设置为负3.8V，这样就可以测出一条曲线出来。但要注意的是，PMOS管工作时，电流是从e流到c和b，因此Vce和Ic都是负数的，所以测出来的曲线是在第4象限，如果用户不习惯的话，系统提供坐标反转功能，将其转到第一象限上显示。        顺便在这里插入一句：我这个仪器仅使用一个单40V电源，如何得到负电压？这也是本系统一个巧妙之处，其实我也没有采用逆变电路将正电压变成负电压，仅仅是通过设置3个通道不同电压高低而获得“相对负电压”的效果，例如上面测量PNP管，其Vb Vc相对于ve来说都是负的，因此系统将Ve设定为输出一个最高点压，例如25V，而将Vb设置为20V，Vc设置为2-25V变化，这样得到的效果就是Vbe、Vce都是负的电压，满足了测PNP型的需要。通过这种方法，只需一个单电源，就能获得正负电压的效果。并且还获得另两个好处是：一、方便了使用，测量P、N型管时，无须改变插座；二、减少了采样通道，如果采用正负电源，N管的集电极电流采样要到正电源端采样，P型的要到负电源端采样，需要增加一倍采样通道。      还顺便说一下这3通道电源发生器的结构，这3通道电源一定要用推勉结构输出方式的电

hilljanet · 发表于 2006-7-19 16:40

高级哦

语蓝 · 发表于 2006-7-19 16:39

这帖子阿，不顶不行

zjf001 · 发表于 2006-7-19 16:37

支持，就是等你这个[em02][em02][em02][em02][em02][em02][em02][em02]

非线性传输 · 发表于 2006-7-19 16:14

强~~~~~~~~~~~~~~~~~[em02][em02][em02][em02]

sdpsc · 发表于 2006-7-19 16:01

厉害，能不能搞个套件出来？

hifiyeah · 发表于 2006-7-19 15:59

标记

小钳子 · 发表于 2006-7-19 15:55

哈支持一下

locky_z · 发表于 2006-7-19 15:54

原本想换个马甲继续上原理/PCB图，哪知道新注册用户960分钟内不能发言，算了，过天再上其他内容吧原理图在这里<a href="http://www.hifidiy.net/bbs/boke.asp?locky_z.showtopic.92.html">http://www.hifidiy.net/bbs/boke.asp?locky_z.showtopic.92.html</a>是第三版第一块板，但布线不合理，已经重新布过成现在这样，并且顺便将电源部分的7812和预稳压部分去掉了，用MC34063开关电源代替，并加强的电感退偶。

CB图如下

和PC机的电平转换接口TC4050是装在板后面的，而它元件面上面正好安装IDC10插座，to 钳子，因为我不熟悉电子市场，因此套件推广我没法做，钳子你愿意的话，你帮我组织吧，硬件和电路图我已经免费公开了，但保留软件版权（收费软件，大家觉得可以接受的软件价格是多少呢？），最好就是软件和硬件套件打包在一起推广。

zjf001 · 发表于 2006-7-20 09:57

<div class="quote">以下是引用locky_z在2006-7-19 23:50:00的发言： <div class="quote">以下是引用zjf001在2006-7-19 16:37:00的发言： 支持，就是等你这个[em02][em02][em02][em02][em02][em02][em02][em02]</div>    这个系统不容易使用，你必须了解各种半导体正常工作时的各个脚电平关系，如果可以的话，最好是当面操作一遍，并且我到现在还没有写过使用帮助。    例如用某个参数设置测量后，如果得到的曲线和你预期不同，要自己懂得分析是什么原因导致这样，是那个条件设置得不好，修正后再测量，不断修正测量参数直到得到你所需的结果为止。特别是对P型半导体测量时的测量参数设置要理解清楚。    但设置错参数一般不会烧管，因为还有一个最大电流设定，如果超过你设定的最大电流，测量会立即中止。    对于刚入门或者不懂得半导体电路的，不建议使用，这个系统只适合老鸟使用。</div>谢谢，我会好好学习

locky_z · 发表于 2006-7-20 09:46

这个系统对测量小电流不准确，特别是Ic->Hfe曲线，下图左面是本系统的测量基极电流的电路图

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我用的AD转换器是LTC1090，因为他的输入电压最大12V,所以要加上280K/100K的分压电路，系统中也考虑了这两个280k/100k的分流电流，但LTC1090输入端要吸收电流的，PDF上面写着输入电流小于1uA,如果测量基极电流较少时，被AD转换器分流的电流将不可忽略，但实际分流掉多少uA,也没办法知道。所以导致测小电流时不准。Ib不准的话，导致Hfe变化也很大。并且也由于这2个分压电阻和Rb分压关系，在测量P型管时，导致加载到B极的电压没办法达到所要求的设定值，也间接导致测量P型管时的设置测量条件的困难。最好的办法就是用左面电路，用一级高输入阻抗缓冲器隔离后才分压，（我翻看了很多常见的运放PDF,但一直找不到合适的运放）请教各位有哪个运放能满足以下要求的？1.电源电压在正负20V（就是单电源40V）下能工作2.共模输入电压要高，因为TDA2030的输出就是这个缓冲器的输入，2030最大输出摆幅为+1.5--Vcc-1.5，那么就要求运放共模输入范围达到-（|Vee|-1.5）到 Vcc-1.5V。3.输入偏置电流要小，这样才不会分流掉被测管的基极电流，输入偏置电流不要超过100nA,最好pA级.4.失调电压要低，直流特性要很好。5.单位增益稳定。6.输出摆幅要达到原来2030的输出摆幅（不过一般都可以满足，因为负载很轻）

xuyujie · 发表于 2006-7-20 07:33

好东西

bmxboy · 发表于 2006-7-20 00:45

楼主的FTP我长光顾，强人

西风瘦马 · 发表于 2006-7-20 00:36

这个要顶[em05]

庆仔 · 发表于 2006-7-20 00:06

楼主又上一层楼。。。。 我们应该好好学习学习。。[em17][em17]

locky_z · 发表于 2006-7-19 23:50

<div class="quote">以下是引用zjf001在2006-7-19 16:37:00的发言： 支持，就是等你这个[em02][em02][em02][em02][em02][em02][em02][em02]</div>    这个系统不容易使用，你必须了解各种半导体正常工作时的各个脚电平关系，如果可以的话，最好是当面操作一遍，并且我到现在还没有写过使用帮助。    例如用某个参数设置测量后，如果得到的曲线和你预期不同，要自己懂得分析是什么原因导致这样，是那个条件设置得不好，修正后再测量，不断修正测量参数直到得到你所需的结果为止。特别是对P型半导体测量时的测量参数设置要理解清楚。    但设置错参数一般不会烧管，因为还有一个最大电流设定，如果超过你设定的最大电流，测量会立即中止。    对于刚入门或者不懂得半导体电路的，不建议使用，这个系统只适合老鸟使用。

mousedog · 发表于 2006-7-19 22:54

支持这个完整的套件!![em05]

乐韵声魂 · 发表于 2006-7-19 22:16

服呀!这才是真正的电子高手!

海象 · 发表于 2006-7-19 22:00

强帖！！！！！！！！！！！！[em02]

天上流水 · 发表于 2006-7-19 21:57

亮野！什么时候出个套件？

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