二極體反向恢復時間簡易測試電路的製作方法
2023-07-24 02:15:26 3
專利名稱：二極體反向恢復時間簡易測試電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電性能的測試裝置，特別是涉及單個半導器件的測試 方式，尤其是涉及二極體反向恢復時間簡易測試電路。
背景技術：
二極體的單向導電性，是指在其兩端加正向電壓時，二極體導通(相 當於開關閉合)；在二極體兩端加反向電壓時，二極體截止(相當於開關斷開)。二極體在較 低頻率電路使用時，一般不需要考慮其導通到截止或截止到導通的轉換時間。但如果二極 管被用在高速的開關電路時，二極體由正向偏置的導通狀態，突然轉向反向截止時，二極體 的反向電流不會立即為零，要經過一定的時間才能變成截止狀態，這段時間即稱為二極體 的反向恢復時間，該反向恢復過程如果過長，則該二極體不能在快速連續脈衝的電路中作 為開關使用如果反向脈衝的持續時間比反向恢復時間短，則二極體在正、反向都可導通， 起不到開關作用。因此在高頻開關電路設計中，了解二極體反向恢復時間對正確選取二極 管和合理設計開關電路至關重要。現有技術二極體反向恢復時間測試儀，雖然測量精度高，但價格昂貴、操作複雜， 需要專門的技術人員來操作。此外，這類測試儀主要是針對半導體生產廠家用於測試二極 管的精確性能參數，不能完全模擬二極體在實際電路中的真正使用過程。而電子產品開發 和設計人員在進行開發設計時，對二極體的選用，一般只要求所選二極體的性能參數滿足 實際設計標準，並不需要太精確測量二極體的性能。現有技術測量儀器不能滿足實際應用 中對測量設備提出的操作簡單、測試效率高、投入成本低和能夠模擬二極體實際使用過程 中反向恢復時間測量的需求。實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於避免上述現有技術的不足之 處，而提供一種二極體反向恢復時間簡易測試電路，解決現有技術測量儀器不能摸擬二極 管實際使用過程的反向恢復時間測量的問題，且操作簡單、易於實施、成本低廉。本實用新型為解決上述技術問題而提出的技術方案是提供一種二極體反向恢復 時間簡易測試電路，包括供電電路、脈衝振蕩電路、驅動電路、功率開關電路、電流波形顯示 電路和反向電流顯示電路。所述供電電路將交流市電轉換成直流穩壓電源後，施加於所述脈衝振蕩電路上， 所述脈衝振蕩電路將該直流電壓轉換為高頻正負脈衝電壓後，經所述驅動電路放大，控制 所述功率開關電路開通和關斷，使得施加在被測二板管兩極的是正負交變的階躍電壓，令 該二極體處於連續交變的正向偏置和反向偏置，此時連接在所述被測二極體一端的電流波 形顯示電路，觀測所述被測二極體的反向偏置電流波形由開始至零值的持續時間，該時間 即為所述測二極體的反向恢復時間。所述反向電流顯示電路與所述供電電路輸出的負電源線串聯，指示流經所述的簡 易電路的反向電流值的大小。所述供電電路是將交流市電經工頻變壓器T1降壓後，又經01、02丄2丄5丄8和C9 構成的整流濾波電路，再經穩壓集成電路U2、U3輸出正、負兩組工作電壓，在U2和U3的電 壓輸出端分別對公共零線並聯電容C3、C6和C4、C7，電容C10直接跨接在U2和U3的輸出 端之間。[0009]所述脈衝振蕩電路包括反相器U1A、電阻R1、R2、電容C1和二極體D1 ；所述電阻R1 一端與所述二極體D1的陰極相聯，另一端連接所述反相器U1A的輸入端，所述二極體D1的 陽極連接至該反相器U1A的輸出端；所述電容C1跨接在所述反相器U1A的輸入端和所述供 電電路的穩壓集成電路U3的輸出端；電阻R2兩端分別連接到反相器U1A的輸入、輸出端； 所述電容C1充電時間常數主要由R1 -D1值決定，其放電時間常數則主要由R2 -C1值決定， 從而確定了該脈衝振蕩電路輸出脈衝的頻率和佔空比。所述放大電路包括五個並聯在一起的反相器U1B、U1C、U1D、U1E、U1F和三極體Q3、 Q4 ；反相器U1B、U1C、U1D、U1E和U1F輸入端連接至所述脈衝振蕩電路的反相器U1A的輸出 端，其輸出端同時連接所述三極體Q3、Q4的基極；所述三極體Q3、Q4的發射極用電阻R4相 互連接，該三極體Q3、Q4的集電極分別與所述供電電路的穩壓集成電路U2、U3的輸出端相 連。所述三極體Q3、Q4分別是NPN和PNP型。所述功率開關電路包括場效應電晶體Q2、Q1 ；所述場效應電晶體Q2、Q1的柵極分 別與所述放大電路的三極體Q3、Q4的發射極連接，該場效應電晶體Q2、Q1的源極分別與所 述供電電路的穩壓集成電路U2、U3的輸出端相連；所述場效應電晶體Q2、Q1的漏極互相連 接。所述場效應電晶體Q2、Q1分別是P溝道增強型場效應管和N溝道增強型場效應管。所述電流波形顯示電路包括電阻R5和示波器；所述示波器與電阻R5並聯後，一端 連接所述被測二極體陰極，另一端接公共零線。所述反向電流顯示電路包括電阻R3和電流測量表；所述電流測量表與所述電阻 R3並聯，一端連接在所述供電電路的穩壓器U3的輸入端，另一端連接到所述供電電路的整 流濾波電路上。所述被測二極體的陽極連接在所述功率開關電路場效應電晶體Q2、Q1的漏極，其 陰極連接至所述電流波形顯示電路的電阻R3和電流測量表。同現有技術相比較，本實用新型的有益效果在於提供了一種測試二極體反向恢 復時間的簡易電路，可用於對比和選擇二極體器件的型號、性能以及對二極體實際使用過 程的模擬仿真測試，且操作簡單，效率高，製造成本低廉。
圖1是所述實用新型二極體反向恢復時間簡易測試電路的簡明框圖；圖2是本實用新型二極體反向恢復時間簡易測試電路之優選實施例 的電原理圖。
具體實施方式
下面，結合附圖所示之優選實施例進一步闡述本發明。參見圖1至圖2，一種二極體反向恢復時間簡易測試電路，包括供電電路10、脈衝 振蕩電路20、驅動電路30、功率開關電路40、電流波形顯示電路50和反向電流顯示電路 60。 所述供電電路10將交流市電轉換成直流穩壓電源後，施加於所述脈衝振蕩電路 20，所述脈衝振蕩電路20將該直流電壓轉換為高頻正負脈衝電壓後，經所述驅動電路30放 大，控制所述功率開關電路40開通和關斷，使施加在被測二板管80兩極的是正負交變的階 躍電壓，令該二極體80處於連續交變的正向偏置和反向偏置狀態，此時連接在所述被測二 極管80 —端的電流波形顯示電路50，觀測所述被測二極體80的反向偏置電流波形由開始 至零值的持續時間，該時間即為所述被測二極體80的反向恢復時間；[0022]所述反向電流顯示電路60與所述供電電路10輸出的負電源線串聯，指示流經所 述簡易測試電路的反向電流值的大小，用於判定被測二極體80的反向恢復特性是否極差 或者已經損壞。所述供電電路10是將交流市電經工頻變壓器T1降壓後，又經Dl、D2、C2、C5、C8 和C9構成的整流濾波電路，再經穩壓集成電路U2、U3輸出正、負兩組工作電壓，在U2和U3 的電壓輸出端分別對公共零線並聯電容C3、C6和C4、C7，電容C10直接跨接在U2和U3的 輸出端之間。所述脈衝振蕩電路20包括反相器U1A、電阻R1、R2、電容C1和二極體D1 ；所述電阻 R1 一端與所述二極體D1的陰極相聯，另一端連接所述反相器U1A的輸入端，所述二極體D1 的陽極連接至該反相器U1A的輸出端；所述電容C1跨接在所述反相器U1A的輸入端和所述 供電電路10的穩壓集成電路U3的輸出端；電阻R2兩端分別連接到反相器U1A的輸入、輸 出端。所述電容C1充電時間常數主要由R1 D1值決定，其放電時間常數則主要由R2 C1 值決定，從而確定了該脈衝振蕩電路20輸出脈衝的頻率和佔空比。所述放大電路30包括五個並聯在一起的反相器U1B、U1C、U1D、U1E、U1F和三極體 Q3、Q4 ;反相器肌8、肌(、肌0』比和肌？輸入端連接至所述脈衝振蕩電路20的反相器U1A 的輸出端，其輸出端同時連接所述三極體Q3、Q4的基極；所述三極體Q3、Q4的發射極用電 阻R4相互連接，該三極體Q3、Q4的集電極分別與所述供電電路10的穩壓集成電路U2、U3 的輸出端相連。所述三極體Q3、Q4分別是NPN和PNP型。所述功率開關電路40包括場效應電晶體Q2、Q1 ；所述場效應電晶體Q2、Q1的柵極 分別與所述放大電路30的三極體Q3、Q4的發射極連接，該場效應電晶體Q2、Q1的源極分別 與所述供電電路10的穩壓集成電路U2、U3的輸出端相連；所述場效應電晶體Q2、Q1的漏 極互相連接。所述場效應電晶體Q2、Q1分別是P溝道增強型場效應管和N溝道增強型場效應管。所述電流波形顯示電路50包括電阻R5和示波器；所述示波器與電阻R5並聯後， 一端連接被觀測二極體80陰極，另一端接公共零線。所述反向電流顯示電路60包括電阻R3和電流測量表；所述電流測量表與所述電 阻R3並聯後，一端連接在所述供電電路10的穩壓器U3的輸入端，另一端連接到所述供電 電路10的整流濾波電路上。所述被測二極體80的陽極連接在所述功率開關電路40的場效應電晶體Q2、Q1的 漏極，其陰極連接至所述電流波形顯示電路50的電阻R3和電流測量表。實際使用時，選用一些已知反向恢復時間的二極體作為參照值，與被測二極體同 時觀測，只需比較被測二極體的反向恢復時間與參照值的差異，就能判定是否符合實際設 計需要，這種定性的觀測在選擇、篩選二極體器件應用中，已經能夠簡單、有效解決實際工 作、生產中二極體反向恢復時間的選用問題。本實施例中主要元器件如下表所示 上述過程為本實用新型優選實現過程，本領域的技術人員在本實用新型基本上進 行的通常變化和替代包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種二極體反向恢復時間簡易測試電路，其特徵在於包括供電電路(10)、脈衝振蕩電路(20)、驅動電路(30)、功率開關電路(40)、電流波形顯示電路(50)和反向電流顯示電路(60)；所述供電電路(10)將交流市電轉換成直流穩壓電源後，施加於所述脈衝振蕩電路(20)上，所述脈衝振蕩電路(20)將該直流電壓轉換為高頻正負脈衝電壓後，經所述驅動電路(30)放大，控制所述功率開關電路(40)開通和關斷，使施加在被測二板管(80)兩極的是正負交變的階躍電壓，令該二極體(80)處於連續交變的正向偏置和反向偏置狀態，此時連接在所述被測二極體(80)一端的電流波形顯示電路(50)，觀測所述被測二極體(80)的反向偏置電流波形由開始至零值的持續時間，該時間即為所述被測二極體(80)的反向恢復時間；所述反向電流顯示電路(60)與所述供電電路(10)輸出的負電源線串聯，指示流經所述簡易測試電路的反向電流值的大小。
2.按照權利要求1所述二極體反向恢復時間簡易測試電路，其特徵在於所述供電電路(10)是將交流市電經工頻變壓器T1降壓後，又經D1、D2、C2、C5、C8和 C9構成的整流濾波電路，再經穩壓集成電路U2、U3輸出正、負兩組工作電壓，在U2和U3的 電壓輸出端分別對公共零線並聯電容C3、C6和C4、C7，電容C10直接跨接在U2和U3的輸 出端之間。
3.按照權利要求1所述二極體反向恢復時間簡易測試電路，其特徵在於所述脈衝振蕩電路(20)包括反相器U1A、電阻Rl、R2、電容C1和二極體D1 ；所述電阻 R1 一端與所述二極體D1的陰極相聯，另一端連接所述反相器U1A的輸入端，所述二極體D1 的陽極連接至該反相器U1A的輸出端；所述電容C1跨接在所述反相器U1A的輸入端和所述 供電電路(10)的穩壓集成電路U3的輸出端；電阻R2兩端分別連接到反相器U1A的輸入、 輸出端；所述電容C1充電時間常數主要由Rl -D1值決定，其放電時間常數則主要由R2 *C1值 決定，從而確定該脈衝振蕩電路(20)輸出脈衝的頻率和佔空比。
4.按照權利要求1所述二極體反向恢復時間簡易測試電路，其特徵在於所述放大電路(30)包括五個並聯在一起的反相器U1B、U1C、U1D、U1E、U1F和三極體Q3、 Q4 ；反相器U1B、U1C、U1D、U1E和U1F輸入端連接至所述脈衝振蕩電路(20)的反相器U1A 的輸出端，其輸出端同時連接所述三極體Q3、Q4的基極；所述三極體Q3、Q4的發射極用電 阻R4相互連接，該三極體Q3、Q4的集電極分別與所述供電電路(10)的穩壓集成電路U2、 U3的輸出端相連。
5.按照權利要求1所述二極體反向恢復時間簡易測試電路，其特徵在於所述功率開關電路(40)包括場效應電晶體Q2、Q1 ；所述場效應電晶體Q2、Q1的柵極分 別與所述放大電路(30)的三極體Q3、Q4的發射極連接，該場效應電晶體Q2、Q1的源極分別 與所述供電電路(10)的穩壓集成電路U2、U3的輸出端相連；所述場效應電晶體Q2、Q1的 漏極互相連接。
6.按照權利要求1所述二極體反向恢復時間簡易測試電路，其特徵在於所述電流波形顯示電路(50)包括電阻R5和示波器；所述示波器與電阻R5並聯後，一 端連接所述被測二極體(80)陰極，另一端接公共零線。
7.按照權利要求1所述二極體反向恢復時間簡易測試電路，其特徵在於所述反向電流顯示電路(60)包括電阻R3和電流測量表；所述電流測量表與所述電阻 R3並聯，一端連接在所述供電電路(10)的穩壓器U3的輸入端，另一端連接到所述供電電路 (10)的整流濾波電路上。
8.按照權利要求1所述二極體反向恢復時間簡易測試電路，其特徵在於所述被測二極體(80)的陽極連接在所述功率開關電路(40)場效應電晶體Q2、Q1的漏 極，其陰極連接至所述電流波形顯示電路(50)的電阻R3和電流測量表。
9.按照權利要求4所述二極體反向恢復時間簡易測試電路，其特徵在於 所述三極體Q3、Q4分別是NPN和PNP型。
10.按照權利要求5所述二極體反向恢復時間簡易測試電路，其特徵在於所述場效應電晶體Q2、Q1分別是P溝道增強型場效應管和N溝道增強型場效應管。
專利摘要一種二極體反向恢復時間簡易測試電路，包括供電電路、脈衝振蕩電路、驅動電路、功率開關電路、電流波形顯示電路和反向電流顯示電路。所述供電電路將交流市電轉換成直流穩壓電源後，施加於脈衝振蕩電路上，該脈衝振蕩電路將該直流電壓轉換為高頻正負脈衝電壓後，經驅動電路放大，控制所述功率開關電路開通和關斷，使得施加在被測二板管兩極的是正負交變的階躍電壓，令該二極體處於連續交變的正向偏置和反向偏置，此時連接在被測二極體一端的電流波形顯示電路，觀測該被測二極體的反向偏置電流波形由開始至零值的持續時間，該時間即為該二極體的反向恢復時間。本實用新型的有益效果是該簡易電路可用於對比和選擇二極體器件的型號、性能以及對二極體實際使用過程的模擬仿真測試，且操作簡單，效率高，製造成本低廉。
文檔編號G01R31/26GK201607513SQ201020056560
公開日2010年10月13日 申請日期2010年1月15日 優先權日2010年1月15日
發明者唐洪建, 楊少軍, 謝炳興, 邱光 申請人:深圳市瑞凌實業股份有限公司