一種pn結(jié)反向漏電流檢測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種PN結(jié)反向漏電流檢測(cè)電路，包括高壓電源、AD轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、檢測(cè)平臺(tái)、信號(hào)處理電路、繼電器和顯示屏。高壓電源提供千伏級(jí)的電壓，單片機(jī)通過(guò)控制繼電器的通斷來(lái)控制高壓電路的導(dǎo)通和斷開(kāi)，待測(cè)的PN結(jié)在檢測(cè)平臺(tái)上加上反向高電壓，原始信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路轉(zhuǎn)換成適合AD轉(zhuǎn)換的信號(hào)，再經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后將數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)信號(hào)作出響應(yīng)，并將處理結(jié)果在顯示屏上顯示。本實(shí)用新型為PN結(jié)的合格性檢驗(yàn)提供了一個(gè)可靠、簡(jiǎn)便的方案。
【專利說(shuō)明】—種PN結(jié)反向漏電流檢測(cè)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體檢測(cè)及加工領(lǐng)域，特別是涉及PN結(jié)合格性檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地說(shuō),涉及PN結(jié)反向漏電流檢測(cè)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體產(chǎn)品的發(fā)展十分迅速，它涉及到了人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。為了保證半導(dǎo)體產(chǎn)品的合格性和穩(wěn)定性，作為半導(dǎo)體技術(shù)的基礎(chǔ)，PN結(jié)的生產(chǎn)加工過(guò)程中必須有可靠的合格性檢測(cè)環(huán)節(jié)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是提供一種操作簡(jiǎn)易、檢測(cè)結(jié)果可靠的PN結(jié)檢測(cè)電路。
[0004]本實(shí)用新型采用了以下的技術(shù)方案:
[0005]一種PN結(jié)反向漏電流檢測(cè)電路，包括高壓電源、AD轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、檢測(cè)平臺(tái)、信號(hào)處理電路、繼電器和顯示屏，信號(hào)處理電路位于檢測(cè)平臺(tái)和AD轉(zhuǎn)換電路之間，AD轉(zhuǎn)換電路位于信號(hào)處理電路和單片機(jī)之間，繼電器位于高壓電源和單片機(jī)之間。通過(guò)檢測(cè)PN結(jié)在反向高壓下的漏電流，來(lái)判斷其合格與否。本系統(tǒng)通過(guò)與PN結(jié)串聯(lián)的電阻，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。由于合格PN結(jié)的高壓反向漏電流在微安級(jí)，而被擊穿以后的漏電流非常大，從而導(dǎo)致待 測(cè)的電壓信號(hào)波動(dòng)巨大。為了保護(hù)電路，本實(shí)用新型的檢測(cè)電路中，采用了分壓處理，同時(shí)，在信號(hào)輸入端，增加TVS 二極管進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)。
[0006]為了保障安全性，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，通過(guò)光電耦合器和繼電器將數(shù)字低壓電路和模擬高壓電路隔離。
[0007]由于PN結(jié)的漏電流通常十分微小，不適合直接進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，本實(shí)用新型增加了信號(hào)處理環(huán)節(jié)，將微弱信號(hào)放大，以供數(shù)據(jù)采集。而高壓電源測(cè)量部分，使用了電壓跟隨器，提聞?目號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)采用較為簡(jiǎn)便的方法，對(duì)PN結(jié)的合格性作出準(zhǔn)確可靠的判斷。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的工作流程圖；
[0010]圖2是本實(shí)用新型的繼電器控制電路原理圖；
[0011]圖3是本實(shí)用新型的PN結(jié)檢測(cè)電路原理圖；
[0012]圖4是本實(shí)用新型的信號(hào)處理電路原理圖；
[0013]圖中:1、單片機(jī)控制端口 2、光耦 3、繼電器4、繼電器輸出端5、檢測(cè)端口正極
6、檢測(cè)端口負(fù)極7、電壓原始信號(hào)8、電流原始信號(hào)9、高壓電源負(fù)極10、高壓電源正極11、電流信號(hào)12、電壓信號(hào)【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型的工作流程如下:高壓電源提供千伏級(jí)的電壓，單片機(jī)通過(guò)控制繼電器(3)來(lái)控制高壓電路的導(dǎo)通和斷開(kāi)，待測(cè)的PN結(jié)在檢測(cè)平臺(tái)上加上反向高電壓，原始信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路，轉(zhuǎn)換成適合AD轉(zhuǎn)換的信號(hào)，再經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后，將數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)信號(hào)作出響應(yīng)，并將處理結(jié)果在顯示屏上顯示。
[0015]如圖2所示，繼電器控制電路包括光耦Ul⑵、繼電器U2⑶、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、發(fā)光二極管Dl、二極管D2、二極管D3、二極管D4、電解電容Cl、電容C2和三極管Q1。其中，光耦Ul (2)的作用是實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，繼電器U2 (3)的作用是實(shí)現(xiàn)模數(shù)隔離，三極管Ql是一個(gè)功率三極管。光耦Ul (2)的2號(hào)引腳和電阻R2的一端接單片機(jī)控制端口(I)，電阻R2的另一端接+5V電源，光耦Ul (2)的I號(hào)引腳接發(fā)光二極管Dl的負(fù)極，發(fā)光二極管Dl的正極接電阻Rl，電阻Rl的另一端接+5V電源，光耦Ul (2)的5號(hào)引腳接二極管D2的負(fù)極，D2的正極接+12V電源。+12V電源和地之間接電解電容Cl，光耦Ul⑵的4號(hào)引腳接電阻R3，R3的另一端接三極管Ql的基極。三極管Ql的集電極接二極管D3的負(fù)極，二極管D3的正極接+12V電源，三極管Ql的發(fā)射極接繼電器U2 (3)的I號(hào)引腳、電阻R4的一端和二極管D4的負(fù)極，電阻R4的另一端接電容C2，二極管D4的正極、電容C2的另一端和繼電器U2(3)的2號(hào)引腳接地,繼電器U2 (3)的3號(hào)引腳和4號(hào)引腳為繼電器輸出端(4)。
[0016]如圖3所示，PN結(jié)檢測(cè)電路包括二極管D5、電阻R5、電阻R6、電阻R7和電阻R8。其中，電阻R5和電阻R6構(gòu)成一組串聯(lián)分壓電路，電阻R7和電阻R8構(gòu)成另一組串聯(lián)分壓電路。高壓電源正極(10)接二極管D5的正極，二極管D5的負(fù)極接繼電器輸出端(4)和電阻R5，電阻R5的另一端接電阻R6和電壓原始信號(hào)(7)，繼電器輸出端(4)的另一端接檢測(cè)端口正極(5)，檢測(cè)端口負(fù)極(6)接電阻R7，電阻R7的另一端接電阻R8和電流原始信號(hào)(8)，電阻R6的另一端和電阻R8的另一端接高壓電源負(fù)極(9)。
[0017]如圖4所示，信號(hào)處理電路包括集成運(yùn)放U3、集成運(yùn)放U4、電阻R9、電阻R10、電阻R11、TVS 二極管D6和TVS 二極管D7。其中，TVS 二極管D7起到保護(hù)作用。電流原始信號(hào)
(8)接TVS 二極管D6的負(fù)極和電阻R10，TVS 二極管D6的正極接地，電阻RlO的另一端接集成運(yùn)放U3的正向輸入端，集成運(yùn)放U3的反向輸入端接電阻R9和電阻Rl I，電阻R9的另一端接地，電阻Rll的另一端接集成運(yùn)放U3的輸出端，形成電流信號(hào)(11)，電壓原始信號(hào)
(7)接TVS 二極管D7的負(fù)極和集成運(yùn)放U4的正向輸入端，TVS 二極管D7的正極接地，集成運(yùn)放U4的反向輸入端接集成運(yùn)放U4的輸出端，形成電壓信號(hào)(12)。
[0018]本實(shí)用新型具體的實(shí)施方式:
[0019]單片機(jī)首先斷開(kāi)繼電器⑶，使高壓電源與檢測(cè)電路斷開(kāi)，單片機(jī)讀取經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)(12)，電壓信號(hào)的信號(hào)處理部分是一個(gè)電壓跟隨器，故電壓信號(hào)(12)與電壓原始信號(hào)(7)相同，根據(jù)分壓比得出高壓電源的電壓值并在顯示屏上顯示，若電壓值不符合要求，則調(diào)節(jié)電壓直至電壓符合要求。將檢測(cè)端口正極(5)連接到待測(cè)PN結(jié)的N極，將檢測(cè)端口負(fù)極(6)連接到待測(cè)PN結(jié)的P極，此時(shí)單片機(jī)閉合繼電器(3)，高壓加載到PN結(jié)上(反向電壓)，單片機(jī)讀取經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后的電流信號(hào)(11)，根據(jù)電流信號(hào)處理部分的放大倍數(shù)，算得電流原始信號(hào)(8)的值，根據(jù)歐姆定律算出PN結(jié)的漏電流值，并在顯示屏上顯示。
[0020]以上所述只是本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式，其并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，只要是以基本相同的手段實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種PN結(jié)反向漏電流檢測(cè)電路，其特征在于，包括高壓電源、AD轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、檢測(cè)平臺(tái)、信號(hào)處理電路、繼電器和顯示屏，信號(hào)處理電路位于檢測(cè)平臺(tái)和AD轉(zhuǎn)換電路之間，AD轉(zhuǎn)換電路位于信號(hào)處理電路和單片機(jī)之間，繼電器位于高壓電源和單片機(jī)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PN結(jié)反向漏電流檢測(cè)電路，其特征在于，在繼電器控制電路中，用光耦⑵和繼電器⑶實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換和模數(shù)隔離，在光耦⑵和繼電器⑶之間，有一個(gè)功率三極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PN結(jié)反向漏電流檢測(cè)電路，其特征在于，在PN結(jié)檢測(cè)電路中，有兩組串聯(lián)的分壓電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PN結(jié)反向漏電流檢測(cè)電路，其特征在于，在信號(hào)處理電路中，信號(hào)輸入端有起保護(hù)作用的TVS 二極管。
【文檔編號(hào)】G01R31/26GK203630296SQ201320293393
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月13日
【發(fā)明者】鄭龍江, 張立國(guó), 朱浩, 劉海龍, 李梅梅 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)