一種半導(dǎo)體三極管放大倍數(shù)脈沖測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體測試領(lǐng)域，具體涉及一種三極管放大倍數(shù)的脈沖測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在對半導(dǎo)體三極管進行參數(shù)測試時，需要首先使被測試器件滿足參數(shù)測試規(guī)定的 測試條件（即進入規(guī)定的工作點），同時也要滿足規(guī)定的測試環(huán)境溫度，這樣所測的數(shù)據(jù)才 有實際的意義。但是除了測試條件和環(huán)境溫度會影響參數(shù)的測試外，被測器件在測試條件 下消耗的功率會對器件的芯片造成附加的溫升。附加溫升的大小取決于被測器件在規(guī)定測 試條件下的耗散功率、該功率維持的時間及被測器件的熱阻等幾方面因素。耗散功率越大、 測試時間越長、器件的熱阻越大，所造成的芯片附加溫升越大。
[0003] 由于芯片溫升曲線的起始段較為陡直，升溫速率較快，其附加溫升造成的測試數(shù) 據(jù)誤差常常比人們想象的嚴(yán)重得多，因為在很多情況下芯片的附加溫升不是幾度，而是十 幾度甚至幾十度。這時測試環(huán)境溫度（尤其是低溫測試）失去了實際的意義。
[0004] 為了減小附加溫升的影響，唯一辦法是縮短測試時間。因為參數(shù)的測試條件是標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定的，無法通過改變測試條件來降低器件的功耗，器件的熱阻也是客觀存在的，只有將 測試時間縮短到使芯片附加溫升可以忽略不計，這樣被測器件的芯片溫度才接近規(guī)定的測 試環(huán)境溫度。
[0005] 為此，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了脈沖測試的要求和推薦條件。
[0006] 美軍標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-750C半導(dǎo)體器件試驗方法4. 3. 2. 1規(guī)定： 當(dāng)在脈沖條件下測量靜態(tài)及動態(tài)參數(shù)時，為了避免在測量時由于器件發(fā)熱引起測量誤 差，在詳細規(guī)范中應(yīng)規(guī)定下列條款： 在測試規(guī)定中注明"脈沖測試"，除非另有規(guī)定，脈沖時間為250-350微秒，占空比最大 為 2%。， 國軍標(biāo)GJB128-86半導(dǎo)體分立器件試驗方法3. 3. 2. 1規(guī)定： 為了避免測量時器件發(fā)熱引起測試誤差，要在"脈沖"條件下測試靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)時， 應(yīng)在詳細規(guī)范中注明： 測試中規(guī)定應(yīng)注明"脈沖測試"，除非另有規(guī)定，脈沖寬度應(yīng)為250-350yS，占空比為 1%-2%〇
[0007] 對于半導(dǎo)體三極管的放大倍數(shù)測試，目前現(xiàn)有技術(shù)主要有軟件調(diào)控法和硬件閉環(huán) 法，使用軟件調(diào)控存在如下缺陷：（1)整個軟件控制過程時間很長，不可能在350yS的時間 內(nèi)穩(wěn)定測試條件并讀取數(shù)據(jù)，通常需要幾毫秒、幾十毫秒甚至更長的時間，所以不符合有關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。（2)由于功耗加載在三極管上的時間過長，三極管承受較大的耗散功率造成器 件芯片升溫，也同樣影響了測試的精確度。使用硬件閉環(huán)法存在如下缺陷：（1)硬件閉環(huán)方 法通常由多級放大器與被測器件共同構(gòu)成閉環(huán)反饋系統(tǒng)，非常容易產(chǎn)生寄生振蕩。（2)此方 法一般需要用到精密測量單元和高精度運算放大器，硬件成本過高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了克服上述測試方法的不足，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體三極管放大倍數(shù)脈沖測 試方法，本發(fā)明能夠在相關(guān)規(guī)定的時間內(nèi)完成脈沖測試，極大的減少了管芯升溫，并且本方 法不是硬件閉環(huán)測試方法，將不易產(chǎn)生寄生振蕩，在技術(shù)上容易實現(xiàn)，成本低。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明所述的用于測試半導(dǎo)體三極管的放大倍數(shù)的測試方法，如圖1所示， 包括以下幾個步驟： 步驟一、設(shè)立初始的恒壓源電壓； 步驟二、設(shè)立初始基極電流脈沖； 步驟三、對恒壓源進行補償； 步驟四、對基極電流進行補償； 步驟五、判斷靜態(tài)工作點的準(zhǔn)確性； 步驟六、設(shè)立正確靜態(tài)工作點的恒壓源電壓； 步驟七、設(shè)立正確靜態(tài)工作點的標(biāo)準(zhǔn)基極脈沖； 步驟八、對恒壓源進行細微補償； 步驟九、對基極電流進行細微補償； 步驟十、計算放大倍數(shù)平均值。
[0010] 與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于： 1、針對于現(xiàn)有軟件調(diào)控技術(shù)中控制時間過長、器件升溫的缺陷，本發(fā)明所述的測試方 法步驟，可以在國軍標(biāo)、美軍標(biāo)規(guī)定的脈沖時間內(nèi)完成對半導(dǎo)體三極管的放大倍數(shù)的測量， 效率更高，由此引起的器件升溫可以忽略不計。
[0011] 2、針對于現(xiàn)有硬件閉環(huán)法中容易產(chǎn)生寄生振蕩、成本過高的缺陷，本發(fā)明所述的 半導(dǎo)體三極管放大倍數(shù)脈沖測試方法，其實質(zhì)上是開環(huán)控制，在技術(shù)上容易實現(xiàn)，并且不 同于由多級放大器與被測器件組成的閉環(huán)反饋系統(tǒng)的硬件閉環(huán)方法，將不容易產(chǎn)生寄生振 蕩，設(shè)備成本也大大降低。
[0012] 3、由于設(shè)計的需要，在恒壓源之后必定會經(jīng)過各種繼電器、電阻等元器件造成 線路電阻I.的存在，如圖2所示。這會使得在此線路通電時，||和之間存在一個壓降， 又由于脈沖測試規(guī)定的脈沖時間太短，給定的恒壓源實際上無法進行反饋補償。這個壓 降會使測試條件距離廠家規(guī)定的(即所述三極管所需要的實際集電極-發(fā)射極電壓） 產(chǎn)生較大的偏差，進而影響&數(shù)據(jù)的精度。本發(fā)明所述的測試方法使用III控制:Mi設(shè) 置補償恒壓源與I之間的反饋，克服了線路電阻壓降的影響，使ill的值達到測試要 求。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的流程圖。
[0014] 圖2是根據(jù)本發(fā)明所述測試方法的原理圖。
[0015] 圖3是根據(jù)本發(fā)明所述測試方法其【具體實施方式】的流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明所述的測試方法進行詳細描述。
[0017] 結(jié)合圖2本發(fā)明所述測試方法的原理圖，原理圖中CPm空制AD/DA轉(zhuǎn)換器來對 電路設(shè)置電流和電壓以及讀取相應(yīng)的電流和電壓。為恒壓源，用來設(shè)置被測管|的集電 極-發(fā)射極電壓1||。為恒流源，用來設(shè)置基極電流。電壓表:_用來讀取被測三極管| 的集電極一發(fā)射極電壓電流表用來讀取基極電流B。電流表42用來讀取集電極 電流夂電阻I?為電壓源到被測管#上的線路電阻。
[0018] 本發(fā)明最佳的測試方法是這樣實現(xiàn)的，如圖3所示： 第一階段：獲取正確的靜態(tài)工作點(第一階段獲取的參數(shù)統(tǒng)一用下標(biāo)1表示，脈沖的次 數(shù)用上標(biāo)表示）； 步驟一、設(shè)立初始的恒壓源電壓： CPU控制DAC設(shè)置集電極電壓源& =. (Igp為用戶測試相應(yīng)的三極管所需要 的實際集電極-發(fā)射極電壓)。
[0019] 步驟二、設(shè)立初始基極電流脈沖： 1) CPU控制1麵：設(shè)置一個基極電流源脈沖，此的脈沖寬度能使集電極電流上升 并穩(wěn)定即可，用來探測被測管的大致放大倍數(shù)； 2) 由于在給定集電極電流脈沖后，對于不同類型的三極管而言，集電極電流的上 升時間不盡相同，在此，由lilt判斷是否已經(jīng)上升至穩(wěn)定狀態(tài)，并且脈沖寬度不宜過長， 更短的脈沖寬度將有利于更高效地完成測試； 3) 在脈沖期間lii通過ADC改取第一次脈沖獲得的__ _。
[0020] 步驟三、對恒壓源進行補償： 控制DAC設(shè)置補償后的恒壓源__杏:__齡:_:-)_@%_議_(:1 為探測脈沖的個數(shù))，即恒壓源的設(shè)置充分考慮線路電阻I所起到的分壓影響，從而使得三 極管的集電極-發(fā)射極電壓逐漸逼近真實的集電極-發(fā)射極電壓V&f，克服了線路電阻沒 對測試精度的影響。
[0021] 步驟四、對基極電流進行補償： 1) gpu控制iSi設(shè)置一個基極電流脈沖_§_1|_。||§，其中1_為所述三極 'Ci