本文首要评论了半导体分立器材参数的脉冲测验技能，在这里咱们能了解 脉冲测验的必要性是什么，它的相关规范又是什么，完成脉冲测验的办法又是什么。
一、脉冲测验的必要性
半导体分立器材一般包含二极管、三极管、MOS 埸效应管、结型埸效应管、可控硅、光电耦合器等各种器材。在对这些器材进行参数测验时，需求首要使被测验器材满意参数测验规则的测验条件(即进入规则的作业点)，一起也要满意规则的测验环境温度，这样所测的数据才有实践的含义。因为所测验的参数既是测验条件的函数，一起也是环境温度的函数。例如三极管的扩大倍数 HFE 既是测验条件 IC 和 VCE 的函数，一起也对环境温度十分活络。典型 HFE-IC 曲线见图1，典型HFE-温度曲线见图2。
可是除了测验条件和环境温度会影响参数的测验外，有一点简略被人们忽视的是被测器材在测验条件下耗费的功率会对器材的芯片形成附加的温升。附加温升的巨细取决于被测器材在规则测验条件下的耗散功率、该功率保持的时刻 (即测验时刻) 及被测器材的热阻等几方面要素。耗散功率越大、测验时刻越长、器材的热阻越大，所形成的芯片附加温升越大。这一点之所以简略被人们忽视是因为们触摸的是被测器材的外壳，而很难知道管壳内的芯片到底有多高的温度，这只要通过对器材热阻的测验和研讨，才干知道器材芯片的温升曲线是什么样。典型芯片温升曲线见图3。
因为芯片温升曲线的开始段较为陡直，升温速率较快，其附加温升形成的测验数据差错常常比人们幻想的严峻得多，因为在许多情况下芯片的附加温升不是几度，而是十几度乃至几十度。这时测验环境温度 (尤其是低温测验) 失去了实践的含义。
为了减小附加温升的影响，仅有办法是缩短测验时刻。因为参数的测验条件是规范规则的，无法通过改动测验条件来下降器材的功耗，器材的热阻也是客观存在的，只要将测验时刻缩短到使芯片附加温升能够忽略不计，这样被测器材的芯片温度才挨近规则的测验环境温度。
二、有关规范对脉冲测验的要求
因为器材芯片在参数测验时的附加温升是耗散功率、器材热阻和测验时刻的杂乱函数，很难用一个简略公式来描绘在不同的耗散功率、器材热阻和预期到达的芯片附加温升的情况下，选用多长的测验时刻才合理。为了一致测验要求，有关规范规则了脉冲测验的要求和引荐的条件。
1. 美军规范 MIL-STD-750C 半导体器材实验办法 4.3.2.1 规则 ：
当在脉冲条件下丈量静态及动态参数时，为了防止在丈量时因为器材发热引起丈量差错，在具体规范中应规则下列条款 ：
a. 在测验规则中注明“脉冲测验”。
b. 除非还有规则，脉冲时刻 (tp) 为 250-350 微秒，占空比最大为 2%。
2. 国军标 GJB128-86 半导体分立器材实验办法 3.3.2.1 规则 ：
为了防止丈量时器材发热引起测验差错，要在“脉冲”条件下测验静态和动态参数时，应在具体规范中注明 ：
a. 测验中规则应注明“脉冲测验”。
b. 除非还有规则，脉冲宽度应为 250-350μS，占空比为 1-2%。
3. 国标 GB/T 4587-94 (等效 IEC 747-7-1988) 在脉冲法测验的规则条件中指出：
脉冲时刻和占空比 (tp，δ)， 优先选取 ： tp = 300μS， δ≤2%。
4. 国标 GB/T 6218-1996 (等效 IEC 747-7-3:1991) 在对脉冲法测验所作的注释中规则 ：
假如选用脉冲法 ：
脉冲信号源的脉冲持续时刻和占空比 (tp，δ)
优选 ： tp = 300μS，δ≤2%。
5. 在晶体管国军标和行军标具体规范 (或空白规范) 中一般对集电极-发射极饱满压降 VCE sat、基极-发射极饱满压降 VBE sat 和正向电流传输比 HFE 规则选用脉冲法。并在脉冲测验的条件的条款中明确规则 ：
脉冲测验条件应按 GJB 128 的 3.3.2.1 的规则。
上述规范的有关规则便是一般所说的 300μS 脉冲测验，依据对各种半导体器材的热阻的测验和研讨，证明 300μS 脉冲测验的条件是经典的，它能够确保在绝大多数情况下因为测验形成的器材芯片温升可忽略不计。
三、完成脉冲测验的办法
之所以有关规范的具体规范 (或空白规范) 中对 VCE sat、VBE sat 和 HFE 等参数规则选用脉冲法测验，是因为对上述参数进行直流法测验时，器材会接受较大的耗散功率，然后形成器材芯片升温，影响测验数据的真实性，测验时刻过长乃至会形成器材的损害和损坏。
在不同的测验体系中完成脉冲测验 (特别是 HFE 参数的测验) 选用了不同的办法，常见的有软件闭环法 (见图4) 和硬件闭环法 (见图5) 两种。
1. 软件闭环法
软件闭环法测验 HFE 参数的进程如下 ：
a. 设置集电极电压源 VCC (可用由 D/A 操控的程控电压源来完成)，使 VCE 到达规则的电压值。
b. 设置基极电流源 IB (可用 D/A 操控的程控电流源来完成)，读取集电极电流 IC 的值 (可用 A/D 来读取)。
c. 判别集电极电流 IC 的值是否契合测验条件规则的要求 (软件进行判别)。
d. 重复 b 和 c 的进程 (一般选用逐位迫临的办法)，使集电极电流 IC 迫临测验条件规则的要求。
e. 读取基极电流 IB 的值 (D/A 的终究设置值)，并计算出 HFE 参数的值。
2. 硬件闭环法
硬件闭环法测验 HFE 参数的进程如下 ：
a. 设置集电极电压源 VCC (可用由 D/A 操控的程控电压源来完成)，使 VCE 到达规则的电压值。
b. 用硬件比较器比较集电极电流 IC 和测验条件规则的 IC 值 (由 D/A 设置)，比较的成果操控基极电流源 IBB，然后操控集电极电流 IC 使之主动安稳到规则的 IC 值。
c. 读取基极电流 IB 的值 (A/D 读取)，并计算出 HFE 参数的值。
3. 两种测验办法的比较
依据对两种办法测验进程的剖析和比较，能够看出存在着如下几方面的差异 ：
a. 软件闭环法的操控原理实践上是对直流法人工调理进程的一种改进，从硬件的视点上来讲实践上是一种开环操控。而硬件闭环法是真实选用闭环反应和主动调理的原理。
b. 软件闭环法因为每次 IB 设置都需求软件介入判别，并需通过屡次修正 IB 设置才干使 IC 挨近规则的测验作业点，因而整个操控进程时刻很长，不行能在 300μS 的时刻内安稳测验条件并读取数据，一般需求几毫秒、几十毫秒乃至更长的时刻，所以不契合有关规范的规则，一起因为测验时刻长导致器材发热，影响了数据的真实性。而硬件闭环法能够在 300μS 时刻内完成测验条件的安稳和数据的读取，因而契合有关规范的规则，测验时刻形成的器材温升能够忽略不计。
c. 软件闭环法因为从硬件的视点上来讲实践上是一种开环操控，因而集电极电流 %&&&&&% 只能挨近规则值，当被测器材 HFE 数据很大时 (如达林顿管)，测验条件会有较大的差错，然后影响 HFE 数据的精度。而硬件闭环法选用硬件比较和反应的原理，能够确保测验条件的精确性，对 HFE 有更高的测验精度。
d. 软件闭环法因为实质上是开环操控，从技能上比较简略完成，相对来说不易发生寄生振荡。而硬件闭环法一般由多级扩大器与被测器材一起构成闭环反应体系，处理得不好简略发生寄生振荡。
4. 硬件闭环法的完成
STS 2103A 半导体分立器材测验体系脉冲法丈量线路的中心部分是一个高功用的 SM 2204E 模块 (其测验 HFE 参数的简化原理图见图 6 )，该模块用 14 块运算扩大器，构成两个功用相同的四相限精细丈量单元。每一丈量单元都具有恒压、恒流、测压、测流的才能，并支持正、负极性的电压和电流，以习惯 NPN 和 PNP 器材的测验。高功用的运算扩大器和共同的线路规划使精细丈量单元具有杰出的频率功用，使之能够满意 300μS 脉冲测验要求，一起还能提供出几十安培的大电流。模块通过精心的调试和补偿，较好地处理了寄生振荡的问题，使体系具有杰出的测验习惯性，一起还全线完成了开尔文四端法测验，直至被测器材引脚，确保了大电流下的参数测验精度，因而使 STS 2103A 体系体现出杰出脉冲测验功用和归纳特性。
四、 STS 2103A 半导体分立器材测验体系简介
STS 2103A 半导体分立器材测体系是北京华峰测控技能公司在消化国外体系和调研国内用户的需求和特色的基础上，自行规划开发的智能化两级分布式测验体系，是 STS 2100 系列电子元器材测验体系的重要组成部分，公司具有该产品的独立知识产权。
体系首要适用于晶体管三极管 (NPN/PNP)、二极管 (整流、开关、检波、稳压等)、VMOS (N 沟/P 沟)、结型埸效应管、可控硅、光电耦合器及其它各类半导体分立器材。
体系在测验原理和办法上契合国标、国军标和行军标，对集电极-发射极饱满压降 VCE sat、基极-发射极饱满压降 VBE sat 和正向电流传输比 HFE 等参数选用硬件闭环的 300μS 脉冲测验 (脉冲占空比 2%)，故可有用按捺测验形成的器材芯片温升，即使在上百瓦功率下进行测验也不会形成器材发热，然后确保测验数据的真实性和安稳性，一起也确保了被测器材的安全。
体系全线选用开尔文电桥四端法进行参数测验，悉数测验插座选用美国 3M 公司原装进口四端法测验插座，然后有用扣除了体系及触摸环节的触摸压降，确保了大电流参数测验的真实性和精度。例如关于三极管饱满压降参数的测验，关于 VMOS 器材导通电阻的测验，关于二极管 (特别是肖特基二极管) 正向压降的测验，即使电流大到几十安培，也具有相同高的测验精度。
体系选用硬件闭环的脉冲作业方式测验 HFE 参数，但一起又具有杰出的测验习惯性，从低频管到高达几千兆的超高频管，从几十毫瓦的小功率器材到几百瓦的大功率器材，体系都具有杰出的测验体现。
体系低压丈量单元具有 0.25% 的根本测验精度，这能够确保体系在丈量 HFE参数时仍具有优于 1% 的归纳精度，契合 GJB 128A-97 中对丈量静态参数的差错《 1% 的要求。体系丈量 HFE 参数的分辨力达 0.1，并具有杰出的安稳性，在测验时用手插拔器材形成器材外壳的细小温升而导致器材 HFE 参数零点几倍的细小改变，体系都能活络和安稳地显现出来。
体系在显现测验数据的一起，还具有同屏显现特性曲线的功用，这样在屏幕上不只可读取精确的测验数据，一起可直观看到器材的击穿特性曲线和输出特性曲线，这关于关怀击穿特性曲线形状和输出特性曲线均匀性的用户尤为便利。
体系选用优质元器材和资料，选用数字模拟高压电源技能、测流地线技能、等电位环技能、静电屏蔽技能，软件处理技能，选用悬空架线和三防处理等工艺，使体系具有杰出的弱小信号检测才能，即使在湿润环境下仍可对纳安量级电流进行精确测验。
STS 2103A 半导体分立器材测验体系具有优秀的归纳功用，是确保半导体分立器材质量的抱负检测手法。
