F-200A型半導體器件通用測試機

一、 概述

   F-200A半導體器件通用測試機是專為測量包括二極管、MOS管、IGBT、毫歐電阻等電子器件正向壓降而設計，正向電流分為0.01-0.1A、0.1~1A、1~10A、10~200A四個檔位，測量范圍更廣。

0.01~0.1A：小電流硅堆、（高壓二極管：定制60V）、0.1A內的小電流MOS管和二極管、LED、10~100Ω電阻等測試；

0.1~10A：中小功率二極管、MOS管、0.1~1Ω電阻；

10~200A：大功率二極管、MOS管、IGBT管、0~0.1Ω電阻、開關觸點壓降穩定性測試

二、技術參數

1.    正向脈沖電流調節范圍：0.01A~200A，四個檔位，每個檔位步進為檔位滿量程的0.01%（10-200A為10mA步進）

2.    脈沖寬度：300us-600us 固定值

3.    開路輸出電壓:≥65V

4.    正向壓降測量范圍：10mA-10A：60V；10A-200A：20V

    5.    正向壓降測量電流電壓的分辨率：

6.    供電電壓：AC220V±10％，50Hz

7.    消耗功率：≤100W

8.    工作溫度：25℃±10℃

9.    串口RS485通信接口

10. 配電腦軟件,輸出特性曲線、導出圖像和excel數據點

11. 測試儀器可脫機獨立運行

12. 選配柵極測量選件，可測量柵極接口電容、柵極正反向漏電、測量IG/VGE、IC(ID)/VGE;選配極性自動切換選件，可自動切換電壓電流正負極性；選配耐壓測試盒選件，可測試zuigao5kV的器件耐壓。有關選件具體信息，請咨詢*。

三、產品簡介

  測試儀器的前面板包括LED顯示屏，功能按鍵，設定旋鈕，電源開關，二極管正極負極接線端子等。

測試器件正向壓降的時候，通過前面板的四線夾子，紅色線夾和二極管的正極連接，黑色線夾和二極管的負極連接。觸發開關為不帶鎖的復位按鍵，檔按鈕按下時，測試儀器輸出一個設置的0.01~200A的電流脈沖，電流調節旋鈕順時針調節為增大電流，逆時針為減小電流，旋轉一格，電流步進。步進值的變動范圍與光標檔位設定有關。

 腳踏開關和正面板上的觸發開關并聯，二者功能一致；

LAN口為保留的以太網測試接口，留作升級使用。

RS-485為計算機通訊口

外置選件接口用于連接外置使用的選件（例如高壓漏電測試選件）

220V供電口接入電源。

四 測試示例：

1.  測量二極管在規定正向電流IF的正向壓降VF

連接方法：

使用隨機的開爾文測試夾正向連接二極管，若當前功能不是VF IFD功能 按下FUNC按鍵直到SET1顯示 VF IFD。

使用RANGE切換電流檔位，使用左右按鍵切換調節步進值，使用黑色大旋鈕設定需要設定的正向電流IF值。設定好需要的值后，按下TRIG金屬按鍵，讀取RESULT上的結果。注意若使用10-200A檔位測出的電壓若大于20V將不可信。

  2.  測量IGBT內反向二極管/NMOSFET寄生二極管在給定的正向電流IF下的壓降

   VFd：

連接方法：

操作方式與1.測試二極管IF的測量方式*一致。并使用一條電線將待測器件的GE（GS）短路。

 注意，對于P溝道MOSFET，應互換紅色/黑色開爾文夾。

3.測量電阻器件在規定正向電流IF的電阻值Rf

連接方式：

使用隨機的開爾文測試夾正向連接待測電阻，若當前功能不是RDS ON功能 按下FUNC按鍵直到SET1顯示 RDS ON。

使用RANGE切換電流檔位，使用左右按鍵切換調節步進值，使用黑色大旋鈕設定需要設定的正向電流IF值。設定好需要的值后，按下TRIG金屬按鍵，讀取RESULT上的結果。

若結果顯示LO，則表示當前測量電流過小，計算精度低。應使用更大電流測試。反之亦然，若結果顯示HI，則表示電流過大，應使用更小電流測試。注意，若使用了10-200A檔位，應首先用FUNC鍵切換至VF IFD模式測量壓降，確定在該檔位下器件電壓降不超過20V，否則測量結果不可信。

4.測量MOSFET/IGBT在規定的偏壓VGE下的柵極漏電IG

連接方法：

使用隨機的BNC-夾子線連接至機器的GATE口 另一端連接至待測器件；若測正向漏電流，則紅色夾子連接至柵極G，黑色夾子連接至發射極E或源極S。若測量反向漏電時可顛倒連接。按FUNC鍵將功能選擇至IG VGE，旋動黑色大旋鈕即可粗略設定柵極電壓VGE，此時RESULT即可讀出粗略的漏電流IG。若要精確測量漏電流IG，應先斷開紅色夾子與器件柵極連線。按FUNC鍵，在VGE-VCE功能精確設定VGE值，再按FUNC鍵切換至IG-VGE功能。此時IG可能讀出一個較小的漏電值，這是導線的漏電影響。多次按下SET2執行清零操作，直到此時漏電流顯示為0。再將紅夾子連接至待測器件柵極即可精確讀取漏電流值。

5.測量Ciss/電容容量

用隨機的BNC-夾子線連接至機器的GATE口 另一端連接至待測器件；若測柵極Ciss，則紅色夾子連接至柵極G，黑色夾子連接至發射極與集電極EC或源極漏極SD。按FUNC鍵將功能選擇至GATE CAP，即可讀出該器件Ciss電容值。值得注意的是該機的電容測量為恒流充電張弛振蕩式測量，該結果視器件參數不同將與電橋測量值存在一定偏差。

測量電容器電容前應先將電容器短路放電。放電后如圖所示連接即可測量。根據測量的結果不同，顯示結果將自動切換檔位。

6.測量IGBT/MOSFET管在規定的VGE（VGS）管壓降

如圖所示連接。使用隨機的BNC鱷魚夾線連接至GATE與待測器件的GE（GS）；開爾文夾紅色夾連接至器件集電極C（漏極D），開爾文夾黑色夾連接至器件發射極E（源極S）。

按FUNC按鍵，直到顯示跳轉為VGE-VCE模式（由于顯示器件位數限制，無法顯示VGE-VCE。因此應切換至如上圖所示的三組數字模式）。按下SET1，顯示將變成

VGESET ICESET VCEACQ 表示對應的三個數字分別為柵極電壓設置/集電極電流設置/VCE電壓采集值。

按下SET2，可輪換選擇需修改的參數（VGE/ICE）。當前選中的參數下方LED將會發光。使用左右按鍵與黑色旋鈕設定測量的參數，按下金屬開關TRIG即可測量。

注意，若測試P溝道MOSFET，圖中的紅黑夾子極性應全部顛倒。

7.測量MOSFET的RDSON

測量MOS的RDSON與 2.測量電阻器件在規定正向電流IF的電阻值Rf 操作類似。不同之處在于需要給器件設定柵極電壓VGE。操作方式為按下FUNC鍵至VGE-VCE測量模式，使用該測量功能設置柵極電壓VGE。設定好后靜置2秒左右再按FUNC鍵切換至RDS ON模式測量即可。其余注意事項與示例2相同。注意，若測試P溝道MOSFET，圖中的紅黑夾子極性應全部顛倒。

五 校準方法：

0.校準操作不建議用戶操作。若有需求，請與廠家聯系。

1.按MENU ，選至 CALPWD選項，使用旋鈕與光標設置密碼為123456，再按MENU，此時SET1顯示VFCAL0

2.按面板set2 切換至vfcal0的參數值 設置為10左右；

3.按面板set1 光標切換回vfcal0 使用旋鈕切換至vfcal1，

重復第二步，將vfcal1的值設定為約20800；

4.OUTPUT的中間紅黑兩個端子用線短路，切換校準點至vfcal0，修改set2的值，令result的電壓值為0.0V

5.切換至vfcal1，去掉短路線，并將短路線短路的紅黑端子輸入2.000V的準確電壓，或者精確的2V附近的電壓即可，調節vfcal1的值，令result的值與實際輸入的電壓一致。

6.其他點參考第5項進行校準，推薦每2V進行校準。VFCAL0-VFCAL9的校準電壓必須單調增大，不可忽大忽小，否則將導致校準錯誤。

7.若校正時發現無法校準，或校準值間偏差過大，則可能是設備故障，需要返廠送修。

電流設定校準方法：

注意，電流校準應在電壓校準后進行。

電流校準方法與電壓相似，需要準備100歐姆、1歐姆、0.047歐姆的精密電阻，阻值類似也可，需要保證足夠的精度。

1.按MENU ，選至 CALPWD選項，使用旋鈕與光標設置密碼為654321，再按MENU，此時SET1顯示IFST00

2.按面板set2 切換至ifst00的參數值 設置為0.01A；

3.按面板set1 光標切換回ifst00 使用旋鈕切換至ifca00，

用四線測試夾子接入100歐電阻，按觸發按鍵，調節ifca00的值(約55000)，使得結果顯示的電壓為 ifst00的電流值乘外接電阻。

4.其余點同上，ifstxx 為要校正的點的電流設定值，ifcaxx為該點的校正參數。共40個校準點，每個檔位10個校準點。

例如ifst00 – ifst09 分配給0.01A-0.1A檔位，ifst10-ifst19分配給0.1A-1A檔位。

5.推薦均分電流點進行校準，校準電流必須單調增大，不可忽大忽小，否則將導致校準錯誤。

六 電腦連機測試步驟

① 連接測試儀器后面板上的DB9和USB轉RS485轉接線；

② USB轉RS485轉接線和電腦連接；

③ 使用四線測試夾紅色連接二極管陽極，黑色連接二極管陰極；

④ 打開電源開關；

⑤ 打開電腦程序；

⑥ 程序操作讀取曲線；

⑦ 由于軟件版本較早，暫只支持器件的電流-壓降測試曲線。

七 軟件操作步驟：

① 例：測量二極管正向壓降曲線，電流0-10A；

② 打開電腦程序圖標“二極管正向壓降測試儀"；

③ 選擇串口號，通過硬件管理，可以串口號；

④ 點擊圖標按鈕打開串口；

⑤ 設置采樣速率，0.1Hz~10Hz；低頻測試器件溫升小，高頻測量速度快，可根據需要選擇；注意，當測量電流大于10A時，脈沖頻率不可高于3Hz，否則結果不可信。

⑥ 脈沖寬度任意選擇

⑦ 輸入起始電流0A；終止電流為1000A；掃描點數為1~1000點（由于該軟件早于儀器開發，其設定電流范圍為0-3000A，且測量點數不能高于起始電流差值）。

⑧ 打開測試儀電源開關，按MENU鍵選擇至ISCALE項目，選擇該項目的值為100:1，即上位機設定1000A將除以100，實際測試電流為0-10A；

9 格式的圖片和excel格式的數據，如圖4所示。

八 注意事項

1、本測試儀請勿在測試儀上試圖連接電池電源類器件，有可能損壞內部器件。

2、應保證本測試儀工作在規定的供電電壓和溫度條件下，保證測量準確度。

3、本儀器內有高壓，非專業人員請勿擅自開啟外殼，當心觸電。儀器zuida 輸出電壓大于60V，謹防觸電。

4、本儀器連接時務必按照示例圖連接。GATE紅線切勿與開爾文夾子線的紅線碰觸，否則可能燒毀儀器。

九 固件升級

本測試儀支持不拆機升級內部程序軟件。操作方式為開機后按MENU鍵選擇至 FW UPD模式，按下TRIG按鍵后進入固件升級模式。

也可以開機前同時按下RANGE 與 左鍵 再開機，本機將進入固件升級模式，使用支持xmodem協議的串口終端軟件上傳固件即可。有關詳細信息請咨詢廠家。