基于半導(dǎo)體終端設(shè)備的三極管性能測(cè)試

1、蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2011屆2011 年 03 月 03 日項(xiàng)目類(lèi)別： 工業(yè)案例 設(shè)計(jì)名稱(chēng)： 基于半導(dǎo)體終端設(shè)備的三極管性能測(cè)試 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)： 應(yīng)用電子技術(shù) 姓 名 ： 學(xué) 號(hào) ： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 畢業(yè)論文任務(wù)書(shū)系部： 電子工程系 項(xiàng)目類(lèi)別：畢業(yè)論文項(xiàng)目題目：基于半導(dǎo)體終端設(shè)備的三極管性能測(cè)試指導(dǎo)教師： 職稱(chēng)：講師類(lèi)別：專(zhuān)職學(xué) 生： 專(zhuān)業(yè)：應(yīng)用電子班級(jí)1、畢業(yè)論文任務(wù)及目標(biāo)任務(wù)：基于半導(dǎo)體終端設(shè)備及相關(guān)軟件對(duì)三極管進(jìn)行性能指標(biāo)的檢測(cè)，確定材料屬于良品還是不良品。目標(biāo)：1) 完成設(shè)備的簡(jiǎn)介，三極管的性能檢測(cè)，圖片解析；2) 提交一份2000字的論文報(bào)

2、告。 2、畢業(yè)論文的主要內(nèi)容 1）介紹終端設(shè)備和軟件的基礎(chǔ)原理及應(yīng)用；2）利用Spektra測(cè)試軟件完成三極管的性能測(cè)試；3) 示例相關(guān)測(cè)試圖片信息，更有力于進(jìn)行直觀分析；4）寫(xiě)出相應(yīng)的使用說(shuō)明和使用效果與改進(jìn)和改進(jìn)意見(jiàn)。3、主要參考文獻(xiàn)（若不需要參考文獻(xiàn)，可注明，但不要空白）【1】 QuickMark應(yīng)用，北京航空航天大學(xué)出版社【2】 Spektra20入門(mén)學(xué)北京郵電大學(xué)出版社【3】 Seminar MR-1300結(jié)構(gòu)學(xué)及基礎(chǔ)應(yīng)用黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社4、進(jìn)度安排項(xiàng)目各階段任務(wù)起止日期（20102011年）1資料收集、閱讀文獻(xiàn)和資料2010-11-032論文方案設(shè)計(jì)、模塊規(guī)劃2010-11-2

3、03終端設(shè)備介紹，軟件原解析2011-01-154相關(guān)圖片截取及介紹2011-02-275撰寫(xiě)課畢業(yè)論文2011-03-03 目錄摘要4前言5一、設(shè)計(jì)目的5二、SPKR20-TT/A TESTER基礎(chǔ)及終端操作61、測(cè)試項(xiàng)目分析71.1 POWER TR TEST ITEM的含義：71.2 三極管的幾種狀態(tài)：72、SPEKTRA20-T T/A 的基本組成及配置72.1 主體的前面內(nèi)部結(jié)構(gòu)72.2 主體的后面板接線82.3 TESTER內(nèi)部B/D的作用10三、TESTER 測(cè)試原理及連接方法111、TESER的測(cè)試原理112、TESTER與計(jì)算機(jī)和H/D的連接12四、ESTER的啟動(dòng)與關(guān)閉步驟

4、121、TESTER的啟動(dòng)12五、OPERATION 終端屏幕菜單操作131.系統(tǒng)的啟動(dòng)132.STATION的程序JOIN(連接)143.DATDLOG 的設(shè)置方法164. EDITOR的使用19六、參考文獻(xiàn)22結(jié) 束 語(yǔ)23致 謝23 摘要此論文是針對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品，如：POWER管，MOS管等產(chǎn)品材料通過(guò)相關(guān)測(cè)試軟件對(duì)材料進(jìn)行系列的項(xiàng)目性能的測(cè)試。本文以POWER材料作為模型，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行各項(xiàng)性能的測(cè)試，具體分析每項(xiàng)性能的原理，文中詳細(xì)的介紹了，測(cè)試軟件的使用方法和原理，結(jié)合原理和圖片的方式，簡(jiǎn)潔直觀，一目了然，直接可以得出想要的效果和最后的測(cè)試結(jié)果。根據(jù)測(cè)試的性能數(shù)據(jù)結(jié)果，可以直接對(duì)產(chǎn)品材料

5、的優(yōu)良進(jìn)行評(píng)測(cè)，對(duì)以后的產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)有莫大的幫助和作用。 前言中文名稱(chēng)：半導(dǎo)體英文名稱(chēng)：Semiconductor定義：材料的電阻率界于金屬與絕緣材料之間的材料。這種材料在某個(gè)溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而增加電荷載流子的濃度，電阻率下降。隨著數(shù)碼時(shí)代的興起和與時(shí)俱進(jìn)的市場(chǎng)需求，半導(dǎo)體這個(gè)電子“原料”加工行業(yè)，無(wú)疑有著無(wú)可替代巨大的市場(chǎng)空間和無(wú)言的價(jià)值，半導(dǎo)體的運(yùn)用很龐大，通俗點(diǎn)，只要用到電的設(shè)備，無(wú)疑半導(dǎo)體的材料就是它的靈魂。半導(dǎo)體的分類(lèi)，按照其制造技術(shù)可以分為：集成電路器件，分立器件、光電半導(dǎo)體、邏輯IC、模擬IC、儲(chǔ)存器等大類(lèi)，一般來(lái)說(shuō)這些還會(huì)被分成小類(lèi)。此外還有以應(yīng)用領(lǐng)域、設(shè)計(jì)方法等進(jìn)行分類(lèi)，

6、雖然不常用，但還是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其規(guī)模進(jìn)行分類(lèi)的方法。此外，還有按照其所處理的信號(hào)，可以分成模擬、數(shù)字、模擬數(shù)字混成及功能進(jìn)行分類(lèi)的方法。隨著電器市場(chǎng)的需求，人們對(duì)產(chǎn)品的性能越來(lái)越重視，著對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō)，對(duì)產(chǎn)品材料的性能指標(biāo)的把關(guān)相當(dāng)重要，所以材料的性能測(cè)試時(shí)最后一道工序，起到至關(guān)重要的一步。一、設(shè)計(jì)目的1.設(shè)計(jì)要求本文設(shè)計(jì)的測(cè)試軟件是通過(guò)材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)性能指標(biāo)測(cè)試程序，對(duì)材料進(jìn)行好壞的篩選，指出材料的不良處，對(duì)達(dá)不到要求指標(biāo)的材料進(jìn)行分析。由于是測(cè)試軟件，所以測(cè)試系統(tǒng)設(shè)備必須處于開(kāi)機(jī)工作和聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，通過(guò)性能的測(cè)試，分析失敗的原因可以更好的控制不良材料的產(chǎn)生。

7、首先，無(wú)論什么材料，在測(cè)試前，測(cè)試軟件里必須要有各個(gè)材料的標(biāo)準(zhǔn)性能指標(biāo)的程序，此標(biāo)準(zhǔn)是無(wú)法也是不能更改的，它就是一個(gè)性能的測(cè)試范圍，如果測(cè)試的結(jié)果在其范圍內(nèi)，那就是良品，如果有任何的偏差不在測(cè)試程序范圍內(nèi)，就是不良品，從而可以看到是哪一項(xiàng)性能指標(biāo)不過(guò)，軟件會(huì)記錄下每次測(cè)試的結(jié)果，從而對(duì)材料進(jìn)行分析，避免以后再次出現(xiàn)此類(lèi)的問(wèn)題。2.設(shè)計(jì)意義 在論文中，選擇了POWER材料中的一種三極管作為模型，通過(guò)測(cè)試軟件對(duì)其進(jìn)行系列的性能指標(biāo)測(cè)試，得到結(jié)果后，進(jìn)行性能分析。 通過(guò)此軟件，可以更快捷更清楚的及時(shí)了解到產(chǎn)品材料的好壞，及時(shí)的處理不必要的產(chǎn)品質(zhì)量事故。 二、SPKR20-TT/A TESTER基礎(chǔ)及

8、終端操作 SPKR20-TT/A TESTER是半導(dǎo)體行業(yè)最新的測(cè)試系統(tǒng)，能夠提供高快的速度和精確的測(cè)試，此測(cè)試系統(tǒng)適合于晶片探索、最終生產(chǎn)、數(shù)量控制和收入以及測(cè)試環(huán)境檢驗(yàn)，它的最大工作電壓是1500V，最大工作電流是30A。 TESTER SPEKTRA 201、測(cè)試項(xiàng)目分析 1.1 POWER TR TEST ITEM的含義：1）ICES：B和E短接，C與E之間的泄露電流；2）ICBO：E開(kāi)路，CB兩極之間的泄漏電流；3）ICEO：B開(kāi)路，CE兩極之間的泄漏電流；4）IEBO：C開(kāi)路，BE兩極之間的泄漏電流；5）BVCES：BE短路，CE之間的反向擊穿電壓；6）BVCEO：B開(kāi)路，CE之間

9、的反向擊穿電壓；7）BVCBO：E開(kāi)路，BC之間的反向擊穿電壓；8）BVEBO：C開(kāi)路，BE之間的反向擊穿電壓；9）VCE（SAT）：晶體管處于飽和工作狀態(tài)時(shí)，CE之間的飽和電壓；10）VBE（SAT）：晶體管處于飽和工作狀態(tài)時(shí)，BE之間的飽和電壓；11）VFCE:晶體管處于導(dǎo)通工作狀態(tài)時(shí)，CE之間的正向電壓；12）BTON（即VBE（ON）：測(cè)量BE之間的正向開(kāi)啟電壓；13）HFE：當(dāng)晶體管處于靜態(tài)工作狀態(tài)時(shí)，測(cè)量晶體管的靜態(tài)放大倍數(shù)，HFE=IC/IB。1.2 三極管的幾種狀態(tài)：飽和狀態(tài)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏；放大狀態(tài)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；截止?fàn)顟B(tài)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏；倒相工作狀

10、態(tài)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。 2、SPEKTRA20-T T/A 的基本組成及配置SPEKTRA20-TT/A 是參TR產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試的主要設(shè)備,其通過(guò)電纜(CABLE)控制HADLER 進(jìn)行測(cè)試,一般每個(gè)TESTER最多可以帶五個(gè)HANDLER,但考慮到其處理的速度,現(xiàn)在一般只帶兩個(gè)HANDLER. TESTER-TT /A的基本配置:TESTER主體.PC機(jī)和打印機(jī).其中TESTER主體在測(cè)試過(guò)程中進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣,測(cè)試.結(jié)果分析的主要設(shè)備.PC機(jī)的配置是為了通過(guò)鍵盤(pán)的操作,對(duì)TESTER進(jìn)行操作;如需要把測(cè)試結(jié)果打印出來(lái),可以配備一個(gè)打印機(jī). 2.1 主體的前面內(nèi)部結(jié)構(gòu)MODEL SPEOTR

11、A20-TT/ABREAKERRESETOPERATESTANDBY操作面板板模擬插槽CPU插槽檢查面板數(shù)字插槽電源提供單元 圖為主體的前面內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.2 主體的后面板接線 多路轉(zhuǎn)換B/D AN-4(BNC) TERMINLS(終端) 一 點(diǎn)接地端 高壓?jiǎn)卧?大電流單元 ° 機(jī)架接地 A-F STATION 圖為主體的后面板接線 2.3 TESTER內(nèi)部B/D的作用在TESTER內(nèi)部,有上下兩層插槽,其分別插有兩種BOARD,其上面那層SLOT中插的為ANALOG（模擬） B/D,下面在那層SLOT中插的為L(zhǎng)OGIC（數(shù)字） B/D. 3.1 模擬 B/D型號(hào)B/D的名稱(chēng)Multip

12、lexer Relay功能PT8801多路模擬轉(zhuǎn)換控制板通過(guò)RELAY使SPEKTRA20-TT/A的模擬PT8379電流發(fā)生板在測(cè)量時(shí)作為電流源，可分為Ib,IcP-8380低壓發(fā)生板在測(cè)試HIL和DC GAIN時(shí)作為電壓源 100MV-80VP-9207高壓B/D(NPN)在測(cè)量NPN型器件的擊穿電壓和漏電流時(shí),該板可以提供+1KV的電壓(POIS1位置是固定不變的)P-9208高壓B/D(PNP)與P-9207相擬,只是為PNP器件提供-1KV的電壓（POIS2位置也是固定不變的）PT8841I-V變換板將電流或電壓按比例進(jìn)行變換GMPA專(zhuān)用于測(cè)量MosFET的X-WPPLY專(zhuān)用于測(cè)量M

13、osFET的P-8301A/D D/A轉(zhuǎn)換板把CPU來(lái)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào),把 測(cè)試結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)PT8829時(shí)間控制B/D用于控制測(cè)試時(shí)間PT920168000 CPU B/D接收和處理來(lái)自計(jì)算機(jī)的軟件控制信號(hào)，它的位置是固定不變的。3.2各種板子的具體作用：模擬板：1）、NPN HV BOARD：測(cè)量BV、IL時(shí)最大可以提供+1000V的電壓； CLAMP功能； POWER WAIT 功能（等待電源穩(wěn)定），位于第一個(gè)槽，位置不可變！2）、PNP與NPN類(lèi)似，只不過(guò)可以提供-1000伏的電壓；位于第二個(gè)槽不可變！3）、LOW VOTAGE BOARD：測(cè)量HIC、IB、BTON時(shí)最大

14、可提供+80伏的電壓；可以測(cè)量VSAT、VF、BTON，電壓范圍（0-20伏）；CLAMP功能；4）、CURRENT BOARD：IC B/D在測(cè)量VSAT、BV、VF、VDSON、BTON時(shí)可以提供0-20安培的電流；IB B/D在測(cè)量VSAT、IB、BTON時(shí)可提供0-20安培的電流；5）、I-V轉(zhuǎn)換板：I-V電流向電壓轉(zhuǎn)換；可以測(cè)量IB、IC的電流，范圍：大于1MA；6）、GMPA B/D、XSUPPING專(zhuān)用于測(cè)MOS管；3.3 數(shù)字板：1）CPU板：中央控制單元，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、接收發(fā)送信號(hào)，與其他外圍硬件通訊，其位置位于數(shù)字槽的第六個(gè)位置，是不可變的！2）INTERFACE BOARD：

15、用于外圍設(shè)備通訊的板子；其位置一般位于數(shù)字插槽的第一個(gè)位置，盡管這塊板子可以插在數(shù)字槽的任何位置，但此位置是被推薦的，因?yàn)檫@樣可以減輕電纜的連接；Interface B/D接口板，用于和外部設(shè)備通訊，連接用總線分別與A.B.C.D.F STATION連接一個(gè)text最多可分5個(gè)station,一般連2個(gè)，常連A，B。2個(gè)tester要用2個(gè)InterfaceAc-Amp B/D專(zhuān)用于Mosfet3） A/D、D/A板：這塊板子是將一個(gè)測(cè)試條件（數(shù)字信號(hào)）轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)模擬信號(hào)并把他發(fā)送到TESTER STATION，并且連接一個(gè)來(lái)自于TESTER STATION 的測(cè)試信號(hào)到數(shù)字信號(hào)，并把他發(fā)送到

16、CPU；4） TIMER BOARD：用于控制RELAY選通（高響應(yīng)的） 注：數(shù)字B/D不能接受電流信號(hào)，只能接受電壓信號(hào)！三、TESTER 測(cè)試原理及連接方法1、TESER的測(cè)試原理TESTER的測(cè)試工作原理就是首先用TESTER內(nèi)部產(chǎn)生各測(cè)試信號(hào),比如說(shuō),測(cè)試電流.電壓等,通過(guò)電路的連接,將此信號(hào)加到DEVICE上面,對(duì)DEVICE的各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,最后再把測(cè)試的結(jié)果送回TRSTER進(jìn)行處理,然后TESTER將測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,最終判斷出DEVICE的好與壞,及各種性能如何. 1.1 測(cè)試TRANSISTOR時(shí)的連接方法 C B E 1.2 測(cè)試MOSFET時(shí)的連接方法 G S D 2

17、、TESTER與計(jì)算機(jī)和H/D的連接COMPUTERTESTER PT9201 (CABLE) P-8220 H/D H/B 四、ESTER的啟動(dòng)與關(guān)閉步驟1、TESTER的啟動(dòng) 1.1 SPEKTRA20-TT/A的啟動(dòng)步驟 1)確認(rèn)電源的KEY SWITCH在 “STANDBY”位置 2)打開(kāi)前面板上的BREAKER后POWER On 3)把KEY SWITCH置于 “OPERATE”位置 4)把KEY SWITCH置于 “RESTER”然后放開(kāi)開(kāi)關(guān). 5)把KEY SWITCH置于 “OPERATE”位置. 6)打開(kāi)IBM PS2的電源,系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng).1.2 TESTER的電源關(guān)閉步驟與

18、TESTER的啟動(dòng)步驟相反.1.3 BOARD的更換在檢查或更換B/D時(shí)需把B/D拔下或插入時(shí),絕對(duì)不能帶電操作,必須要把相應(yīng)的電源關(guān)閉才可以插板,而且在插入B/D時(shí),要確認(rèn)其插入的插槽和方向是否正確,如果帶電操作或?qū)/D插錯(cuò)位置,會(huì)使B/D板燒壞,影響TESTER的正常工作.如只須更換,檢查ANALOGT和LOGIC B/D時(shí),只須把KEYSWITCH置于STANBY位置,等風(fēng)扇完全停止后就可以操作了.如需要更換CPU B/D時(shí)要關(guān)閉系統(tǒng)和TESTER前面板上的BREAKER后才可以更換。 五、OPERATION 終端屏幕菜單操作 我們?cè)趯?duì)TESTER進(jìn)行應(yīng)用操作時(shí),大多數(shù)都是通過(guò)終端(計(jì)

19、算機(jī))屏幕的各種菜單操作的,而其中我們常用的STATION的JOIN和DATALOG的使用.1.系統(tǒng)的啟動(dòng) 1.1 POWER ON:計(jì)算機(jī)將自動(dòng)運(yùn)行,進(jìn)行硬件診斷,通過(guò)以后再自動(dòng)裝入COMMAND.COM文件,然后 再顯示多重配置選擇,選擇確認(rèn)后,再自動(dòng)裝入CONFIG.SYS AUTOEXEC.BAT文件,然后進(jìn)入DOS狀態(tài). 屏幕顯示: C:>1.2 在C:>下鍵入WIN后回車(chē),系統(tǒng)進(jìn)入WINDOWS狀態(tài),系統(tǒng)自動(dòng)裝入SPEAKER.COM文件,然后可以進(jìn)行菜單操作.此時(shí)屏幕顯示為:2.STATION的程序JOIN(連接) 2.1 鼠標(biāo)點(diǎn)擊Station項(xiàng)，進(jìn)入以下界面： 2

20、.2 鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單中Jion,進(jìn)入以下界面： 2.3 首先選擇測(cè)試機(jī)的測(cè)試站，選擇F站，然后在File Name中選擇需要測(cè)試的材料程序文件，這里以三極管（FJP13009H2）為例子，點(diǎn)擊OK，進(jìn)入以下界面：此時(shí)，需測(cè)試的材料程序文件已經(jīng)輸入完畢，啟動(dòng)HANDLER,材料進(jìn)行系列的運(yùn)作。3.DATDLOG 的設(shè)置方法 為了在測(cè)試過(guò)程中直接觀察測(cè)試結(jié)果,可以用DATDLOG的功能進(jìn)行監(jiān)示每一次的測(cè)試結(jié)果,確認(rèn)已啟動(dòng)CONNECT.EXE程序,用鼠標(biāo)器雙擊程序管理器(SPEKRTA窗口)中的DATDLOG的圖標(biāo),計(jì)算機(jī)屏幕顯示如下的窗口,下面就以F STATION為例,3.1 打開(kāi)DATDLOG

21、窗口,點(diǎn)擊DATDLOG，進(jìn)入以下界面：3.2 單擊菜單中的 “SET LOGGING”，出現(xiàn)下圖界面：3.3 在SELECT STATION選擇框中用鼠標(biāo)器單擊要選擇的一個(gè)已聯(lián)接的STATION名,如STATION F,再在其他的選擇框中用鼠標(biāo)器單擊要選擇的顯示項(xiàng)目?jī)?nèi)容(一般SELECT TEST和SELECT BIN欄都選定為ALL)3.4確認(rèn)無(wú)誤后,在對(duì)話框中用鼠標(biāo)器單擊 “OK”鍵,計(jì)算機(jī)屏幕DATA-LOGGING 窗口中顯示一個(gè)標(biāo)有測(cè)試文件的子窗口,其中顯示隨測(cè)試變化滾動(dòng)的各測(cè)試項(xiàng)目的實(shí)際結(jié)果的數(shù)據(jù)信息. 通過(guò)SET LOGGING，可以清楚的知道材料的每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，能分辨出材料的

22、好壞，如果是良品，材料則進(jìn)入BIN1軟管，如果材料不良，則會(huì)出現(xiàn)材料不良的項(xiàng)，從而技術(shù)員進(jìn)行分析，是材料不良還是設(shè)備有故障。如圖所示，BIN1的材料，測(cè)試項(xiàng)目都是通過(guò)的，而B(niǎo)IN3，都有項(xiàng)目測(cè)試不過(guò)。4. EDITOR的使用當(dāng)然，所有的性能測(cè)試項(xiàng)目都有自己的范圍，分最大和最小值，也就是我們說(shuō)的標(biāo)準(zhǔn)值。有了這樣的測(cè)試范圍，也就更有效的反應(yīng)材料性能，對(duì)材料好壞進(jìn)行篩選，測(cè)試程序會(huì)根據(jù)測(cè)試的結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，如果結(jié)果不在范圍內(nèi)，則會(huì)默認(rèn)為不良品，若每項(xiàng)都符合標(biāo)準(zhǔn)，那么就是良品，下面是EDITOR使用；4.1 點(diǎn)擊電腦桌面EDITOR快捷圖標(biāo)，進(jìn)入EDITOR程序，如下圖顯示：4.2 單擊FILE菜單，如下圖顯示： 4.3 點(diǎn)擊OPEN菜單，執(zhí)行下一步，如下圖顯示： 進(jìn)入此對(duì)話框后，選擇需要打開(kāi)的文件，如：FJP13009H2N，確認(rèn)無(wú)誤后，點(diǎn)擊打開(kāi)。4.4 點(diǎn)擊打開(kāi)后，如下圖顯示： 六、參考文獻(xiàn)1.QuickMark應(yīng)用，北京