二极管结参数测量方法及测量系统与流程

为第一正向导通电压，v2为第二正向导通电压，v3为第三正向导通电压；δi为电流差值；t0为预设温度；q为电子电荷量，k为波尔兹曼常数。
18.可选的，待测二极管的结参数包括：串联电阻；
19.根据预设温度、第一脉冲电流的值、第二脉冲电流的值、第三脉冲电流的值、第一正向导通电压、第二正向导通电压及第三正向导通电压，确定预设温度下待测二极管的结参数，包括：
20.通过第二公式，计算待测二极管的串联电阻rs；
21.第二公式为：
[0022][0023]i3-i2＝i
2-i1＝δi
[0024]
其中，i1为第一脉冲电流的值，i2为第二脉冲电流的值，i3为第三脉冲电流的值；v1为第一正向导通电压，v2为第二正向导通电压，v3为第三正向导通电压；δi为电流差值。
[0025]
可选的，第二脉冲电流的值与待测二极管的工作电流的值相等。
[0026]
可选的，电流差值为100ma。
[0027]
可选的，第一脉冲电流、第二脉冲电流及第三脉冲电流均为窄脉冲电流。
[0028]
可选的，预设温度为多个；方法还包括：
[0029]
根据各个预设温度以及各个预设温度下待测二极管的结参数，确定待测二极管结参数的温度特性。
[0030]
本发明实施例的第二方面提供了一种测量终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如本发明实施例第一方面提供的二极管结参数测量方法的步骤。
[0031]
本发明实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例第一方面提供的二极管结参数测量方法的步骤。
[0032]
本发明实施例的第四方面提供了一种测量系统，系统包括：用于为待测二极管提供脉冲电流的脉冲电流源、用于测试待测二极管的正向导通电压的电压表、用于布置待测二极管的恒温设备及如本发明实施例的第二方面提供的测量终端。
[0033]
本发明实施例提供了一种二极管结参数测量方法及测量系统，上述方法包括：分别获取预设温度时待测二极管在第一脉冲电流、第二脉冲电流及第三脉冲电流下的第一正向导通电压、第二导通电压及第三导通电压；根据预设温度、第一脉冲电流的值、第二脉冲电流的值、第三脉冲电流的值、第一正向导通电压、第二正向导通电压及第三正向导通电压，确定待测二极管在预设温度下的结参数；其中，第一脉冲电流的值、第二脉冲电流的值及第三脉冲电流的值呈等差数列分布。本发明实施例对二极管施加三个呈等差数列的脉冲电流，通过公式之间的消减计算得到预设温度下待测二极管的结参数，无需绘制i-v曲线，计算过程简单。
附图说明
[0034]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]
图1是本发明实施例提供的一种二极管结参数测量方法的实现流程示意图；
[0036]
图2是本发明实施例提供的二极管结参数测量装置的示意图；
[0037]
图3是本发明实施例提供的测量终端的示意图；
[0038]
图4是本发明实施例提供的一种测量系统的结构示意图。
具体实施方式
[0039]
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
[0040]
为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0041]
参考图1，本发明实施例提供了一种二极管结参数测量方法，包括：
[0042]
s101：获取待测二极管的第一正向导通电压；其中，第一正向导通电压为，在预设温度下对待测二极管施加第一脉冲电流时测试得到待测二极管的正向导通电压。
[0043]
s102：获取待测二极管的第二正向导通电压；其中，第二正向导通电压为，在预设温度下对待测二极管施加第二脉冲电流时测试得到待测二极管的正向导通电压；
[0044]
s103：获取待测二极管的第三正向导通电压；其中，第三正向导通电压为，在预设温度下对待测二极管施加第三脉冲电流时，测试得到待测二极管的正向导通电压。
[0045]
s104：根据预设温度、第一脉冲电流的值、第二脉冲电流的值、第三脉冲电流的值、第一正向导通电压、第二正向导通电压及第三正向导通电压，确定待测二极管的结参数；
[0046]
其中，第一脉冲电流的值、第二脉冲电流的值及第三脉冲电流的值呈等差数列分布。
[0047]
本发明实施例中通过脉冲电流源对待测二极管施加三个呈等差数列的脉冲电流，并通过电压表测试得到三个正向导通电压，仅需施加三个电流即可通过公式之间的消减计算得到待测二极管的结参数，无需绘制i-v曲线，计算过程简单。同时对待测二极管施加的电流为脉冲电流，减小电流自热对待测二极管结温的影响，提高了测量的准确度。其中，可将待测二极管布置在恒温设备中，预设温度为恒温设备的设置温度。
[0048]
一些实施例中，待测二极管的结参数包括：理想因子；
[0049]
s104可以包括：通过第一公式，计算预设温度下待测二极管的理想因子n；
[0050]
第一公式可以为：
[0051]
[0052]
其中，i1为第一脉冲电流的值，i2为第二脉冲电流的值，i3为第三脉冲电流的值；v1为第一正向导通电压，v2为第二正向导通电压，v3为第三正向导通电压；t0为待测二极管的温度；δi为电流差值；t0为预设温度；q为电子电荷量，k为波尔兹曼常数。
[0053]
二极管模型是研究二极管及包含二极管的电路特性的重要工具，本发明实施例中采用简化的二极管模型计算待测二极管的结参数，待测二极管的模型可以为：
[0054][0055]
其中，v为待测二极管的正向导通电压，i为待测二极管的导通电流，is为待测二极管的反向饱和电流，t为待测二极管的结温，rs为待测二极管的串联电阻，q为电子电荷量，n为待测二极管的理想因子，k为波尔兹曼常数。
[0056]
二极管理想因子n用来描述pn结和肖特基接触的理想程度，一般介于1和2之间，随器件本身不同而存在差异。对待测二极管施加呈等差数列的三个脉冲电流，得到三个正向导通电压。忽略待测二极管结温的变化，假设待测二极管的结温恒定为t0(恒温设备的温度)，电子电荷量q及波尔兹曼常数k均为定值，结合公式(2)所示的二极管模型可以得到：
[0057][0058][0059][0060]
由公式(3)和(4)可以得到：
[0061][0062]
由公式(4)和(5)可以得到：
[0063][0064]
进而由公式(6)和(7)可以得到：
[0065][0066]
由于反向饱和电流is相对于脉冲电流较小，公式(7)可以简化为：
[0067]
[0068]
由公式(9)可以得到待测二极管的理想因子n的计算公式：
[0069][0070]
本发明实施例中三个脉冲电流差值相同，通过公式之间的消减可直接计算得到待测二极管的理想因子，整个测量过程简单、便捷，测量准确度高，便于实际应用。
[0071]
一些实施例中，待测二极管的结参数包括：串联电阻；
[0072]
s104可以包括：通过第二公式，计算待测二极管的串联电阻rs；
[0073]
第二公式可以为：
[0074][0075]
其中，i1为第一脉冲电流的值，i2为第二脉冲电流的值，i3为第三脉冲电流的值；v1为第一正向导通电压，v2为第二正向导通电压，v3为第三正向导通电压；t0为待测二极管的温度；δi为电流差值。
[0076]
参考理想因子的计算过程，结合公式(2)所示的二极管模型，由公式6可以得到：
[0077][0078]
将公式(10)计算得到的理想因子代入公式(12)可以得到串联电阻rs的计算公式：
[0079][0080]
由以上，本发明实施例中通过成等差数列的三个脉冲电流，仅根据三个正向导通电压及第二脉冲电流的值即可计算得到待测二极管的串联电阻的值，计算结果简单、准确，且测量方便便捷易操作。
[0081]
一些实施例中，第二脉冲电流的值可以与待测二极管的工作电流的值相等。
[0082]
本发明实施例中第二脉冲电流的值可以为工作电流的值，第一脉冲电流的值和第三脉冲电流的值在工作电流的基础上加或减，提高测量的准确度。
[0083]
一些实施例中，电流差值可以为100ma。
[0084]
电流差值设置为100ma，既不太大，保证测量结果适用于工作电流；同时又保证了
为第一正向导通电压，v2为第二正向导通电压，v3为第三正向导通电压；δi为电流差值；t0为预设温度；q为电子电荷量，k为波尔兹曼常数。
[0102]
一些实施例中，待测二极管的结参数包括：串联电阻；计算模块24可以包括：
[0103]
串联电阻计算单元242，用于通过第二公式，计算待测二极管的串联电阻rs；
[0104]
第二公式为：
[0105][0106]i3-i2＝i
2-i1＝δi
[0107]
其中，i1为第一脉冲电流的值，i2为第二脉冲电流的值，i3为第三脉冲电流的值；v1为第一正向导通电压，v2为第二正向导通电压，v3为第三正向导通电压；δi为电流差值。
[0108]
一些实施例中，第二脉冲电流的值可以与待测二极管的工作电流的值相等。
[0109]
一些实施例中，电流差值可以为100ma。
[0110]
一些实施例中，第一脉冲电流、第二脉冲电流及第三脉冲电流均可以为窄脉冲电流。
[0111]
一些实施例中，预设温度为多个；上述装置还可以包括：
[0112]
温度特性确定模块25，用于根据各个预设温度以及各个预设温度下待测二极管的结参数，确定待测二极管结参数的温度特性。
[0113]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将测量终端的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述装置中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0114]
图3是本发明一实施例提供的测量终端的示意框图。如图3所示，该实施例的测量终端4包括：一个或多个处理器40、存储器41以及存储在存储器41中并可在处理器40上运行的计算机程序42。处理器40执行计算机程序42时实现上述各个二极管结参数测量方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s101至s104。或者，处理器40执行计算机程序42时实现上述二极管结参数测量装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示模块21至24的功能。
[0115]
示例性地，计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器41中，并由处理器40执行，以完成本技术。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序42在测量终端4中的执行过程。例如，计算机程序42可以被分割成第一参数获取模块21、第二参数获取模块22、第三参数获取模块23及计算模块24。
[0116]
第一参数获取模块21，用于获取待测二极管的第一正向导通电压；其中，第一正向导通电压为，在预设温度下对待测二极管施加第一脉冲电流时测试得到待测二极管的正向
导通电压。
[0117]
第二参数获取模块22，用于获取待测二极管的第二正向导通电压；其中，第二正向导通电压为，在预设温度下对待测二极管施加第二脉冲电流时测试得到待测二极管的正向导通电压。
[0118]
第三参数获取模块23，用于获取待测二极管的第三正向导通电压；其中，第三正向导通电压为，在预设温度下对待测二极管施加第三脉冲电流时，测试得到待测二极管的正向导通电压。
[0119]
计算模块24，用于根据预设温度、第一脉冲电流的值、第二脉冲电流的值、第三脉冲电流的值、第一正向导通电压、第二正向导通电压及第三正向导通电压，确定待测二极管的结参数；其中，第一脉冲电流的值、第二脉冲电流的值及第三脉冲电流的值呈等差数列分布。
[0120]
其它模块或者单元在此不再赘述。
[0121]
测量终端4包括但不仅限于处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是测量终端的一个示例，并不构成对测量终端4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如测量终端4还可以包括输入设备、输出设备、网络接入设备、总线等。
[0122]
处理器40可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0123]
存储器41可以是测量终端的内部存储单元，例如测量终端的硬盘或内存。存储器41也可以是测量终端的外部存储设备，例如测量终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器41还可以既包括测量终端的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器41用于存储计算机程序42以及测量终端所需的其他程序和数据。存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0124]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0125]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0126]
在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的测量终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的测量终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或
讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0127]
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0128]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0129]
集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
[0130]
参考图4，本发明实施例还提供了一种二极管结参数测量系统，包括：
[0131]
用于为待测二极管1提供脉冲电流的脉冲电流源2、用于测试待测二极管1的正向导通电压的电压表3、用于布置待测二极管1的恒温设备5及如上述实施例提供的测量终端4。
[0132]
脉冲电流源2为待测二极管1提供第一脉冲电流、第二脉冲电流及第三脉冲电流，电压表3检测第一脉冲电流下待测二极管的第一正向导通电压、第二脉冲电流下的第二正向导通电压及第三脉冲电流下的第三导通导通电压。
[0133]
其中，终端设备5可以直接与脉冲电流源2及电压表3连接，控制脉冲电流源2输出三个脉冲电流，并自动获取电压表3检测得到的正向导通电压。或由用户操作脉冲电流源输出三个脉冲电流，并由用户读取电压表3上显示的三个脉冲电流对应的电压值，输入终端设备4，本发明实施例对此不做限制。
[0134]
一些实施例中，电压表可以为脉冲电压表，采集频率高，可在待测二极管1施加脉冲电流时同步测量得到待测二极管1的正向导通电压。
[0135]
恒温设备5可以为冷热平台，冷热平台温度恒定，待测二极管1设置在冷热平台上。
[0136]
以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。