基于半導(dǎo)體終端設(shè)備的三極管性能測試(精)

1、別円VT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屆項(xiàng)目類別：工業(yè)案例_設(shè)計(jì)名稱：基于半導(dǎo)體終端設(shè)備的三極管性能測試專業(yè)名稱：應(yīng)用電子技術(shù)_姓 名：_學(xué) 號：_班 級：_指導(dǎo)教師：_蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院22011年03月03日蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院3畢業(yè)論文任務(wù)書系部:電子工程系_項(xiàng)目類別：畢業(yè)論文項(xiàng)目題目：基于半導(dǎo)體終端設(shè)備的三極管性能測試指導(dǎo)教師：職稱：講師類別：專職學(xué)生：專業(yè)：應(yīng)用電子班級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)軟件對三極管進(jìn)行性能指標(biāo)的檢測，確定材料屬于良品還是不良品。目標(biāo)：1） 完成設(shè)備的簡介，三極管的性能檢測，圖片解析；2） 提交 份 200

2、0 字的論文報告。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 pektr 測試軟件元成三極管的性能測試；3）示例相關(guān)測試圖片信息，更有力于進(jìn)行直觀分析；4）寫出相應(yīng)的使用說明和使用效果與改進(jìn)和改進(jìn)意見。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院43、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】 QuickM 應(yīng)用，北京航空航天大學(xué)出版社【2】Spektra 入門學(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

3、 .論文方案設(shè)計(jì)、模塊規(guī)劃2010-11-203.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 .撰寫課畢業(yè)論文2011-03-03蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院5目錄摘要. 6前言. 6一、設(shè)計(jì)目的. 7、SPKR20-TT/A TESTE 及終端操作,1、測試項(xiàng)目分析. 81.1 POWER TR TEST ITEM 勺含義： . 81.2 三極管的幾種狀態(tài)：. 82、SPEKTRA20-T T/A 的基本組成及配置 . 92.1 主體的前面內(nèi)部結(jié)構(gòu) . 92.2 主體的后面板接線. 102.3 TESTER 內(nèi)部 B/D 的作用. 11三、TE

4、STER 試原理及連接方法. 131、TESEF 的測試原理 . 132、TESTER 與計(jì)算機(jī)和 H/D 的連接. 13四、 ESTER 啟動與關(guān)閉步驟. 141、TESTER 勺啟動. 14五、 OPERAT 終端屏幕菜單操作. 151.系統(tǒng)的啟動. 152.STATION 的程序 JOIN（連接）. 163. DATDLOG 勺設(shè)置方法 . 17蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院64. EDITOR 的使用. 20六、.參考文獻(xiàn)23結(jié)束語. 24致謝. 24蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院7摘要此論文是針對半導(dǎo)體產(chǎn)品，如：POWER管，MOS管等產(chǎn)品材料通過相關(guān)測試 軟件對材料進(jìn)行系列的項(xiàng)目性能的

5、測試。本文以POWER材料作為模型，對產(chǎn)品進(jìn)行各項(xiàng)性能的測試，具體分析每項(xiàng)性能 的原理，文中詳細(xì)的介紹了，測試軟件的使用方法和原理，結(jié)合原理和圖片的方式， 簡潔直觀，一目了然，直接可以得出想要的效果和最后的測試結(jié)果。 根據(jù)測試的性能 數(shù)據(jù)結(jié)果，可以直接對產(chǎn)品材料的優(yōu)良進(jìn)行評測， 對以后的產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)有莫大的幫 助和作用。、八 、,刖言中文名稱：半導(dǎo)體英文名稱：Semic on ductor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)碼時代的興起和與時俱進(jìn)的市場需求， 半導(dǎo)體這個電子“原料”加工行業(yè)， 無疑有著無可

6、替代巨大的市場空間和無言的價值，半導(dǎo)體的運(yùn)用很龐大，通俗點(diǎn)，只 要用到電的設(shè)備，無疑半導(dǎo)體的材料就是它的靈魂。半導(dǎo)體的分類，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、儲存器等大類，一般來說這些還會被分成小類。 此外還有以應(yīng)用領(lǐng)域、 設(shè)計(jì)方法等進(jìn)行分類， 雖然不常用，但還是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其規(guī)模進(jìn)行分類的方法。此外，還有按照其所處理的信號， 可以分成模擬、數(shù)字、模擬數(shù)字混成及功能進(jìn)行分類的方法。隨著電器市場的需求，人們對產(chǎn)品的性能越來越重視，著對于半導(dǎo)體行業(yè) 來說，對產(chǎn)品材料的性能指標(biāo)的把關(guān)相當(dāng)重要，所以材料的性能測試時最后一 道

7、工序，起到至關(guān)重要的一步。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院8亠、設(shè)計(jì)目的1.設(shè)計(jì)要求本文設(shè)計(jì)的測試軟件是通過材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)性能指標(biāo)測試程序，對材料 進(jìn)行好壞的篩選，指出材料的不良處，對達(dá)不到要求指標(biāo)的材料進(jìn)行分析。由于是測試軟件，所以測試系統(tǒng)設(shè)備必須處于開機(jī)工作和聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，通過性能的測試，分析失敗的原因可以更好的控制不良材料的產(chǎn)生。首先，無論什么材料，在測試前，測試軟件里必須要有各個材料的標(biāo)準(zhǔn) 性能指標(biāo)的程序，此標(biāo)準(zhǔn)是無法也是不能更改的，它就是一個性能的測試范圍， 如果測試的結(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， 軟件會記

8、錄下每次 測試的結(jié)果，從而對材料進(jìn)行分析，避免以后再次出現(xiàn)此類的問題。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，通過測試軟 件對其進(jìn)行系列的性能指標(biāo)測試，得到結(jié)果后，進(jìn)行性能分析。通過此軟件，可以更快捷更清楚的及時了解到產(chǎn)品材料的好壞，及時的 處理不必要的產(chǎn)品質(zhì)量事故。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院91、SPKR20-TT/A TEST基礎(chǔ)及終端操作SPKR20-TT/A TESTER是半導(dǎo)體行業(yè)最新的測試系統(tǒng)，能夠提供高快的速度和精 確的測試，此測試系統(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。TES

9、TER SPEKTRA 201、測試項(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)ICBQ E開路，CB兩極之間的泄漏電流；3)ICEQ B開路，CE兩極之間的泄漏電流；4)IEBQ C開路，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)BVCEQ B開路，CE之間的反向擊穿電壓；7)BVCBQ E開路，BC之間的反向擊穿電壓；8)BVEBQ C開路，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，CE之間的飽和電壓；10) VBE(SAT：晶體管處于飽和工作狀態(tài)時，BE

10、之間的飽和電壓；11) VFCE晶體管處于導(dǎo)通工作狀態(tài)時，CE之間的正向電壓；12) BTON(即VBE(ON)：測量BE之間的正向開啟電壓；13) HFE當(dāng)晶體管處于靜態(tài)工作狀態(tài)時，測量晶體管的靜態(tài)放大倍數(shù)，HFE=IC/IB1.2 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； 倒相工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院102、SPEKTRA20-T T/A的基本組成及配置SPEKTRA20-TT/A是參TR產(chǎn)品進(jìn)行測試的主要設(shè)備,其通過電纜（CABLE控制HADLER4行測試，一般每個TE

11、STE最多可以帶五個HANDLE但考慮到其處理的速度 現(xiàn)在一般只帶兩個HANDLER.TESTER-TT /A的基本配置:TESTER主體.PC機(jī)和打印機(jī).其中TESTER體在測試 過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，測試.結(jié)果分析的主要設(shè)備.PC機(jī)的配置是為了通過鍵盤的操 作,對TESTERS行操作;如需要把測試結(jié)果打印出來,可以配備一個打印機(jī).2.1 主體的前面內(nèi)部結(jié)構(gòu)蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院11圖為主體的前面內(nèi)部結(jié)構(gòu)22主體的后面板接線多路轉(zhuǎn)換B/D高壓單元大電流單元A-F STATION-AN-4（BNC）TERMINLS（終端）點(diǎn)接地端蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院12圖為主體的后面板接線2.3

12、TESTER 內(nèi)部 B/D 的作用在TESTER部,有上下兩層插槽，其分別插有兩種BOAR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LOGIC （數(shù)字）B/D.3.1模擬B/D型號B/D的名稱MultiplexerRelay功能PT8801多路模擬轉(zhuǎn)換控制板通過RELAY使SPEKTRA20-TT/A勺模擬PT8379電流發(fā)生板在測量時作為電流源，可分為lb,lcP-8380低壓發(fā)生板在測試HIL和DC GAIN時作為電壓源100MV-80VP-9207高壓B/D(NPN)在測量NPN型器件的擊穿電壓和漏電流時,該板可以提供+1KV的電壓（POIS1位置是

13、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）蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院13PT8841I-V變換板將電流或電壓按比例進(jìn)行變換GMPA專用于測量MosFET的X-WPPLY專用于測量MosFET的P-8301A/D D/A轉(zhuǎn)換板把CPU來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，把測試結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號PT8829時間控制B/D用于控制測試時間PT920168000 CPU B/D接收和處理來自計(jì)算機(jī)的軟件控制信號，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測量BV IL時最大

14、可以提供+1000V的電壓；CLAMP功能；POWER WAIT功能（等待電源穩(wěn)定），位于第一個槽，位置不可變！2） 、PNP與NPN類似，只不過可以提供-1000伏的電壓；位于第二個槽不可變！3） 、LOW VOTAGE BOARD量HIC、IB、BTON寸最大可提供+80伏的電壓；可以測量VSAT VF、BTON電壓范圍（0-20伏）；CLAM功能；4） 、CURRENT BOARDC B/D在測量VSAT BV VF VDSON BTON寸可以提供0-20安培的電流；IBB/D在測量VSAT IB、BTON寸可提供0-20安培的電流；5） 、I-V轉(zhuǎn)換板：I-V電流向電壓轉(zhuǎn)換；可以測量I

15、B、IC的電流，范圍：大于1MA6） 、GMPA B/D X SUPPING用于測MOSt；3.3數(shù)字板：1）CPU板:中央控制單元，存儲數(shù)據(jù)、接收發(fā)送信號，與其他外圍硬件通訊，其 位置位于數(shù)字槽的第六個位置，是不可變的！2）INTERFACBOARD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；In terface 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.FSTATION連接一個text最多可分5個station, tester要用2個In terface一般連

16、2個，常連A，Bo2個Ac-Amp B/D:專用于Mosfet3）A/D、D/A板： 這塊板子是將一個測試條件 （數(shù)字信號） 轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€模擬信號 并把他發(fā)送到TESTERSTATION并且連接一個來自于TESTER STATION勺測 試信號到數(shù)字信號，并把他發(fā)送到CPU4）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，只能接受電壓信號！蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院141、TESTER測試原理及連接方法1、TESER 的測試原理TESTEF的測試工作原理就是首先用TESTEF內(nèi)部產(chǎn)生各測試信號，比如說，測試電流電壓等,通過電路的連接,將此信號加到DEV

17、ICEt面,對DEVICE勺各種參數(shù)進(jìn)行測試,最后再把測試的結(jié)果送回TRSTE進(jìn)行處理,然后TESTEI將測試的數(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測試TRANSISTOFF的連接方法1.2測試MOSFE時的連接方法蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院15四、ESTER勺啟動與關(guān)閉步驟1、TESTER 的啟動1.1 SPEKTRA20-TT/A的啟動步驟1）確認(rèn)電源的KEY SWITC在STANDBYS2）打開前面板上的BREAKE后POWER On3）把KEY SWITCS于OPERAT位置4）把KEY SWITCS于RESTE”然后放開開關(guān).5）把KEY SWIT

18、CS于OPERAT位置.6）打開IBM PS2的電源,系統(tǒng)自動啟動.1.2 TESTER的電源關(guān)閉步驟與TESTER勺啟動步驟相反.1.3 BOARD的更換在檢查或更換B/D時需把B/D拔下或插入時,絕對不能帶電操作,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,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插錯位置,會使B/D板燒壞,影響TESTER勺正常工作.如只須更換，檢查ANALOG和LOGIC B/D時，只須把KEYSWITCS于STANB位 置,等風(fēng)扇完全停止后就可以操作了如需要更換CPUB/D時要關(guān)閉系統(tǒng)和TESTER前面板上的BREAKE后才可以更換。2、T

19、ESTER 與計(jì)算機(jī)和 H/D 的連接TESTERCOMPUTERPT9201(CABLE)P-8220H,H/B蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院16五、OPERATIONS端屏幕菜單操作我們在對TESTER進(jìn)行應(yīng)用操作時,大多數(shù)都是通過終端（計(jì)算機(jī)）屏幕的各種菜單 操作的,而其中我們常用的STATION勺JOIN和DATALO的使用.1.系統(tǒng)的啟動1.1 POWERON:計(jì)算機(jī)將自動運(yùn)行,進(jìn)行硬件診斷,通過以后再自動裝入COMMAND.COM件,然后再顯示多重配置選擇，選擇確認(rèn)后，再自動裝入CONFIG.SYS AUTOEXEC.BAT,然后進(jìn)入DOS犬態(tài).屏幕顯示：C:1.2在C:下鍵入WIN

20、后回車,系統(tǒng)進(jìn)入WINDOWS態(tài),系統(tǒng)自動裝入SPEAKER.COM文件,然后可以進(jìn)行菜單操作.此時屏幕顯示為：I靄幵罪IUaA:log - Spektr1:29蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院172.STATI0N 的程序 JOIN（連接）2.1鼠標(biāo)點(diǎn)擊Station項(xiàng)，進(jìn)入以下界面:2.2鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單中Jion,進(jìn)入以下界面:蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院182.3首先選擇測試機(jī)的測試站，選擇F站，然后在File Name中選擇需要測試的材料 程序文件，這里以三極管（FJP13009H2為例子，點(diǎn)擊0K進(jìn)入以下界面：此時，需測試的材料程序文件已經(jīng)輸入完畢， 啟動HANDLER,材料進(jìn)行系列的運(yùn)作

21、3.DATDLOG 的設(shè)置方法蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院19為了在測試過程中直接觀察測試結(jié)果,可以用DATDLOG勺功能進(jìn)行監(jiān)示每一次 的測試結(jié)果,確認(rèn)已啟動CONNECT.EXE序,用鼠標(biāo)器雙擊程序管理器（SPEKRTA!口）中的DATDLO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DATDLO窗 口，點(diǎn)擊DATDLO,進(jìn)入以下界面: Viitalog一Spektra.File Data Winiluw Op + iOUEDisl*y BihCtrl+BDisplayCtrl+DDisplay Test SequenceCtrltTStCtrl*L3.2單

22、擊菜單中的SET LOGGING出現(xiàn)下圖界面:KESSvt Dat LvEfins-ini x |Select Station1 pn.蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院20Spektraal百 * 生ptktY卷| |舉Stitign -，|1 ;0TFJP1M09H2gate:QuanSy:Serial*Forced Auto Range爭p Branch & CoverOutput to PrirrtarDaylce Namt Nwie：Qpereior:ClearSelect TestQcunmeint.邑All C SelectG FatedO From Test File蘇州工業(yè)

23、園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院213.3在SELECT STATIO選擇框中用鼠標(biāo)器單擊要選擇的一個已聯(lián)接的STATION名,如STATION,再在其他的選擇框中用鼠標(biāo)器單擊要選擇的顯示項(xiàng)目內(nèi)容（一般SELECTTEST和SELECT BIN欄都選定為ALL）3.4確認(rèn)無誤后，在對話框中用鼠標(biāo)器單擊OK鍵,計(jì)算機(jī)屏幕DATA-LOGGIN窗口中顯示一個標(biāo)有測試文件的子窗口，其中顯示隨測試變化滾動的各測試項(xiàng)目的實(shí)際結(jié) 果的數(shù)據(jù)信息.通過SETLOGGING可以清楚的知道材料的每個測試項(xiàng)目，能分辨出材料的好壞，如果是良品，材料則進(jìn)入BIN1軟管，如果材料不良，則會出現(xiàn)材料不良的項(xiàng)，從而 技術(shù)員進(jìn)行分析，是材

24、料不良還是設(shè)備有故障。如圖所示，BIN1的材料，測試項(xiàng)目都是通過的，而BIN3,都有項(xiàng)目測試不過。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院224. EDITOR 的使用當(dāng)然，所有的性能測試項(xiàng)目都有自己的范圍，分最大和最小值，也就是我們說的 標(biāo)準(zhǔn)值。有了這樣的測試范圍，也就更有效的反應(yīng)材料性能，對材料好壞進(jìn)行篩選， 測試程序會根據(jù)測試的結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，如果結(jié)果不在范圍內(nèi)，則會默認(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EDITOF使用；4.1點(diǎn)擊電腦桌面EDITOF快捷圖標(biāo)，進(jìn)入EDITOF程序，如下圖顯示:蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院234.2單擊FILE菜單，如下圖顯示:挖尋 ：y_jTo

25、220文件名 .|FJF1弼09K2H文件卿U； |T怖t FiL酊3. TST)厲只M式打芥順皿 5ISjEiiUr .劃別仏L - 1B進(jìn)入此對話框后，選擇需要打開的文件，如：FJP13009H2N確認(rèn)無誤后，點(diǎn)擊打開。4.3點(diǎn)擊OPENS單，執(zhí)行下一步，如下圖顯示:n?|x|Fils TfetlFlMSof tPl-UD- Vi ftw OjiFilenainip : (Uvutitled)Polarity: HPN ComiwntDate: 13 Feb 2A11TEST ITEM I - M03口FfilL OPT詞FJ?130(J7X FJP13O(J7M1MXfJT13007H2M團(tuán)FJT130MiFJT130D9HZH詞FJ? 19430FJP1WR覇FJT33C5HLEl FJP3MEH2包FjTSngTKFJT5027R_F080FJK2MM)FJP520&RFJFS304liFJFS554Open Tflst Fi