驱动电路模块(Ib模块) - 三极管RBSOA测试仪的设计

为了实现Ic可控，并且能准确地达到预设值，这就要求Ib的启动与关闭必须非常迅速。根据三极管的开关响应特性(见图4)，为了使DUT快速导通，缩短开通时间ton，驱动电流必须具有一定幅值，前沿较陡的正向驱动电流，可加速DUT的导通；为加速DUT关断，缩短关断时间toff，驱动电流必须具有一定幅值的反向驱动电流。所以，根据RBSOA基本测试原理图(图2)，驱动电路模块(Ib模块)必须具备3个能力：一是必须具有0～3 A的正向驱动能力，即Ib1，对于大多数常用的三极管，0～3 A的驱动电流已能达到驱动的作用；二是具有一个有快速关断能力的开关S，以保证DUT快速关断；三是具有吸收反向电流Ib2的能力，这样才能更好地减少DUT的关断时间。理想的驱动电流如图5所示。

    实际的驱动电路输出波形如图6所示。由图5与图6可以看出，设计的驱动电路输出的实际波形非常符合理论波形。
2．2 箝位电路模块
    在开关晶体管加反向偏压时，因为关断时间会减少，根据ε=LdI／dt，集电极会产生一个很大的感生电动势，此时应避免基极-发射极结发生雪崩现象。当二次击穿发生时，利用保护电路转移DUT中的电流，以避免损坏被测器件，使系统能够无损测试，这就是箝位电路的主要作用之一。
    箝位电路的作用之二是实现DUT集电极一发射极电压Vce可控。在Ic电流急剧下降的过程中，电感Lc的自感作用将使DUT集电极打上一个很高的电位。所以当Vce大于箝位电路的箝位电压Vclamp时，箝位电路将通过电阻电容消耗掉超出Vclamp的部分，使Vce保持与Vclamp相等。图7中间处的一个脉冲就是Vce的检测波形(线性上升部分的波形是Ic的波形)。由图7可知，箝位电路的箝位作用很强，波形的顶端非常平坦，Vce可以很稳定地被钳在一定幅值上。

    箝位电路的箝位电压可以通过DA用0～5 V的低压来实现对0～800 V大范围电压的线性调节，以适应多种三极管反向偏压的测量。