DOI: https://doi.org/10.20535/2617-0965.2019.2.4.164090

Установка для автоматизованого вимірювання вольт-амперних характеристик

Dmytro Viktorovych Humeniuk

Анотація


Запропонована установка, що дозволяє автоматизовано вимірювати вольт – амперні характеристики напівпровідникових пристроїв. Реалізована на базі мікроконтролера STM32, ЦАП, схеми перетворення напруга – струм, датчика струму і напруги та ноутбука із програмою LabVIEW. Забезпечується широкий діапазон вимірювання струму – від 25 мкА до 800 мА із кроком керування струмом у 0,4 мкА. Запропонована методика для калібрування пристрою, що дозволяє мінімізувати похибку та розширити діапазон вимірювань. Наведена схема для збільшення роздільної здатності та компенсації похибки нульового коду від ЦАП. Продемонстровано лінійність керування струмом: коефіцієнт кореляції із прямою пропорційністю складає 99,9 %.

Бібл. 12, рис. 8.


Ключові слова


вольт–амперна характеристика; автоматизована установка; розширення діапазону вимірювань

Повний текст:

PDF

Посилання


Kudrevatykh E. F., “Virtualnyy izmeritel volt-ampernykh kharakteristik poluprovodnikovykh priborov ASS-4211 [Virtual current-voltage meter of semiconductor characteristics Ass-4211], ” Novinki otechestvenoy izmeritelnoy tekhniki, pp. 17 -19. URL: http://www.kipis.ru/upload/kipis_articles/article_acc-4211.pdf.

Diakonov V, “Sovremennaya tekhnika i pribory ndlya izmereniya rezistivnosti i snyatiya VAKh [Modern technology and devices for measuring resistivity and the CVC], ” Komponenty i tekhnologii, № 10, pp. 137 – 144, 2010. URL: https://cyberleninka.ru/article/v/sovremennaya-tehnika-i-pribory-dlya-izmereniya-rezistivnosti-i-snyatiya-vah.

Potekhin. A, “Izmereniye volt-ampernykh kharakteristik poluprovodnikovogo dioda [Measurement of current-voltage characteristics of a semiconductor diode], ” Praktikum. – Nizhniy Novgorod: Nizhegorodskiy gosuniversitet, 2015. URL: http://www.lib.unn.ru/students/src/measurments.doc.

Nikiforov S, “Izmeritelnaya laboratoriya dlya kompleksnogo issledovaniya kharakteristik svetodiodov.primenyayemykh v sistemakh otobrazheniya informatsii, [Measurement laboratory for a comprehensive study LED characteristics. used in systems information display], ” Komponenty i tekhnologii, № 7, pp. 170 – 175, 2007. URL: https://kit-e.ru/assets/files/pdf/2007_07_170.pdf

Zaitsev. R, “Hardware Realization of the System for Automated Current-Voltage Characteristics Measurement for Semiconductor Devices”, International Young Scientists Forum on Applied Physics, Dnipropetrovsk, 2015. DOI: 10.1109/YSF.2015.7333225.

Quad, 12-/14-/16-Bit nanoDACs with 5 ppm/°C On-Chip Reference AD5624R/AD5644R/AD5664R, Data Sheet Rev. C, Analog Devices. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad5624_5664.pdf.

Wells C., Chan. D, “High-Side Voltage-to-Current (V-I) Converter, ” TI Precision Designs: Verified Design, SLAU502, 2013. URL: http://www.ti.com/lit/ug/slau502/slau502.pdf.

Precision, Very Low Noise, Low Input Bias Current, Wide Bandwidth JFET Operational Amplifiers, Date Sheet, Analog Devices. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad8510_8512_8513.pdf

Low Power, High Precision Operational Amplifier, Data Sheet (Rev. G), Analog Devices. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/op97.pdf.

MCP4921/4922 12-Bit DAC with SPI™ Interface, Data Sheet, Microchip. URL: http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/21897b.pdf.

Danilov A., “Sovremennyye promyshlennyye datchiki toka [Modern industrial current sensors], ” Sovremennaya elektronika, STA PRESS, pp.25 – 35, October 2004. URL: https://www.soel.ru/upload/clouds/1/iblock/6fc/6fc9682474ac98ea43ffdab5b08fbd92/200401026.pdf.

INA226 High-Side or Low-Side Measurement, Bi-Directional Current and Power Monitor with I 2C Compatible Interface, Datasheet, Texas Instruments. URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina226.pdf.


Перелік посилань


  1. Kudrevatykh E. F., “Virtualnyy izmeritel volt-ampernykh kharakteristik poluprovodnikovykh priborov ASS-4211 [Virtual current-voltage meter of semiconductor characteristics Ass-4211], ” Novinki otechestvenoy izmeritelnoy tekhniki, pp. 17 -19. URL: http://www.kipis.ru/upload/kipis_articles/article_acc-4211.pdf.
  2. Diakonov V, “Sovremennaya tekhnika i pribory ndlya izmereniya rezistivnosti i snyatiya VAKh [Modern technology and devices for measuring resistivity and the CVC], ” Komponenty i tekhnologii, № 10, pp. 137 – 144, 2010. URL: https://cyberleninka.ru/article/v/sovremennaya-tehnika-i-pribory-dlya-izmereniya-rezistivnosti-i-snyatiya-vah.
  3. Potekhin. A, “Izmereniye volt-ampernykh kharakteristik poluprovodnikovogo dioda [Measurement of current-voltage characteristics of a semiconductor diode], ” Praktikum. – Nizhniy Novgorod: Nizhegorodskiy gosuniversitet, 2015. URL: http://www.lib.unn.ru/students/src/measurments.doc.
  4. Nikiforov S, “Izmeritelnaya laboratoriya dlya kompleksnogo issledovaniya kharakteristik svetodiodov.primenyayemykh v sistemakh otobrazheniya informatsii, [Measurement laboratory for a comprehensive study LED characteristics. used in systems information display], ” Komponenty i tekhnologii, № 7, pp. 170 – 175, 2007. URL: https://kit-e.ru/assets/files/pdf/2007_07_170.pdf
  5. Zaitsev. R, “Hardware Realization of the System for Automated Current-Voltage Characteristics Measurement for Semiconductor Devices”, International Young Scientists Forum on Applied Physics, Dnipropetrovsk, 2015. DOI: 10.1109/YSF.2015.7333225.
  6. Quad, 12-/14-/16-Bit nanoDACs with 5 ppm/°C On-Chip Reference AD5624R/AD5644R/AD5664R, Data Sheet Rev. C, Analog Devices. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad5624_5664.pdf.
  7. Wells C., Chan. D, “High-Side Voltage-to-Current (V-I) Converter, ” TI Precision Designs: Verified Design, SLAU502, 2013. URL: http://www.ti.com/lit/ug/slau502/slau502.pdf.
  8. Precision, Very Low Noise, Low Input Bias Current, Wide Bandwidth JFET Operational Amplifiers, Date Sheet, Analog Devices. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad8510_8512_8513.pdf
  9. Low Power, High Precision Operational Amplifier, Data Sheet (Rev. G), Analog Devices. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/op97.pdf.
  10. MCP4921/4922 12-Bit DAC with SPI™ Interface, Data Sheet, Microchip. URL: http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/21897b.pdf.
  11. Danilov A., “Sovremennyye promyshlennyye datchiki toka [Modern industrial current sensors], ” Sovremennaya elektronika, STA PRESS, pp.25 – 35, October 2004. URL: https://www.soel.ru/upload/clouds/1/iblock/6fc/6fc9682474ac98ea43ffdab5b08fbd92/200401026.pdf.
  12. INA226 High-Side or Low-Side Measurement, Bi-Directional Current and Power Monitor with I 2C Compatible Interface, Datasheet, Texas Instruments. URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina226.pdf.


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2019 Гуменюк Д. В.

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.