转不了多幅图，详细见这里
http://bbs.hifidiy.net/viewthread.php?tid=76088&extra=page%3D2
介绍我的测量原理之前，先看一下一般的测量通用的管子的电路（包括PNPNPNMOSJFET)
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B通道电压发生器用一个DAC，经过双极性变换，变成-10~+10V的电压，以便驱动被测管的B极电平的需要。
测N型管，开关打到正的Vc1供电，测P型管，用负的Vc2供电
但需要知道，AD转换器不能处理负的电压，而现在RB、RC上的电压既可以正也可以负的电压，因此测量负的电压时，就需要运放做一个极性变换，
所以这种方式测量通用管子需要加多4个运放进行极性变换，AD测量通道需要8个通道（bh1、bh2、b1、b2、c1、c2、ch1、ch2)
还有的缺点是需要双电源供电，而被测管子上的Vce电压范围只有总的电源电压总和的一半.
再看看我的测量原理 http://bbs.hifidiy.net/attachments/month_0707/20070712_dca05ece0222e468a786GXw0txe1lsr7.png
用3个DAC分别驱动被测管B C E这3个极。
但怎样测量呢？
就是通过程序控制这3个DAC功率放大器，输出不同的电压，来满足被测管的正常工作点需要
例如测量NPN：程序控制设置DAC_C输出最高电压例如36V，DAC_E输出2V，DAC从2步进到12V，那么对于被测管来说，Vc>VB>VE，Vce=34V,Vbe从0递增到10V。
如果测量PNP：设置DAC_C为2V，DAC_E为36V，DAC_B从36V递减到26V，那么对于被测管来说，Ve>Vb>Vc，此时Vce=-34V,Vbe=0递减到-10V。
还有关键的是:
1.只需5个AD采样通道，分别采样BH、B、E、C、CH这5点的电压，这5点电压也都是正的电压，无需再用运放做极性变换。
2.电源只需一个单电源，被测管的Vce电压范围接近电源电压。
可见通过这种3电压驱动方式，能够大大简化了电路，减少元件，提高电源利用率。
完整电路如下图： http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707081147531.png
核心就是利用ADS7871这个8通道14bit AD转换器，它内部有20倍的程控放大器，允许用差分方式测量，DAC用M62359(8通道8bit DAC),每两个2通道合成一个大约12-14bit的DAC，DAC输出经过LM358+大林顿跟随器放大，驱动B C E三个极。为了避免AD转换器分压电阻对B C点电流的分流，此两点信号经过运放缓冲器才加到AD转换器。
功率放大级也加上对地限流保护，为简化，3个通道公用一个保护电路，并且是截止型保护。但这种保护是以短路运放输出电压来使大林顿管没有驱动信号这种形式保护，是依赖于运放内部限流电路，是对运放可靠性的一个挑战。并且这种保护电路也会加大输出的压降。
这是实物图 http://bbs.hifidiy.net/attachments/month_0707/20070711_0885a48a72f6c250f1935LwixzaCMVcl.jpg
排版时由于搞错了LM317管脚，结果LM317要反过来安装，没办法和其他功率管公用散热片。于是给他装了个独立散热片。6个功率管也无须这么大的散热器，平常测量时他们的热量还没有LM317热呢。限流电阻原来采用0.22欧，实测电流达到1.9A时，保护灯就亮了。并联两支0.22欧，保护电流应该达到3.8A，但由于我用的是40V／3A开关电源，最大输出电流只有3.5A，没办法测量实际的保护电流点。
排版时也没有仔细量元件尺寸，有的元件位置不足，都挤在一起。但这只是自己DIY试验板，单面热转印的，跳线也多，但只要正常工作就行了，
RB RC各分为4档以适应尽量宽的基极、集电极电流范围，量程切换用继电器或者4档开关控制。但单刀4择的开关很少，用单刀3择的话，量程覆盖范围不够。所以还是设计成带继电器的，完全由计算机控制量程。使用起来十分方便。
程序用C++Builder编写，直接对并行打印口进行位操作，利用C++Builder自带的Chart作图控件画出曲线图
这块板的指标是：
被测管的Vce范围：0-32V，理论上能够分辨的最小电压0.26mV
集电极电流范围：0-3.8A，理论上能够分辨最小电流0.01uA
基极电流范围0-0.3A，理论上能够分辨最小电流0.001uA
测量的曲线包括：
BJT管（包括光电耦合器）的：
PNP NPN的Hfe－Ic曲线（测量这条曲线是在恒定Vce条件下，因此其测量比一般测量更加规范）
PNP NPN的Vbe－Ic曲线（测量这条曲线也是恒定Vce条件下）
PNP NPN的Vce－Ic曲线（恒定Ib 或者 恒定Vb串联电阻条件下）
P型或者N型MOS和JFET管的：
Vgs－Id曲线（恒定Vds条件下）
Vds－Id曲线（恒定Vgs条件下）
二极管／稳压二极管／LED的正向、反向特征曲线
正、负3端稳压IC： 输入电压－输出电压特征曲线 输出电压－负债电流特征曲线
还能够测量SCR的触发电流、触发电压、压降、维持电流等参数（不是曲线）
下面是测量的一些管子情况：
下面是测量同一只大功率管子2SC3519的Hfe－Ic曲线， Ic＝300-1800mA下曲线（保持Vce恒定在10V左右下来测量，测量集电极开始部分较小，在4.7欧上压降较少，因此误差较大，因此对于较小的电流，应该采用另一档的RC电阻）
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换一档量程，IC在20-300mA范围的Hfe－Ic曲线 http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101634564.png
更小电流下测量,Ic=2-30mA范围的Hfe－Ic曲线 http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101634563.png
IC在0.5-3mA范围的Hfe－Ic曲线 http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101634562.png
在uA级别测量IC＝50-700uA范围的Hfe－Ic曲线 http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101634561.png
可见现在这个版本测量的范围很宽，也很精细。其集电极电流至少能分辨5uA的大小
同一只2SC3519的Vbe-IC特征曲线 同样管子的Vbe－Ic曲线图（Ic＝100-1900mA） http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101634569.png
同样管子的Vbe－Ic曲线图（Ic＝5-160mA） http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101634568.png
同样管子的Vbe－Ic曲线图（Ic＝0.3-14mA） http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101634567.png
同样管子的Vbe－Ic曲线图（Ic＝10uA-1mA） http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101634566.png
由上面可以看出其电压分辨率至少达到2mV，因此测量大小功率管都能满足要求。
再看看这只管的输出特征曲线 同样管子的Vce－Ic曲线图（Ib恒定方式测量，Ib＝1-9mA） http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_2007071016345612.png
同样管子的Vce－Ic曲线图（Ib恒定方式测量，Ib＝0.1-1mA） http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101649121.png
同样管子的Vce－Ic曲线图（Ib恒定方式测量，Ib＝10uA-100uA） http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_2007071016345611.png
同样管子的Vce－Ic曲线图（Ib恒定方式测量，Ib＝1uA-10uA） http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_2007071016345610.png
下面分别是在同一个屏幕显示12只2SA1386的Hfe －Ic特征曲线和Vbe曲线以及Vce-Ic曲线图 http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101655341.png http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101655342.png http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101655343.png
通过同一条件下测量多只管，并且在同一个屏幕显示出来，可以对多只管子进行全范围配对和挑选，并且可以对比管子的性能好坏。
系统除了可以测量大小功率PNP和NPN外，测量MOS管也一样方便
下面是测量IRFI740的Vgs=3V以0.1V步长增加到3.9V测量的一簇Vds－Id特征曲线 http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101700391.png
测量时，被测管没加散热片，因此在较大电流时会发热，从上面图可以看到在较大电流下其平直程度没有小电流下好，这主要是自升温的影响，越到后面，功耗越大，温升越高。不过每条曲线60-80个点，每条曲线总的测量时间2－3秒，因此不会烧坏管子，
下面是测量同样管的Vgs-Id曲线（Id=0-1700mA) http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101700394.png
下面是测量同样管的Vgs-Id曲线（Id=0-25mA) http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101700393.png
下面是测量同样管的Vgs-Id曲线（Id=0-1mA) http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101700392.png
测量P-MOS管IRF9630的Vgs—ID特性 http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101711301.png
测量多种二极管在不同电流下的正向特性(1N5401 BYV32 FR305 1N4001 MBR3060 1N4148) http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101711304.png http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101711305.png http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101711306.png http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101711307.png
测量6V稳压二极管的正向／反向特征曲线 http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101711302.png
放大其在小电流下的反向特性 http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101711303.png
能够在同一个屏幕显示JFET管子的Vgs-Id和Vds－Id特征曲线（2SK373GR） http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101716191.png
我们再看一下同型号不同后缀的2SK246的Vgs-Id曲线（GR和Y档） http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101718521.png
从这里可以知道，同样型号的JFET,他们的曲线是平行的，就是说跨导是相等的，只不过Vgs和Idss范围不同而已。
将2SK246的D、S脚分别调换测量的Vgs－ID曲线（可以看出他们是完全重合的，就是说DS脚完全可以互换使用) http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101718522.png
系统还有一个特性就是能够对比不同极性的管子的特性，例如下面是用系统提供的极性反转功能对比2SK246GR和2SJ103GR的Vgs-ID特征曲线图 http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707101718523.png
用这种方法配对检查异极性的管子十分方便。
三端稳压管没测试，不过三端稳压管因为不是用差分方式测量，其误差较大，也就不贴出来了
可控硅测试也不贴了
这个测量程序还有一些bug，是在测量P型功率管时发现，当选泽RC=4.7欧时，在刚开始测量时就过流保护。分析原因是因为未开始测量时，B C E3个通道输出电压都是最低电压（例如3V），开始测量时，因为是PNP，要将B C E电压置成最高电压来测量。而B C E这3个通道电压是由指令按顺序分别设置。所以保护就发生在刚设置了C为最高电压，但E还未设置，仍然是最低电压，此时，被测管上电压最大，如果这时候的B极电压恰好使管子导通的话，并且集电极电阻又是最小电阻4.7欧的话，导致电流最大，触发了保护电路。所以上面测量都没有给出测量P型功率管的大电流时的曲线，就是这个原因。
还有就是对这个保护电路不满意，因为运放输出到大林顿基极要串联一个电阻，大电流时，基极电流在它上面的压降可能较大，导致输出电压压降升高，降低电压利用率。并且保护时运放会输出最高电压，结果这些电阻流过最大电流，此电流由运放内部限流电路决定，LM358大概10-20mA左右，此时这些电阻和运放会有发热。长久会烧这3只电阻或者运放IC。发生保护时，摸过这3只电阻，的确较烫。 因此构思另一种保护电路 http://blog.hifidiy.net/attachments/2007/07/176_200707082058401.png
过流时，NPN PNP复合可控硅导通，将运放负输入端电压拉高到大于12V，而同相输入端输入电压最大才12V，因此运放输出为0，导致输出为0。 因为3个通道公用一个保护电路，因此加入二极管隔离各个通道作用，因为这里电压不高，打算直接用发光二极管代替，同时起到保护指示作用。这样也就可以取消串联在大林顿基极和运放输出之间的电阻，并且保护时，运放也没有工作在极限状态，提高了安全性。这个保护电路打算下次实验时采用。 |
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