【参赛】基于STM32单片机和彩屏液晶的半导体特性测试仪
本帖最后由 河西老道 于 2022-10-31 09:00 编辑一、概述
此仪器可以绘制三极管输出曲线，顺便测出直流放大倍数。
此仪器可以绘制MOS管输出曲线
现在手头上只有开关型MOS管，上面的曲线瞬间达到几十安培，本机的供电电流有限，只能得到局部的曲线，参考用途不大。但是用于音响放大的MOS管由于是线性的，所以可以得到上面曲线。为了测量开关型MOS管，选择测量它的传输特性：
本机主要特点：
1、当使用“不刷新”功能时，每一次的测试曲线以不同颜色显示并保留下来，可以对不同的器件进行配对、筛选。当使用“刷新”功能，每次测试前进行清屏，所以只保留当前测试的曲线。
2.采用7”TFT彩屏液晶，800*480像素，显示范围大。每条曲线测试110个点，每4次打点一次，把所有点通过线条连接成曲线。这样缩短了测试时间，每次测试耗时<1s
性能指标：
测试器件：PNP三极管、NPN三极管、NMOS管、PMOS管
其他器件有待开发
集电极测试电压: 13Vmax
集电极/漏极电流：分2挡，120mA、1.2A
基极电流Ib:分8 挡
20uA/格 *8格=160uA 50uA/格 *8格=400uA
100uA/格 *8格=800uA 200uA/格 *8格=1.6mA
500uA/格 *8格=4mA 1mA/格 *8格=8mA
2mA/格 *8格=16mA 5mA/格 *8格=40mA
MOS管栅极电压Vgs：分2挡，0-4V， 0-8V
pgldyx 发表于 2022-12-25 12:06
是这样的:使用的800*600TFT彩屏，像素解析度太高，一个像素代表一次测试，花费的时间太长了。所以故意缩 ...
为什么不选择使用开关电源，反而使用线性电压器电源，个人觉得如果没有特殊要求的话改成开关电源供电,体积会缩小很多 祝愿这个作品拿头筹。 四、实际测试图
测试S8050（红色）9013（蓝色）2N5551（绿色）
这3个管子特性还真不一样
测试S8050（红色）S8550（绿色）
看来这两个管子不好配对
测试2N5551（红色）2N5401（绿色）
看来这两个管子配对好像可以
测试TIP41C
测试8N60
导通电压5V左右
测试PMOS管IRF9540
导通电压5V左右
测试NMOS管AO3402
导通电压只有2V左右
测试PMOS管AO3415
导通电压只有2V左右
参赛大图
二、电路原理及设计思路
主电路设计框图如下：
电源设计框图如下：
原理图：主要设计思想借鉴“不老神机”的作品，在此表示感谢！
软件编程思路：
K1（器件类型）按下选择npn、pnp三极管或者NMOS、PMOS，并且界面相应显示出来，电子开关切换控制Vce或Vds电压，npn、NMOS为正，PNP、PMOS为负。电压、电流采集电路也通过电子开关切换，保证ADC端是0-3.3V正电压。
K2：刷新/不刷新。刷新时坐标轴区域清屏，重新绘制曲线。不刷新时不进行清屏操作，而是用另外颜色继续绘制曲线，原来的曲线保留。
K3负责Ic、Ids的范围，120mA、1.2A显示。
K4按下选择基极电流，通过电子开关+继电器切换
K6按下进行测试。以基极电流160uA为例，首先产生20uA的基极电流，然后以110个点产生0-13.2V的逐渐上升的电压，通过负载电阻加到三极管C极，在每个点采集Ic、Vce，转换成坐标x。y点，就完成一条曲线绘制。
然后基极电流增加为40、60…….160uA,分别绘制另外8条曲线。
三、制作
机箱是找了个密码箱，改小了尺寸
液晶屏采用瀚彩TFT彩屏液晶，800*480
给它配RA8875驱动板，能够与单片机接口配套
变压器用BK100控制变压器改造，220V绕组保留，二次绕组重新绕制
主控板与模拟电路板，上下插针连接。JLC打样，感谢JLC
电源板， JLC打样。
机箱内部布置图
专门做了一个测试座电路，可以测直插元件，贴片元件，甚至还有8PIN的复合MOS也可以呢
不错不错，
做过类似的，方案思路差不太多，最大的区别就是切换用的沁恒的芯片，而不是继电器;
一开始用的是继电器用了不到半年就非常不准了，后面改的切换芯片，稳定使用几年了:lol 周晴娣 发表于 2022-10-24 21:41
不错不错，
做过类似的，方案思路差不太多，最大的区别就是切换用的沁恒的芯片，而不是继电器;
一开始用 ...
基极驱动电流最大40mA，作为模拟电子开关还真不好找，不知道你用沁恒什么芯片？我用的是欧姆龙的板载继电器，可靠性还可以。并且两路并联，提高可靠性。 造双联 发表于 2022-10-24 22:59
楼主，要大电流还不容易吗？做个接线端子，从外面加上去，可以用一个一刀双掷的开关切换，一头接内部电源， ...
如果要大电流筛选三极管或者MOS管做配对，大电流是必须的。就怕控制Vc电压的放大电路受不住。恐怕要采用传统的VC产生电路了。。。。 造双联 发表于 2022-10-25 00:00
取样电压很大吗，老板？我们做10万伏测试仪器，都可以把这个电压的取样电压送到单片机上啊。
不是取样电压或者电流的问题。那个TDA2030是作为大电流运算放大器一样的用途，极限输出只有3.6A 一开赛就出精品，太实用了，希望有套件出来。 emars 发表于 2022-10-28 12:28
一开赛就出精品，太实用了，希望有套件出来。
自己玩的，为了记录过程特借矿坛宝地做个纪念。有愿意出套件的，我可以把所有资料附送。硬件可能要改，软件有些啰嗦，也可以改。还可以增加功能，测试所有半导体器件。平时是做石油矿场机械设计的，可能时间有限。这两年由于疫情影响，还是世界经济整体影响，还是领导们贪污造成的，总之单位生意清淡了不少，有了时间，何不搞个小制作玩玩呢？:lol 这个是精品啊，很先进的功能，完善后应该有很好的市场！ 程序源文件不分享吗？