专利汇可以提供三极管三端电流波形、退火效应测量系统及方法、中子注量测量方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且为准确测量脉冲 中子 辐照下 三极管 三端 电流 、三极管 退火 效应和中子注量,本 发明 提供了一种三极管三端电流 波形 、退火效应测量系统及方法、中子注量测量方法。本发明在固定待测三极管发射极电流的情况下,测量待测三极管三端电流对脉冲中子的响应,且三极管的偏置不受辐照期间光电流的影响,能够实现脉冲中子辐照下三极管退火效应和未知辐照场中中子注量的准确测量。,下面是三极管三端电流波形、退火效应测量系统及方法、中子注量测量方法专利的具体信息内容。
1.三极管三端电流波形测量系统,用于在脉冲中子辐照条件下实现三极管三端电流波形的测量;其特征在于:包括计算机、三极管电流测量回路和触发回路;
三极管电流测量回路包括数据采集卡、低压电源、测试板和辐照板;低压电源用于向待测三极管提供偏压,保证待测三极管的BE结正偏、BC结反偏;
触发回路包括中子探测器和高压电源;中子探测器用于监测脉冲中子时间波形,为三极管电流测量回路提供触发信号;高压电源用于为所述中子探测器提供偏压;
辐照板和中子探测器设置在辐照间,数据采集卡、低压电源、测试板和高压电源设置在测试间;测试板与辐照板之间、高压电源与中子探测器之间通过传输线连接;
计算机与数据采集卡相连,用于控制数据采集卡,实现数据采集卡的参数配置、电流测量、数据保存,以及根据数据采集卡采集的数据生成三极管三端电流波形;
辐照板用于放置待测三极管;
测试板上放置用于测量待测三极管三端电流的所述三极管电流测量电路,所述三极管电流测量电路必须满足条件:1)保证辐照前后待测三极管工作在放大状态;2)保证待测三极管发射极电流固定;3)保证脉冲辐照期间待测三极管的BC结处于反偏状态,BE结处于正偏状态。
2.根据权利要求1所述的三极管三端电流波形测量系统,其特征在于:所述触发回路还包括放置在测试间的示波器,示波器与中子探测器、数据采集卡之间分别通过传输线连接;
所述计算机还用于实现示波器的参数配置。
3.根据权利要求1所述的三极管三端电流波形测量系统,其特征在于:所述中子探测器为金刚石探测器或无机闪烁体探测器。
4.根据权利要求1或2或3所述的三极管三端电流波形测量系统,其特征在于:所述三极管电流测量电路包括分流二极管D1、恒流二极管D2、采样电阻RB、RE和RC,以及分压电阻Rs;
采样电阻RB的一端接待测三极管的基极,采样电阻RB的另一端接地,采样电阻RC的一端接待测三极管的集电极,采样电阻RC的另一端接VCC;采样电阻RE的一端接待测三极管的发射极,采样电阻RE的另一端接所述恒流二极管D2的一端,所述恒流二极管D2的另一端接VEE,所述VCC和VEE由所述低压电源提供,VCC和VEE的大小使得待测三极管的BE结正偏、BC结反偏;
分流二极管D1的一端接待测三极管的基极以及采样电阻RB的一端,分流二极管D1的另一端通过所述分压电阻Rs接VSS,所述VSS由所述低压电源提供,VSS保证脉冲辐照期间待测三极管的BE结正偏、BC结反偏;
采样电阻RB两端的电压VRB1、VRB2,采样电阻RE两端的电压VRE1、VRE2,采样电阻RC两端的电压VRC1、VRC2,分压电阻两端Rs的电压VRS1、VRS2,分别送入所述数据采集卡的四个模拟输入通道。
5.根据权利要求4所述的三极管三端电流波形测量系统,其特征在于:采样电阻RB、RE、RC和分压电阻Rs任一端的电压不超过10V,RB、RE、RC和Rs两端的电压差小于等于10V。
6.根据权利要求4所述的三极管三端电流波形测量系统,其特征在于:电压VSS的取值不能高于VCC-(Iγ+IC)Rc-IγRs-VD2,不能低于VEE-IERE-IγRs-VD2+VD1,其中:Iγ代表辐照期间光电流的大小,VD2代表恒流二极管D2两端的电压差,VD1代表分流二极管D1两端的电压差,IC代表三极管的集电极电流,IE代表三极管的发射极电流。
7.根据权利要求1或2或3所述的三极管三端电流波形测量系统,其特征在于:测量过程中,所述数据采集卡处于单次触发状态,模拟输入通道设为差分输入。
8.三极管三端电流波形测量方法,用于在脉冲中子辐射条件下实现三极管三端电流波形的测量;其特征在于,包括步骤:
1)搭建电流测量电路:
在待测三极管的发射端串联采样电阻RE和恒流二极管D2,并使恒流二极管的D2另一端接VEE;在待测三极管的基极串联采样电阻RB,并将采样电阻RB的另一端接地;在待测三极管的基极和采样电阻RB之间接分流二极管D1的一端,将分流二极管D1的另一端通过分压电阻Rs接VSS;在待测三极管的集电极串联采样电阻RC,将采样电阻RC的另一端接VCC;
VCC和VEE应使待测三极管的BE结正偏,BC结反偏;电压VSS应保证辐照期间三极管BC结反偏,BE结正偏;
2)将待测三极管置于辐照间的辐照板上,将其余器件置于测试间的测试板上;辐照板和测试板之间通过传输线连接;中子探测器放在辐照间,高压电源和示波器放置在测试间,中子探测器的输入、输出分别通过传输线与高压电源、示波器连接;示波器的触发输出端与数据采集卡的输入触发端连接;
3)辐照前利用数据采集卡测量采样电阻RB两端的电压差VRB,采样电阻RE两端的电压差VRE,以及采样电阻RC两端的电压差VRC并保存;
4)打开高压电源给中子探测器供电,并使示波器处于单次自触发准备状态,数据采集卡处于单次触发准备状态,等待脉冲中子的到来;
5)数据采集卡被成功触发后采集并保存采样电阻RB两端的电压差VRB、采样电阻RE两端的电压差VRE、采样电阻RC两端的电压差VRC、分压电阻Rs两端的电压差VRS四个电压波形;
6)根据步骤5)所得电压采样值,计算脉冲中子辐射条件下,各采样时刻待测三极管基极、发射极和集电极的电流值,从而得到待测三极管基极、发射极和集电极的电流波形。
9.根据权利要求8所述的三极管三端电流波形测量方法,其特征在于:
步骤1)中:电压VSS不低于VEE-IERE-IγRs-VD2+VD1,且不高于VCC-(Iγ+IC)Rc-IγRs-VD2;其中:Iγ代表辐照期间光电流的大小,VD2代表恒流二极管D2两端的电压差,VD1代表分流二极管D1两端的电压差,IC代表三极管的集电极电流,IE代表三极管的发射极电流。
10.三极管退火效应测量系统,用于在脉冲中子辐射条件下实现三极管退火效应的测量;其特征在于:包括计算机、三极管电流测量回路和触发回路;
三极管电流测量回路包括数据采集卡、低压电源、测试板和辐照板;低压电源用于向待测三极管提供偏压,保证待测三极管的BE结正偏、BC结反偏;
触发回路包括中子探测器和高压电源;中子探测器用于监测脉冲中子时间波形,为三极管电流测量回路提供触发信号;高压电源用于为所述中子探测器提供偏压;
辐照板和中子探测器设置在辐照间,数据采集卡、低压电源、测试板和高压电源设置在测试间;测试板与辐照板之间、高压电源与中子探测器之间通过传输线连接;
计算机与数据采集卡相连,用于控制数据采集卡,实现数据采集卡的参数配置、电流测量、数据保存,以及根据数据采集卡采集的数据获取三极管的退火效应曲线;
辐照板用于放置待测三极管;
测试板上放置用于测量待测三极管三端电流的所述三极管电流测量电路,所述三极管电流测量电路必须满足条件:1)保证辐照前后待测三极管工作在放大状态;2)保证待测三极管发射极电流固定;3)能够保证脉冲辐照期间待测三极管的BC结处于反偏状态,BE结处于正偏状态。
11.根据权利要求10所述的三极管退火效应测量系统,其特征在于:所述触发回路还包括放置在测试间的示波器,示波器与中子探测器、数据采集卡之间分别通过传输线连接;所述计算机还用于实现示波器的参数配置。
12.根据权利要求10所述的三极管退火效应测量系统,其特征在于:所述中子探测器为金刚石中子探测器或无机闪烁体探测器。
13.根据权利要求10或11或12所述的三极管退火效应测量系统,其特征在于:
所述三极管电流测量电路包括分流二极管D1、恒流二极管D2、采样电阻RB、RE和RC,以及分压电阻Rs;
采样电阻RB的一端接待测三极管的基极,采样电阻RB的另一端接地,采样电阻RC的一端接待测三极管的集电极,采样电阻RC的另一端接VCC;采样电阻RE的一端接待测三极管的发射极,采样电阻RE的另一端接所述恒流二极管D2的一端,所述恒流二极管D2的另一端接VEE,所述VCC和VEE由所述低压电源提供,VCC和VEE的大小使得待测三极管的BE结正偏、BC结反偏;
分流二极管D1的一端接待测三极管的基极以及采样电阻RB的一端,分流二极管D1的另一端通过所述分压电阻Rs接VSS;
采样电阻RB两端的电压VRB1、VRB2,采样电阻RE两端的电压VRE1、VRE2,采样电阻RC两端的的电压VRC1、VRC2,分压电阻两端Rs的电压VRS1、VRS2,分别送入所述数据采集卡的四个模拟输入通道。
14.三极管退火效应测量方法,用于在脉冲中子辐射条件下实现三极管退火效应的测量;其特征在于,包括步骤:
1)搭建电流测试电路:
在待测三极管的发射端串联采样电阻RE和恒流二极管D2,并使恒流二极管的D2另一端接VEE;在待测三极管的基极串联采样电阻RB,并将采样电阻RB的另一端接地;在待测三极管的基极和采样电阻RB之间接分流二极管D1的一端,将分流二极管D1的另一端通过分压电阻Rs接VSS;在待测三极管的集电极串联采样电阻RC,将采样电阻RC的另一端接VCC;
VCC和VEE应使待测三极管的BE结正偏,BC结反偏;电压VSS保证辐照期间三极管BC结反偏,BE结正偏;
2)将待测三极管置于辐照间内的辐照板上,将其余器件置于位于辐照间外的测试板上;辐照板和测试板之间通过传输线连接;中子探测器放在辐照间,高压电源和示波器放置在测试间,中子探测器的输入、输出分别通过传输线与高压电源、示波器采集通道连接;示波器的触发输出端与数据采集卡的输入触发端连接;
3)辐照前利用数据采集卡测量采样电阻RB两端的电压差VRB,采样电阻RE两端的电压差VRE,以及采样电阻RC两端的电压差VRC并保存;
4)打开高压电源给中子探测器供电,并使示波器处于单次自触发准备状态,数据采集卡处于单次触发准备状态,等待脉冲中子的到来;
5)数据采集卡被成功触发后采集并保存采样电阻RB两端的电压差VRB,采样电阻RE两端的电压差VRE,采样电阻RC两端的电压差VRC、分压电阻Rs两端的电压差VRS这四个电压波形;
6)根据步骤5)所得电压采样值,计算脉冲中子辐射条件下,各采样时刻待测三极管基极、发射极和集电极的电流值,从而得到待测三极管基极、发射极和集电极的电流波形;
7)在三极管发射极电流固定不变的情况下,计算三极管的退火因子AF:
上式中:
AF为退火因子;IB(0)为初始时刻的三极管基极电流;IB(t)为t时刻的三极管基极电流,IB(∞)代表无穷长时间的三极管基极电流。
15.根据权利要求14所述的三极管退火效应测量方法,其特征在于:
步骤1)中:电压VSS不低于VEE-IERE-IγRs-VD2+VD1,且不高于VCC-(Iγ+IC)Rc-IγRs-VD2;其中:Iγ代表辐照期间光电流的大小,VD2代表恒流二极管D2两端的电压差,VD1代表分流二极管D1两端的电压差,IC代表三极管的集电极电流,IE代表三极管的发射极电流。
16.中子注量测量方法,用于实现辐射环境中中子注量的测量;其特征在于,包括以下步骤:
1)在中子注量已知的辐射场中测量三极管三端电流随中子注量的变化,根据电流计算发射极电流固定下的三极管放大倍数 得到三极管放大倍数的倒数随中子注量的变化,线性拟合给出三极管的少数载流子中子损伤常数;
2)对三极管进行高温退火后,放置于中子注量未知的辐射场中测量三极管三端电流变化;测量三端电流变化采用权利要求8所述的三极管三端电流波形测量方法实现;
3)根据步骤2)得到的三极管放大倍数倒数随中子注量的变化和步骤1)得到的少数载流子中子损伤常数,计算出相应的中子注量。
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