SJ 20233 93 IMPACT Ⅱ型半导体分立器 件测试系统 检定规程

 

 

中华人民共和国电子行业军用标准

IMPACT--Ⅱ型半导体分立器

                    件测试系统

                     检定规程    SJ 20233-93

Verification regulation of model IMPACT-I

  semiconductor discrete device test system

l范围

1.1主题内容

    本检定规程规定了IMPACT-I型半导体分立器件测试系

统的检定条件、检定项目、检定方法、检定结果处理及检定周期．

1.2适用范围

    本检定规程适用于IMPACT-I型半导体分立器件测试系

统的检定。对于IMPACT-I型半导体分立器件测试系统的检

定，也可参照本规程进行。

2引用文件

    本章无条文．

3定义

    本章无条文． 

 4一般要求

  4.1  受检计量器具的用途和原理

    IMPACT-I型主要由直流电压测量电路、电流测量电路、 电压源、电流源和控制电路组成，在计算机程序控制下，组成各种测试电路，以测量分立器件的各种直流参数．另外，选购件lkHz 振荡及测量电路，可测量交流参数h_ie、h_ib和l+h_ie；外接选购件Butoon公司的72B型电容测量仪，可测量1 MHz频率下的结电容

    C_0b，C_ib。

    4.2技术要求

4.2.1电压测量

    范围：0---15V，准确度±(0.5％+1mV+1mV/A)

    O～600V (HIV)，准确度士(0.5%+50mV+2mV/mA)

    200---2000V（选购件HVS-201）．准确度士(0.5%+500mV+ 2mV/mA)．

    4.2.2电流测量

    量程l20nA、200hA、2uA、20pA、200uA、2mA、20mA、

    200mA，准确度士(0.5%+100pA+ 2pA/V),

    200pA、2nA，准确度士(2~ +5pA+0. IpA/V)，（只限

  SS-150台）。

    4.2.3电压源

    范围.0～600V(HIV)，准确度士(0.5％+ 50mV+2mV/A),

    0---20V(VX)，准确度±(0.5％+1mV+ 1mV/A.)，

    200--一2000V (HVS - 201)．准确度 士(0.5％±500mV +2mV/mA)。

    4.2.4基极电流源(IB)

    量程,200nA、2uA、20uA、200uA、2mA、20mA、200mA、2A、20A．准确度士(0.5%+5nA)．

4·2·5集电极电流源(IC)   

    量程；200nA、2uA、20uA、200uA  2mA、20mA、200mA、2A、

20A、准确度士（0.5%+5nA）

    25----100A(选购件HCM-201)，准确度±1%．

2.6交流参数选购件(lkHz)

4.2.6.1交流共发输入阻抗(h_1e)

    范围1000Ω—100kΩ，准确度±(4%+3Ω.h_1e)．

4.2.6.2交流共基输入阻抗(h_1e)

    范瞳1---1000Ω准确度士(3%+3Ω)．

4.2.6.3交流共集电流放大系数(1+.h_1e)

    范围1～1000Ω，准确度士3%．

 范围：0.l～10000(HFE)．准确度士1%‘

    0.1～100000(1+HFE)．准确度士1%．

4.2.8  结电容澍量（选购件Butoon公司72B型电容测量表）

(C0B，CIB) 量程l 3、10、30、100、300、1000、3000，准确度土．(2%满度

+1pF)．    ．

4.3检定条件

4.3.1环境条件

    a  环境温度,20士2℃

    b．相对湿度,45%～75％

    c：大气压强.86～106kPa,

    d．供电电源：220V土2%，50Hz±1%；    ‘

    e．周围环境：无阳光直射，无影响正常工作的机械振动及电磁干扰．

 4.3.2检定用设备 

    4.3．2.1 数字多用表

    直流电压；范围0.05mV～1000V．准确度0.01%．

   参考型号：Keithley公司的195A.192、Fluke公司的8520．

4.3.2.2标准直流电压源

范围0.OOl～20V．准确度0.01％．参考型号：Adret公司的103A电流电压标准，国产D011塑标准直流电压源．   

    4.3.2.3   IMPACT-I校准附件--PTF--1型性能测试盒，经检定，每档电阻准确度均为0.1%．

    4.3.2.4 IMPACT-I校准附件—pA级电流测置校准夹具共2个，分别为10pA/V(10¹¹Ω和1OOpA/V(I0100)．经检定，准确度为0.05A．

    4.3.2.5 IMPACT-I校准附件--0.1Ω大电流专甩夹具。经检定，准确度为0.1%．

    4.3.2.6自制l +HFE及(1+hfe)校准夹具3个．精密电阻（无感）

    按图1焊接到3个校准夹具上．

 

  

其电阻值见下表（也可根据检定需要选用其它值）．

 

夹具编号	l#	2#	3#
R2     0	L00	20	20
R1     KΩ	3	2	20    '
l+HFE(l+hfe)	3l	101	100l

电阻经检定，准确度应优于0.1%

4，3．2.7高颜电容器数个，容值在1---100pF中均匀选取。例如

3.3、5.6、10、33、56、100,准确度为0.6%（1MHz测试频率）。

4.3.2.8直流共发电流放大系数（HFE）样管S个以上，样管选取应符合部标准SJ3254-89，且测量误差为±1%．若无满足部标准样管，可按SJ3254-89(中小功率晶体三极管计量专用样管筛选方法)要求筛选，用IMPACT-I（或其它准确度为1%的仪器）测量，积累至少半年10组数据，取平均值。

4.3.2.9十进电阻箱

 范围0.lΩ--l00Ωk，准确度0.2％

 参考型号z2X38、2X21、2X54．

5详细要求

5.1检定项目及检定方法．

5.1.1说明

5.1.1.1凡要在测试台上进行的检定，可随意在一个台上进行．其它台只做功能检查，夹具漏电除外。那时将对每个台及感兴趣的夹具进行．如果某台独有功能，检定项目中将指明．

5.1.1.2检定所用的程序中，210A由系统生产厂提供，111系列由检定员自已编写．程序内容见附录C（补充件）（待附）．编写方法参考说明书。本规程只给出一个例子（见附录B，111B编写方法）．编好后存到硬盘或软盘中，第二次只需从磁盘调入内存

5.1.1.3为叙述方便，规定：    ‘

 运行××××程序，相当于进行如下操作。

把检定程序××××(倒如111B)从磁盘中调入内存．若已

调入，则省略．

     注。划线表示计算机反应，其它为操作者键盘输入，下同．

    CTRL--A(同时按CTRL和A键)    。

    ：IR

    RTNⁿ=111B;ID= D0（假定程序存于磁盘DO中）FILE

NAME=111B

    GOOD LOAD．2509 WORDS

    RTNⁿ=  （是否继续输入程序？若不输入，同时按“CRTL”

和“A”．）

  b．把程序送到待检台。若已送，则略。

  CTRL--A

  ：SRS)RTN= 111B)TO STA=3；（假定待检台为3号）

  * BUSY.CLEAR? Y/N Y)（如测试台已有程序，回答“Y”，

清除原程序，送上新程序．）

    c．把打印机挂到待检台。若已挂，则省略．   

    CTRL--A

    :SOS)OD=TTYZ) (TTYZ代表打印机)

    (OD＃BUSY,CLEAR? Y/N Y:)STA^＃=311／N,N—  1

 d．同时按测试台上两个启动键。

5.1.2．外观及工作正常性检查

5.1.2.1受检测试系统应附有产品技术说明书及必要附件，非首

次检定时，应附有前次检定证书．

5.1.2.2受检测试系统应无影响正常工作及正确读数的机械损

伤，转动应平滑．

5.1.2.3按说明书检查，各印刷电路板与接插座名字相符；

 各测试台与主机的各种连线正确

 计算机与各外围设备连线正确

5.1.2.4按说明书要求，正确启动系统，预热至少2h．

S．L3主机工作电源的检查

5.1.3.1  数字多用表置“DCV”（直流电压）档，“AUTO”（自动）

量程。按图2，把其低端接系统主机前面板“GND”孔，高端逐次接

到标有+ 28V,- 28V.+5V,- 40V.+600V,- 600V,+lOOV.

-lO0V

             

                                图2

5.1.3.2把数字表读数记入驸录A（补充件）表A1．如发现异常，

应先修理，其中士28V可微调．

5.1.4数模转换器(DAC)输出准确度的校准

5.1.4.1主机内有2块双DAC板，电路完全相同（可互换）．一

块为IB和REF，另一块为IC和HIV．还有一块DAC板为第三脚

偏置VX．VX DAC为直接输出，不需放大。IB，IC需做电压一电流转换且放大，HIV需做电压放大，因而需要在以后项目中进一步检定。所有DAC检定方法相同，只是由于输出孔不同，数字表高端接点不同．

5.1.4.2把210A程序调入内存，命令为“IR”，详细操作参考

5.1.1.3a.

5.1.4.3数字表置“DCV”，“AUTO”，按图2接线．其低端接主机前面板“GND”孔，高端分别接REF、IB、IC、HIV和VX的DAC

 5.1.4.4键入“DAC CAL”

    显示“OCTAL＃=  ”。

5.1.4.5按表A2、表A3、表A4．表A5、表A6依次键入八进制数字及分号，如“100000”。

5.1.4.6把数字表读数分别记入表A2、表A3、表A4、表A5、表A6中．如果实际值超过表中所列容许范围，应先进行调整，表中记调整后读数．调整方法参考说明书第8章“维修与校准”

5.1.4.7如果觉得更换数字表高端比键人数字方便，也可键入一个数．改变测试点读各个数模转换器输出电压值．

5.1.4.8如不再进行数模转换器校准，键入“C”，退出DAC校

准循环．

5．1.5内部高压源准确度的检定(HIV)

5.1．5．1把210A程序调入内存渚已在，刚略．．

5.1.5.2数字表功能置“DCV”，量程置“AUTO竹，低端接主机“GND”高端接“TESTSUPPLY”一行下的“HV”孔，见图2．

5.1.5.3健入“HIV LOW”（或“HIV HIGH”），见表A7．

5.1.5.4计算机反应“OCTAL＃=  ”，按表A7分别健入八进制数字，如"3720,"．

5.1.5.5把数字表读数记入表A7中，并按(1)式计算误差．

              ％

    式中：δ——相对误差

    指示值=八进制数×50mV (HIV LOW)；或八进键数× 500mV(HIV HIGH)；

         实际值——数字表读数．

    5.1.5.6所有检定点完成后，键入C退出HIV校准循环．

    5．1．5．7如不再进行致模转换或高压源检定，健入“REST - ART退出210A程序，

    5.1.6电压测量准确度的检定(0～l5V)

    5.1.6.1按图3(1)．把标准电压源103A的输出接到待检台的“BV”孔和“EV”孔并按表A8设定电压值．或者先把性能测试盒PTF-l插到待捡台．端头置“B--E”

    电阻置“OPEN”，而标准直流电压源输出揍PTF--1的两个孔闻，

左一高，右一低．见图3(2)．

 5.1.6.2对电压源每个设定值，运行111B程序一次．即：

  a．把111B调入内存；

  b．把111B送到待检台

  a把打印机挂到待检台；

  d．同时按动测试台上两个启动键．

  对第二个设定值，只需同时按2个启动键。详细操作参见

5.1.1.3条．

5.1.6.3把打印结果记入表A8中，并按（1）式计算误差，

 

指示值=打印值

式中：实际值=电压源设定值；

      指示值=打印值．

5.1.7基极电流源准确度的检定(IB)

5.1.7.1按图4把性能测试盒PTF--1插到待检台，端头选择置

“B--E”，电阻按表A9选择。

待检台

    图4

5.1.7.2对每个电阻值，运行程序111C一次（第2个电阻值只需按2个启动键）。

5.1.7.3把打印值记入表A9中，并按(1)式计算误差。

式中：指示值=电流设定值

实际值=打印值×（1一δ8）÷电阻，

δ8 为表A8中电压值与本项相对应的一行的误差

例如表A9测试号T＃2，打印值为5．01OV，因T＃2为NPN,查表A8测试号1(4)一行的误差，假定为0.2%，则

实际值一5. OIOVX(1—0.2%)÷lOMΩ=0.5000uA

5．1.8集电投电流源准确度的检定(IC） 同5.1.7条，只做以下改动；端头选择“C—E”电阻选挣，按表A0l

程序111D记录、计算按表A1O．

5．1.9电流测量准确度检定(2uA．．．．．．200mA)

5．1.9.1按图4把性能测试盒PTF--1插到待检台，端头选择置“B—E”电阻值按表All设定．

5.1.9.2对每个电阻值运行lllF程序一次（第2个以后的电阻值只需按两个启动键）．

5.1.9.3把打印值记入表Al1．并按(A1)式计算误差，

式中。指示值=打印值；实际值=(表A7中1OOV电压的实标值)÷电阻

其中NPN取正电压,PNP取负电压．

5.1. 10  电流测量准确度检定(20hA．200hA)

同5.1.9条，只做以下更改:

端头选择“C—E”电阻值按表Al2

程序：IIIGI

实际值=表A7中士1V（或士lOV）构实际值÷电阻。例如，测试l为NPN，电压设定IV，则取表A7的指示值为1V的一行的电压实际值．

5. 1.11  电流测量准确度检定(200pA、2nA,SS-150台）

5．1.11.1按图5把pA电流校准夹具插于待检台

 

pA电流校准夹具

    图5

5.1.11.2对每个夹具运111H程序一次．

5.1．II．3把打印值记入表AI3，井按(1)式计算误差．

式中:     指示值=打印值

    实际值=表A7中士1V(或士10V)的实际值÷电阻．

5.1.12交流输入阻抗准确度的检定(hib,hie)

5.1.12.1按图4把PTF—1插列待检台，端头选择置B--E；电阻按表AI4设定．

5.1. 12.2对每个电阻值，运行一次1111程序．

5.1.12.3把打印值记入表AI4，并按(1)式计算误差．

式中:       指示值=打印值．

    实际值=PTF--I电阻值．

5．1. 13共集电流放大系数准确度检定（l+HPE，1+hie）

5.1.13.1按图6把电流放大系数校准夹具插到待检台．

 

    待检台

电流放大系数饺准赔具．

     

    图5

5．1.13.2每个夹具运行一次111H程序．

5.1.13.3把打印值记于表A15，并按(1)式计算误差．

式中：指示值=打印值；

    实际值；表A7中±1V（或±10V）值．

5.1.14共发直流电流放大系数的样管检定（hie ）

5. 1.14.1按样管偏置要求，编制测H疆测试程序．附录C（待附）

程序111K为3DGl2的H牲测试程序．多编了1+HFE（共集电流放大倍数）是用以检验是否产生了自激．如果(l+HFE)打印值与HFE打印值+l相差较大时，怀疑产生自激．

5. 1.14.2接图7把样管插到待检台，运行测试程序．

        图7

5.1.14.3把打印结果记入表A16．并按(1)式计算误差．

 式中：指示值=打印值

    实际值=样管HFE值．

5.1. 15 2kV高压选够件的检定(OTS-201台)

5. 1.15.1按图4把PTF-1插到待检台，端头置“C--B”电阻

按表AI7设定．

5.1.1S.2运行IIIM程序，每个屯阻值按两启动健一次．

5．1.15.3把打印值记入表AI7，并擐(1)式计算误差．

式中：指示值=打印值

    实际值=电流设定值×电阻值．

5.1. 16    25～100A大电流选购件的检定(HCM - 201选购件，OTS-201台)

5.1.16.1  按图8把0.1Ω大电流校准夹具插于待检台．

    待检台

 

  S．1. 16.2运行111N程序一次。

  5.1.16.3把打印值记入表A18中，并按(1)武计算误差．

  式中：指示值=电流设定值

    实际值=打印值÷0.1Ω．

5.1. 17结电容测量准确度韵检定(CoB、CIB只限于SS--100台,SS--150台)

5.1．．17.1按图9在测试台上插上测试夹具，值先不插电容器，运行1110程序一次．

 

待检台

图9

5.1.17.2根据打印结果，调整测试台上的微调电容（小心，易碎），再运行1110程序．

5.1.17.3重复5.1.17.1，5.1.17.2条，使打印值尽量接近OpF（零电容调整）．若调整不便，可不调，记下空裘具时的电容，在测量时减去。往意正负号．这样会带来误差，小心使用．

5．1.17.4把电容器插到夹具的“B”和“C”之间(对于CoB)或“B”和“E”之间（对CIB）运行11l0程序．

5.1.17．5把打印值记入表A19中按（1）计算误差

    式中：指示值=打印值

    实际值一电容器实际值．   

5.1：18测试台漏电检查（对所有台）

5.1.18.1按图7在测试台上插上待检测试夹具，运行111P程序一次．

5.1.18.2把打印结果记入袭A20中．表A20中指标只给出SS- 100台漏电要求，对不同测试台有不同要求．若测试夹具漏电与不插夹具漏电有差异时，应怀疑夹具不良.

5．2检定结果的处理和检定周期

5.2.1经检定合格的测试系统．出具检定证书检定不合格的测

5.2.2鉴定周期为一年，必要时可随时送检。

附录A

检定记录表格式

（补充件）

表A1主机工作电源电压的检查

指示值	-600	-100	-40	-28	+5	+28	+100	+600
实际值

 

表A2数值转换器准确度校准（IB）

键入八进制数	标准值V	容许误差mV	实际值V
0	0.00	±0.5
1000000	0.00	±0.5
308	1.00	±1.0
100308	-1.00	±1.0
3720	10.00	±10
103720	-10.00	±10
07640	20.0	±10
107640	-20.0	±10

 

表A3， 表A4，表A5，表A6与表A2相同分别为REF，IC，HIV和VX的数模转换器记录表格。

表A7  内部高压源准确度检定(HIV)；

表A8  电压测量准确度的检定(0～l5V)

 

测  试  号	买际值     V	打印纸     V	误差     %
I(NPN)(第1次)	0. 1000
1    2	0. 5000	．
1    3	1. 000
1    4	S．000
1    5	7. 500
1    6	10. 00
1    7	15. 00
2(PNP)(第l次)	0. 1000
2    2	0. 5000
2    3	1.000
2    4'	5. 000
2    5	1.000
2    6	10.00
2    7	15. 00

 

表A1O集电极电流源准确度的检定（IC)

测试号	电  阻	电流设定	打印值       V	误  差       %
l NPN)	lOMΩ	500nA
12(PNP)	lOMΩ	500nA
2 (NPN)	lMΩ	5uA
3 (NPN)	lMΩ	5UA
13(PNP)	lMΩ	500uA
14(PNP)	lOKΩ	10uA
4(NPN)	lOKΩ	5mA
15(PNP)	lOKΩ	50mA
5 (NPN)	lOMΩ	5mA
16(PNP)	lOΩ	500A
6(NPN)	lOΩ	5mA
17(PNP)	10Ω	5mA
7(NPN)	10Ω	5mA
18(PNP)	10Ω	18mA
8(NPN)	10Ω	18A
9(NPN)	lOΩ	0.5A
19(PNP)	lOΩ	5A
20(PNP)	lOΩ	0.5A
IO(NPN)	lΩ	5A
21(PNP)	lΩ	5A
11(NPN)	0.lΩ	18A
22'PNp)	0.lΩ	18A

1～11为NPN012～22为PNP。

表A11电流测量准确度的检定

测试号	电阻	电压设定V	打印值A	误差％
1（NPN）	100MΩ	100
7（PNP）	100MΩ	100
2	10MΩ	100
8	10MΩ	100
3	1MΩ	100
9	1MΩ	100
4	100KΩ	100
10	100KΩ	100
5	10KΩ	100
11	10KΩ	100
6	1KΩ	100
12	1KΩ	100

T＃l～6为NPNT7～I2为PNP

 

测试号	电阻     MΩ	电压设定     V	打印值A	%
l(NPN)	100	l
2(PNP)	100	l
3CNPN)	100	10
4(PNP)	100	IO

表A13电流测量准确度的检定（200pA,2nA ,SS-150台）

测试号	专用夹具	电压设定     V	打印值     A	误差     %
l (NPN)	1OpA/V（1O11Ω）	10
2 (NPNI	1OpA/V（1O11Ω）	X00
3 (PNP)	1OpA/V（1O11Ω）	lO
4 (PNP)	1OpA/V（1O11Ω）	100	．
1 (NPN)	1OpA/V（1O11Ω）	lO
2 (NPN)	1OpA/V（1O11Ω）	100
3(PNP)	1OpA/V（1O11Ω）	10
4 (PNP)	1OpA/V（1O11Ω）	100

 

表A14交流输入阻抗准确度伪检定()

测试号	实际值	打印值	误   差       %
1（hicNPN)	lOOΩ
2（hicNPN)	lOOKΩ
3（hicNPN)	lOOKΩ
4（hicNPN)	lOKΩ
5（hicNPN)	lOKΩ
6（hicNPN)	lOKΩ
3	lOKΩ
4	lKΩ
5	1KΩ
6	1KΩ
3	1KΩ
4	lOOΩ
5	lOOΩ
6	lOOΩ
5	1oω
6	lOΩ		．

＃不理采超过测量范围的结果

表A15 共集直/交流放大系数的检定（1+HFE，1+hfe）

测试号	实际值	打印值	误差  ％
1（1+HFE，NPN）	31.0
2（1+HFE，NPN）	31.0
3（1+HFE，NPN）	31.0
4（1+HFE，NPN）	31.0
1	101
2	101
3	101
4	101
1	1001
2	1001
3	1001
4	1001

 

表A16共发直流电流放大系数样管检定

样管号	实际值	打印值	误差  ％

表AI7 2kV高压选购件的检定(OT8- 201台)

测试号	电  阻	电流设定       mA	打印值       V	误  差       %
1 (NPN)	lOkΩ	20
2	10KΩ	50
3	1MΩ	1
4	1MΩ	1.5
5	10MΩ	0.18

表A18 25～100A大电流选购件的

检定(HCM-Z01选购件．OTS- 201台）

测试号	电  阻       n	电压设定       A	打印值       V	误  差       %
l(NPN)	0．1	25
2(NPN)	0.1	50
3(NPN)	0.1	75	．
4(NPN)	0.1	100
5(NPN)	0.1	25
6(NPN)	0.1	50
7(NPN)	0.1	75
8(NPN)	0.1	100

表A19结电容测量的检定(SS- lOO台．SS- 150台)

 

测试号	实际值  PF	打印值PF	误差  ％
1（CoB）
2（CoB）
1（CoB）
2（CoB）

    表A20测试台漏电检查(SS-I00)

测  试  号	指 标       pA	实际位       pA
l (IcBo)	<100
2(IcBo)	<100
3(IcBo)	<100
4(IcBo)	<100
5(IcBo)	<100
6(IcBo)	<150
7(IcBo)	<150
8(IcBo)	<150
9(IcBo)	<150
10(IcBo)	<150
11(IcBo)	<150
12(IcBo)	<150

 

                                 附录B

                     检定程序编写方法例子(RTN~ =IIlB)

                               （补充件）   

  111 B程序内容请看附录C（待附）．

  111 B为VBE(s)测试程序，T#l为NPN．T＃2为PNP，Ic=IB =0A．下面程序中有划线部分为计算机反应，其它由操作者从键盘打入，荧屏显示这两种符号．CTRL-A表示同时按CTRL键和A键，这时并无显示．要想从其它状态（如测量状态）回到等待键盘命令状态，或输入错误，要回到输入命令状态，就同时按CTRL和A．

    CTRL-A

    ：CRT  ＃OF T=2  ＃S=2 NO OF WORDs=2

TR/D/FET?TR:PN/PNP? NPN

RTN＃=111B

HEADING :25CHACTERS MAX

:

T＃1 VBE,IC=0A ,IB_=0A   VBE= 0. 01V

MIN/MAX? MIN

T＃2=VBE,IC=0A ,IB=0A,VBE=0. 01V

MIN/MAX? MIN

BOP=- BOF=

S＃1MUST PASS# 1:2

S＃2MUST PASS＃ ：;

 ＃

CTRL-A

：PNP：RTN＃=111B：TEST＃=2(把T＃2改为PNP)

:SET ALL DL P:RTN＃=111B;(令计算机记录电压值大于0．01V的结果)

    CTRL-A  （把lllB存于DO盘中）

    : PR:OD=D0:FILE NAME=lllB

RTN＃=111B:D0 : ll1B WRITE COMPLETE

附加说明；

本标准由中国电子工业总公司科技质量局提出。

本标准由中国电子技术标准化研究所归口．

本标准由机电部第五研究所起草。

本标准主要起草人；梁琼岽。

计划项目代号。075--1～47。

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