[發明專利]一種快速多功能電子元器件溫度特性測量儀器及測試腔體

有效

• 申請號: 201610044767.3
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105588958B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 林少鵬;王延珺;李陽;薛聰;馬德才;王彪
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01R1/04
• 分類號: G01R1/04;G01R27/26;G01R19/00;G01R27/02
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所 44229
• 代理人: 姜若天

本發明提供一種快速多功能電子元器件溫度特性測量裝置、儀器及測試腔體。可以測量多種電子元器件及材料樣品的電容量、電感量、電阻值、介電系數、介電損耗、電壓?電流曲線、自發極化等參數的溫度特性曲線；本發明具有體積小、重量輕、速度快、自動化程度高、多功能、高精度及使用成本低廉等諸多優點，可以用于企業對電子元件溫度特性的快速檢測，也可以用于科研實驗室對器件、材料樣品的特定參數的溫度特性的研究，還可以用于實驗演示、課堂教學等方面。

技術領域

本發明涉及電子技術領域，是一種快速多功能電子元器件溫度特性測量儀器及測試腔體。

背景技術

溫度作為重要的環境參數，直接影響電子元器件的工作性能，多數電子設備失效是由于溫度過高引起，因此溫度的控制以及，電子元器件參數的溫度漂移特性簡稱“溫度特性”研究對于系統的可靠性十分關鍵。對于半導體元件，溫升將使晶體管的最大允許功耗下降，結溫升高，會使P-N結擊穿損壞。溫度的改變能夠導致電感的電感量和品質因子變化；導致電容的容量和介質損耗角等參數變化；也能夠導致電阻阻值偏離標稱值。這些改變經常導致電路及設備的整體參數和性能發生重大改變，必須在設計階段給予充分的考慮。在使用元件之前，也需要快速準確地了解元件的溫度特性，才能有效提高設備的可靠性。此外，溫度對諸如鐵電材料的極化強度、鐵磁材料的磁感應強度、介電材料的介電系數和損耗均有顯著的影響。

了解和研究溫度對電子元器件參數的影響規律，是大多數電子元器件生產和使用企業、科研院所不可或缺的一項工作，因此，相關的設備也引起了人們的廣泛關注。

REF01:發明專利《介質材料及元器件溫度特性測試裝置》CN85102036A公開了一種裝置，可以測量介質材料和元器件的等效阻抗、電容量、電感量、損耗角正切、等效串聯電阻等電學參數的溫度特性。該裝置由變溫器、測試腔和可在測試溫度范圍內保持阻抗恒定的測試傳輸線組成。其中，變溫器采用電阻加熱和液氮制冷的控溫方式；測試腔則通過采用隔熱材料，阻止空氣對流和減少漏熱，使得腔體體積減小，能耗降低，測試腔內放置溫度探頭用于測量和控制腔內溫度；采用溫度系數很小的導線將待測物品的上下電極連接到外部測試設備，通過改變腔體溫度，同時使用外部測試設備測量墻內物品的相關參數，實現了對介質材料和元器件的相關參數的溫度特性測量。

REF02：使用新型專利《一種電子材料電性能溫度特性測試裝置》(CN203688602U)公開了一種電子材料電性能溫度特性測試裝置，包括試樣夾裝置、電源和測試控制器，采用液氮制冷方式和電阻式加熱方式，實現-190~280℃的控溫范圍；設計了新型試樣夾裝裝置，通過彈簧，能夠將試樣緊壓在試樣臺上，確保接插良好，而且能夠適應不同尺寸的試樣。采用單片機，通過控制電磁閥控制加熱絲的通斷時間實現加熱控溫；利用單片機的AD轉換功能，讀取溫度信息和電子材料試樣產生的電壓信號，將測量結果顯示在液晶顯示屏上。

REF03：發明專利《一種電阻溫度特性測試裝置》CN104698281A公開了一種電阻溫度特性測試裝置，包括保溫裝置，功率恒流源、控制器和測試傳感器。采用真空腔保溫方式；采用功率恒流源為試樣本身直接加熱，通過傳感器測量溫度，通過測量試樣兩端電壓和經過的電流計算試樣的電阻，實現在特定溫度下對試樣電阻的測量，通過測量不同的溫度點而實現對電阻溫度特性的測量。

REF04：發明專利《測試MOS器件溫度特性的結構及方法》CN102841300B公開了一種測試MOS器件溫度特性的結構及方法。通過加熱結構為MOS器件和用于校正的PN結加熱，通過PN結電流進行校準，通過改變加熱結構兩端的電壓或電流控制溫度，同時在每個溫度點對MOS器件的柵極、漏極、襯底和源極施加電壓并測量相應的電流，從而得到MOS器件的溫度特性。

另外，還有多個專利公開了測量壓力傳感器、熱敏電阻和調諧器等元器件的溫度特性。

但是上述的技術方案均存在不足之處，描述如下：