基于8051单片机锁相技术的cv特性测试仪

yjtj30xe

摘要基于锁相技术，提出了一种可行的差分电容测试方法。介绍了通过硬件和软件设计，利用数字锁相放大器model
1 W$ @( C0 G5 T7225，8051单片机单元等实现电容电压特性(c—y)仪器的自动化测试。实验结果表明，该仪器具有较高的测试性能，灵敏度和
# ?0 w* N8 {: Q( N% x信噪比都达到进口成型仪器的水平，并可进行绝对测量和相对测量。
电容电压(C—y)特性是研究半导体界面特性的
一种重要方法，已被广泛应用于MIS、MOS、p-n结、
异质结等器件的界面特性研究，c—y特性不仅可以
; G5 E$ J4 z9 I, w提示半导体中的掺杂、补偿、载流子寿命及表面态、
固定电荷、可动电荷等材料和器件参数，还有助于
5 L3 c! E' o8 S; c3 M  z4 i4 P( I深入研究深能级、共振缺陷态、反型层子能带结构
等问题⋯。
由于半导体器件结构的电容通常都在pF量
$ \! ~5 y' J" I/ a  H级，属于微小电容，要求测试系统具有较高的信噪
& r+ \* F, v: C! H7 p比，较强的抗干扰能力和较稳定的工作条件，并需
0 ^% H+ o0 }& O; l% [要保证高的灵敏度和分辨率。此外实现C—y特性测
) ]! T& @' q9 Q; n0 R4 Y5 H/ D+ Q量需要电压的连续扫描，传统的震荡法、电桥法、充
. k0 j1 N- O2 q6 W放电法和Q表法等不能满足测试要求，需开发专用
测试仪口J o
3 C2 c/ x/ N, d; A% M$ J' ?国内目前的C—y测量主要是采用高频测试信号
. v* R7 ^3 ^7 H6 o$ D0 B1 e和分立元件电路，灵敏度和分辨率较低，且只能实
5 U) Y$ S, e2 q( S! I$ O现绝对电容测量。本测试仪针对c-v特性的研究需
求，利用交流差分桥式电路的原理，基于锁相放大
技术，并以单片机为控制核心，研制了一套高性能
4 |# b+ y- u; w% Y1 x  f" \9 ^的C—y特性测试仪，锁相技术可保证在较低频率下
4 f% q2 X3 D& q: G4 H0 x2 F
" e6 n: W9 d" |) m# V+ ?的精确测试，可实现G．y和G—y(电导电压)特性的
+ j2 P) h' ~! p; o+ S+ Z' C绝对测量和相对测量。
8 k& I) ?  S4 R( n+ Q1测试仪工作原理
如图1所示，本系统测试原理基于交流差分桥
式电路，桥臂分别由两个电容与两个电阻构成，在
C、D间加入直流和交流激励信号，A、B间输出测量
3 }( K  {( L$ X4 B; v# l信号，接人后续信号处理系统。
图1中，C，为一标准数字电容，用于标定相对
, @5 s5 \5 q: Q& o零点和实现相对测量；G为被测样品的电容值。尺。
=R：，均为多级可调电阻，实现多级阻抗匹配。CD
  N1 g7 r7 b( D# e# i6 a, u- Y间交流电压U。=uosin2-tRFi，频率，和幅度％由交
流信号源控制，直流电压U2即加载在电容两端的扫
- d4 z6 b- j' N- t2 e  g7 r( r. \8 _描电压，为直流电压信号源控制。AB间电压为输

附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

* A  a6 G; b9 ]+ O4 `
: G6 S) \% k. p& `' k9 P
  W6 S, D4 Q0 w5 ^& C, k

shanchang1

8051单片机用处挺大