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Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über Kurvenschreiber sowie ihre Anwendungen und Funktionsweisen. Werfen Sie auch einen Blick auf die Liste der 2 Hersteller von Kurvenschreiber und deren Firmenranking.
Inhaltsübersicht
Ein Kurvenschreiber ist ein Gerät, das die Beziehung zwischen der an ein Halbleiterbauelement angelegten Spannung und dem durch das Bauelement fließenden Strom auf einer Anzeige darstellt.
Ein Kurvenschreiber wird so genannt, weil er einen Graphen (eine Kurve) des Spannungs-/Stromverlaufs aufzeichnet und auf dem Display anzeigt. In Halbleiterbauelementen ist die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und dem fließenden Strom nicht linear und nicht proportional, wie es bei Widerständen der Fall ist.
Daher erfordert die Messung der Spannungs-Strom-Kennlinie von Halbleitern und elektronischen Geräten Verfahren wie das Ändern der Spannung, das Messen des Stromwerts und das Aufzeichnen der Ergebnisse auf einem Blatt Papier. Mit einem Kurvenschreiber hingegen kann der Spannungs-/Stromverlauf direkt auf einem Display angezeigt werden.
Kurvenschreiber werden zur Messung der Eigenschaften von Halbleiterbauelementen während der Entwicklung, zur Überprüfung von Bauelementen in der Fertigung und zur Überprüfung der Funktionsweise von Schaltungen mit Halbleitern eingesetzt. Die wichtigsten Messobjekte sind Halbleiterbauelemente wie Dioden, bipolare Transistoren und FETs.
Bei Halbleitern wird die an das Messobjekt angelegte Spannung schrittweise verändert und der zu diesem Zeitpunkt fließende Strom gemessen. Im Gegensatz dazu zeigt der Kurvenschreiber im Anzeigeteil den Spannungswert auf der X-Achse und den Stromwert auf der Y-Achse an und stellt so den Zusammenhang zwischen Spannung und Stromwert als Graph dar.
Für hohe Spannungen und hohe Ströme sind optionale Netzteile erhältlich, und das Gerät ist für den Einsatz mit einer Vielzahl von Geräten geeignet.
Handelt es sich bei dem Messobjekt um eine Diode, schließen Sie ein Netzteil zwischen Anode und Kathode an, stellen Sie die Höchst- und Mindestwerte der angelegten Spannung Vmax und Vmin ein, und das Netzteil wird die Spannung zwischen diesen Werten automatisch mit einer Frequenz von 50 Hz bis 60 Hz durchlaufen lassen. Zu diesem Zeitpunkt wird auch der durch die Diode fließende Strom gemessen.
Der horizontale Wobbelkreis der Kathodenstrahlröhre verwendet die Spannung des Netzteils zur Ansteuerung des Halbleiterbauelements als Eingangssignal, während der vertikale Wobbelkreis den durch die Diode fließenden Strom als Eingangssignal verwendet, so dass auf der Kathodenstrahlröhre die Stromkennlinie (V-I-Kennlinie) gegen die angelegte Spannung gezeichnet wird.
Für Bipolartransistor-/FET-Messungen wird eine Strom-/Spannungsquelle mit Hilfe eines Stufengenerators an die Basis-/Gate-Elektroden angeschlossen. Die Spannungsversorgung für die Ansteuerung des Bauelements wird zwischen Emitter/Source und Kollektor/Drain angeschlossen, und es werden die Höchst- und Mindestwerte der angelegten Spannung Vmax und Vmin eingestellt.
Für bipolare Transistoren
Wird der Basisstrom mit einem Stufengenerator schrittweise verändert und die Spannung zwischen Emitter und Kollektor sowie der Kollektorstrom zu diesem Zeitpunkt auf der Kathodenstrahlröhre angezeigt, wird die statische Kennlinie des Transistors gezeichnet.
Im Falle von FETs
Wenn die Gate-Spannung mit einem Stufengenerator schrittweise verändert wird, wird eine statische Kennlinie eines FET gezeichnet, die den Zusammenhang zwischen der Spannung zwischen Source und Drain und dem Drainstrom zeigt.
Kurvenschreiber werden unter der Annahme erstellt, dass eine Kathodenstrahlröhre für die Anzeige verwendet wird. Da CRTs jedoch nur noch selten hergestellt werden, ist die herkömmliche Art von Kurvenschreibern verschwunden.
Stattdessen ist jetzt ein Curve Tracer im Handel erhältlich, der eine Kennlinie auf dem Display zeichnet, indem er Spannungs-Strom-Kenndaten in einen PC importiert.
Kurvenschreiber bestehen aus einem Netzteil zur Ansteuerung des Geräts, einem Schrittgenerator zur Steuerung des Basisstroms von Transistoren und der Gatespannung von FETs, einer Kathodenstrahlröhre (CRT) und ihren horizontalen und vertikalen Wobbelkreisen.
Der Kurvenschreiber ist ein sehr effektives Messinstrument zum Verständnis der grundlegenden Eigenschaften von Halbleitern und war ein grundlegendes Messinstrument, das in allen Prozessen von der Forschung und Entwicklung bis hin zur Produktinspektion eingesetzt wurde, insbesondere bei den Geräteherstellern. Sie wurden auch bei der Benutzerakzeptanzprüfung von Halbleiterbauelementen verwendet, und mehrere japanische Hersteller produzierten sie früher, haben sie aber inzwischen mit Ausnahme einiger weniger Hersteller wieder vom Markt genommen.
Andererseits werden jetzt Kurvenschreiber verkauft, die für die Bewertung von Solarzellen entwickelt wurden. Außerdem haben Halbleiterparameter-Analysatoren die Kurvenschreiber ersetzt.
Diese sind mit mehreren Spannungs- und Stromquellen ausgestattet und messen die Eigenschaften von Halbleitern, indem sie die Spannung und den Strom von einem Controller (PC) aus steuern.
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