GB T 15651.3-2003 半导体分立器件和集成电路第5-3部分;光电子器件测试方法.pdf
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1、GB/T 1565 1. 3-2003/IEC 60747-5-3 ,1997 前士-同本系列标准的预计结构为2第5-1部分g光电子器件总则:一一第5-2部分2光电子器件基本额定值和特性;第5-3部分:光电子器件测试方法。本部分等同采用JEC60747-5-3,1997(半导体分立器件和集成电路第5-3部分:光电子器件测试方法以英文版)。为了与GB/T11499规定的参数符号统一,本部分将暗电流的符号规定为IR矶。3.4.4 注意事项在光源L5和器件D的整个波长范围内,透镜系统L应无色差。3.4.5 测量程序a) 发射源尺寸开启光源LS.并调节透镜系统L.在探测器SO上获取器件D的正面聚焦图像
2、,然后读取矶和d2的值。给被视l器件D施加规定的直流电流,或与规定的辐射功率生相对应的直流电流。沿聚焦像的长轴和短轴方向调节光电探测器SO的扫描方向。光电探测器50沿着长轴和短轴扫描,发射光源的长度和宽度等于长轴和短轴3dB功率点之间的距离乘以d,/仇。b) 象散dA开启光源LS.并调节透镜系统L.在探测器SO上获取一个器件D前面的聚焦图像,然后读取矶和d,的值。光电探测器的扫描方向与SO聚焦像的长轴和短轴对准。在光轴上向器件D移动透镜系统L.直到沿长轴方向光源长度为最小。测量透镜系统L移动的距离d3的值。透镜系统L回到起始点,在短轴上重复上述步骤,测量透镜系统L移动的距离仇。丛与之差乘以(1
3、d,/ d,2)即是象散。3.4.6 规定条件一一环境、管壳或热沉温度;一-直流正向电流或辐射功率;一一参考轴线(长轴和短轴)。3.5 光发射器件的半强度角和角偏差3.5.1 目前测量光发射器件的辐射空间分布。方位图见图7.辐射图见图8。半强度角内发光强度或辐射强度大于或等于最大强度的一半,该角。1/2是在某规定平面内确定的,而该平面又是由角#确定的。角偏差M是光轴和机械轴之间的夹角。GB/T 1565 1. 3-2003/IEC 60747-5-3: 1997 己;产r轴和y轴限定了被测器件D的机械参考平面,例如安装角度。角限定了器件D在该平面上的方位。3.5.2 光分布图光铀1m趴2 图9
4、说明了基本的光分布和定义图7方位图;同图B辐射图ImN 2 布:二E、Z轴图9基本的光分布GB/T 15651. 3-2003/IEC 60747-5-3 ,1997 3.5.3 测量装置说明和要求D一一被测器件;PD-一一光探测器件;z袖一二被测器件确定的机械轴;PD轴光探测器的轴线;e -z轴和PD轴之间的夹角。注z由被测器件和光电二极管孔径确定的立体角应很小.当该立体角被半分而测量结果无明显变化的情况下,应认为立体角很小。被测器件应安装在满足下列要求的夹具上:一一器件D可以精确重复定位g一一改变。角时,器件D光学窗口的中心保持不变;一一夹角。可测量g一一器件D可围绕z轴旋转g-一相对z轴
5、旋转的角度可测量。3.5.4 注意事项正在考虑中。3.5.5 测量程序给被测器件D施加规定电流。将器件D的轴线与光探测器的轴线对准,e8=趴在光电探测器上测量信号。设定10=100%。将器件D倾斜画出相对光强1/10与0的曲线。优先选择极坐标形式画出。当在空白详细规范中规定时,也可采用其他形式的坐标,如笛卡尔坐标。半强度角。1/2是1=(l/2)lm.时的两点之间的角。角偏差是相对1=,和10之间的角。3.5.6 规定条件环境、管壳或热沉温度:lF或J机械参考面;钝+。4 光敏器件的测试方法4.1 光电二极管(包括带或不带尾纤的器件)在光辐射下的反向电流(18(H)或Ill(e)和光电晶体管光
6、辐射下的集电极电流(1C(8)或Ic)4. 1. 1 目的测量光电二极管(包括带或不带尾纤的器件)在光辐射下的反向电流和光电晶体管在光辐射下的集电极电流。4. 1. 2 测量装置应采用下列4种状态之状态1器件围绕其机械轴旋转,以便确定最大值的精确位置。状态2器件的光轴用光学基座对准。GB/T 15651. 3-2003/1EC 60747-5-3.1997 状态3依据器件封装结构的类型所规定的基准进行定位,以便获得重复机械定位。状态4带尾纤器件。用聚集方法对准器件的光学窗口以便接收辐射功率。测量装置见图10.自I已五和2)电源D或T被测器件.4. 1. 3 电路圄电路图见图11a、11b。、一
7、一-v一一-可任选固10测量装置+ 状辜的或光宇宙口状辜的固118光电晶体管图llb光电二极管4. 1. 4 测试装置的说明和要求被测器件固定在测试插座上,该测试插座安装在已校准的光学基座上(状态1、2、3或4),或安装在校准过的装置上(状态3)。光源应为下列的任何一个ga) 由校准过的标准灯组成的标准光源非单色),以及配套的稳压电源和电流表;或2b) 单色光源,包括以下两者之一一在如上述a)所述的装置上,附加个干涉滤光器或具有规定的或已知的传输峰值波长和光谱辐射带宽的任何其他系统(单色仪等)。或一-任何其他经校准的己知峰值发射波长和光谱辐射带宽的器件(例如2发光二极管或红外发射二极管)。GB
8、/T 15651.3-2003月EC60747-5-3 ,1997 关于带尾纤的光纤器件应使用b)所述的光源。4. 1. 5 注意事项一一应避免由于光的辐射引起被测器件过热,当超过200W/m时,建议安装隔热极作为快门,以便限制曝光的持续时间;一一应保证光学面的清洁度;测量之前应使光源稳定;一当标准光源作光源时,应将抑制寄生辐射的光栏置于被测器件的前面。关于带尾纤器件2应!照射器件光学窗口。4.1.6 测量程序在规定的温度条件下。将管座放置在相对光源一定距离的地方,该光源应具有规定的照度(辐照度)。将被测器件插入该管座中,并施加规定的偏置。仅对状态1的情况,器件绕机械轴旋转,在辐射的条件下读出
9、电流表上最小和最大电流值。对于状态Z,3或4的情况,在电流表上读出光辐射下的电流值。4. 1. 7 规定条件环境或管壳温度;一一一被测器件的偏置条件(d.c或脉冲h测试方法(与本标准不同的),照度或帮照度;标准光源(非单色性),或波长和光谱辐射带宽单色性)。关于带尾纤器件环境或管壳温度;一被视l器件的偏置条件;一一进入光学窗口的辐射功率,一一光源的波长和光谱辐射带宽。4.2 光电二极管的暗电流lR(D)和光电晶体管的暗电流IqoIECO ,IEBO 4.2.1 目的在规定的条件下,测量光电二极管的暗电流和光电晶体管的暗电流.4.2.2 电路图电路图见图1Za、12b、12c、12d,D D 面
10、12a光电二极管的暗电流lR(DJ画12b光电晶体管的集电极一发射极暗电流f咽。10 GB/T 1565 1. 3-23/IEC 60747-5-3 , 1997 R 圈12c光电晶体管的发射极一集电极暗电流IEco4.2.3 电路说明和要求R一一限流电阻;D一一被测器件。4.2.4 注意事项R D 回12d光电晶体蕾的发射极一基极暗电流IE回这些参数与温度有十分密切的关系,测量精度在很大程度上取决于环境温度是否稳定。完全蔽光是必要的条件,即使是普通的日照光照射在穿过玻璃绝缘子的金属连线上,也会导致错误的测量结果。在光谱灵敏度范围内,器件不应受到辐射。4.2.5 测量程序在规定的温度条件下,器
11、件应完全避光,将电压从零逐渐增加到规定值,然后测量暗电流。4.2.6 规定条件环境温度;施加的电压z测lR(m时的VR:测IcEO时的VCE;9! IEco时的VEC;测IEBO时的V田。4.3 光电晶体管的集电极一发射极饱和电压Vc阪时4.3.1 目的在规定的条件下,测量光电晶体管的集电极一发射极饱和电压。4.3.2 电路图电路图见图130口一4.3.3 电路说明和要求S一-光辐射源;图13电路图+ G 11 GB/T 15651. 3-2003/IEC 60747-5-3: 1997 G一一集电极电流发生器gD一被测器件。4.3.4 注意事项一一应避免由于光源的辐射使被测器件过热,对于超过
12、200W/m时,建议安装隔热板作为快门,以限制曝光的持续时间;应保证光学面的清洁度p一一测量前应使光源稳定。4.3.5 测量程序在规定的温度条件下。将光辐射源稳定在E,或E.的规定值,并将集电极电流调到规定值,然后测量集电极发射极饱和电压。4.3.6 规定条件一一环境温度;集电极电流;光照度或辐照度p一一标准光源(非单色性)或规定波长和光谱带宽的单色光源,一一基极开路.5 光电藕合器测试方法5.1 电流传输比(hF(ctr) 5. 1. 1 目的测量规定条件下的光电锢合器正向电流传输比的静态值。5.1.2 电路图电路图见图14.G, 1, F 被测光电桐合器件。5. 1. 3 电路说明和要求圄
13、14电路圄I,一一-输入电流;即发射二极管的正向电流IF;12 10 一A, G, GB/T 15651. 3-2003/IEC 60747-5-3 ,1997 10二一输出电流;即光电二极管的反向电流IR(H)(或1R(时)或光电晶体管的集电极电流Ic,Vo一输出电压g即光电二极管的反向电压VR或光电晶体管的集电极发射极电压VCE;A,、A,电流表aG,二一电流源;G,一-电压源。5. 1. 4 测量程序除非另有规定,测试应在标准大气条件下进行。调节电流源G使发射二极管获得规定的输入电流。调节电压源岛,使VR或VCE为规定值,用电流表A,测试输出电流1R(H)(或1.或1c。由下式计算电流传
14、输比zhvh 一-p zn 因此,对于带二极管输出的光电藕合器zhJ(.r = 由!&:F( 一一一一现一一时IF IF 对于带晶体管输出的光电藕合器=c-F I-一一G F -h 5. 1. 5 注意事项如果光电藕合器对外部辐射敏感,应标明并遵守测量中的防护措施.5. 1. 6 规定条件一-环绕温度s一输入或输出电流(d.c.或脉冲),一一一输出电压(VR或VCE), 大气条件(适用时)。5.2 输入一输出电窑(C,O)5.2.1 目的在规定条件下,测试光电绢合器输入端和输出端之间的电容。5.2.2 电路圈电路图见图15。电事童P一二被测光电桐合器。圈15电路图13 GB/T 15651.
15、3-2003/IEC 60747-5-3: 1997 5.2.3 测试程序分别将光发射引出各端和光电探测引出各端分别连接在一起。在1MHz的频率下(除非另有规定),用适当的电容表测量光发射引出各端和光电探测引出各端之间的电容值。5.2.4 注意事项应考虑到试验夹具和引线的寄生电容。5.2.5 规定条件环境温度;测试频率(如果不是1MHz时)。5.3 输入一输出隔离电阻归。)5.3.1 目的在规定的条件下,当给光电桐合器施加直流电压时,测量输入端和输出端之间的隔离电阻。5.3.2 电路固电路图见图16。F 被测光电搞合器$G 电压源.图16电路圄5.3.3 注意事项应考虑到试验夹具和引线的漏电流
16、。5.3.4 测试程序分别将光电发射引出各端和光电探测引出各端分别连接在一起。在光电发射端和光电探测端施加规定的测试电压605,按V/I计算隔离电阻。5.3.5 规定条件环境温度;测试电压;施加测试电压后的时间(如果不是60s时)。5.4 隔离试验5.4.1 目的在规定的条件下,检验器件耐隔离试验电压(V,o或VHlRM)的能力。14 GB/T 1565 1. 3-2003/IEC 60747-5-3 , 1997 5.4.2 电路图电路图见图17。F 试验下的光电藕合器$G 电压源。图17电路图5.4.3 试验程序本试验应在GB/T24211999的5.3.1规定的标准大气条件下进行。将器件
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