[实用新型]一种高压大电流放大器电路

说明书

技术领域

本实用新型属于特大功率半导体器件测试系统的高速高压大电流放大器电路技术。

背景技术

功率放大器是特大功率半导体测试系统的关键部件之一。目前国内常用的半导体分立器件测试系统大都选用教科书上提供的的功率放大线路，实现的放大器输出电流能力不足，一般仅能提供低压40A以下的瞬态功率电流，并且反应速度很慢，无法满足特大功率器件测试的需要。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种高压大电流放大器电路，具有线路简洁、性能稳定、模块化、电流输出可无限制扩展、用于大功率半导体器件测试精度高、速度快等特点。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种高压大电流放大器电路，包括高压功率放大器、电流放大器、电流放大阵列、功率电源单元。其特征是电流放大阵列由任意多个电流放大宏单元组成，每个电流放大宏单元由二个电流放大子单元和一个功率电源单元构成。在电流放大阵列中，所有电流放大宏单元为并行连接，实现任意需要的电流放大能力扩展，并保持具有与高压功率放大器一致的电压输出能力；高压功率放大器、电流放大器由一个功率电源单元供电。

高压功率放大器采用一种新型集成功率放大器，同时配备了高压和过流保护电路；高压功率放大器接受来自电压信号发生器的电压信号V1，同时受电压/电流采样反馈信号的作用，实现对DUT电参数测试的精确驱动。

集成功率放大器可根据需要选择增益带宽和输出压摆率，满量程脉冲上升时间可达到100nS内。

电流放大子单元由偏置电路、输入级、放大输出级构成，其中CR1，R2，CR6作为稳压偏置电路，用于将高压大电流放大器功率管设置在亚放大工作状态；R1，Q1，R5，Q2，CR2，CR3，CR4，CR5和R3，R4构成初级放大电路；Q3，Q4，Q5，Q6，和R6，R7，R8，R9构成中间放大级；Q7-Q14和R10-R33构成输出放大级；CR15-CR18和R34构成保护电路；C1-C4用于调整该单元电路的交流特性，避免电路振荡。

在本实用新型中，我们选用新的高速功率晶体管作为放大管，经过自主创新，设计了并联式功率放大线路，并且将该线路作为单元固化为功放单元模板，每块模板的电流驱动能力达到了250A以上，而反应时间小于5个微秒。如果需要，可以将多个功放单元模板同时插入货架式结构总线插槽，以获得更大的功率驱动电流。本系统目前达到的最大功放瞬态输出功率为100KW，最大瞬态输出电流为500A。

附图说明

图1是高速高压大电流功率放大电路及功率器件通态参数测试原理框图。

图2是高压功率放大电路原理图。

图3是电流放大子单元线路原理图。

图4是电流放大子单元示意图。

图5是电流放大宏单元原理框图。

图6是阵列式大电流放大器原理框图。

图7是高速高压大电流功率放大电路原理框图。

具体实施方式

如图1所示，一种高压大电流放大器电路，包括高压功率放大器、电流放大器、电流放大阵列、功率电源单元，高压功率放大器和一级电流放大器由一个功率电源供电，电流放大阵列中的各放大单元分别由各自的功率电源供电。

如图6所示，电流放大阵列由任意多个电流放大宏单元组成，所有电流放大宏单元并行连接，实现任意需要的电流放大能力扩展，并保持具有与高压功率放大器一致的电压输出能力。每个电流放大宏单元具有250A/50V的双向输出能力，在此基础上的多单元阵列可给出250A/50V×N功率驱动信号源能力。

如图5所示，每个电流放大宏单元由二个电流放大子单元和一个功率电源构成且每二个电流放大子单元由一个功率电源供电。

如图4和图7所示，向高压功率放大器输入可编程电压信号以及反馈电压和电流信号，高压功放输出的电压信号经过电流放大器进行一级电流放大，再输出给电流放大阵列进行二级电流放大，通过电流放大阵列输出得到需要的大电流电压驱动信号，用以实现大电流情况下的功率半导体器件测试。