ICT基本测试原理

1.电阻测试原理

2.电容/电感测试原理

3.二极体及IC保护二极体测试原理

4.齐纳二极体测试原理

5.电晶体(三极管)测试原理

6.光藕合元件测试原理

7.电容极性测试原理

1.1 电阻测试原理

1.1.1 固定电流源(Constant Current)模式(MODE 0)

对于不同的电阻值,ICT本身会自动限制一个适当的固定电流源做为测试的讯号源使用,如此才不会因使用都的选择不当,因而产生过高的电压而烧坏被测试元件,故其测试方式为:提供一个适当的固定电流源I,流经被测电阻R,再于被测电阻R两端,测量出Vr,由于Vr及I已知,利用Vr=IR公式,即可得知被测电阻R值,如附图一.

RANGE CURRENT

1欧姆--299.99欧姆5mA

300欧姆-- 2.99K欧姆500uA

3K欧姆--29.99K欧姆50uA

30K欧姆--299.99K欧姆5uA

300K欧姆-- 2.99M欧姆0.5uA

3M欧姆--40M欧姆0.1uA

Vr=IR R Vr

1.1 电阻测试原理

1.1.2 低固定电流源(Low Constant Current)模式(MODE 1)

该测试方法和上述固定电流源模式一样,只是在被测电阻于电路上并联(Parallel)着二极体(Diode)或是IC保护二极体(IC Clamping Diode)时,对于该电阻两端测量电压值若超过0.5V至0.7V左右时,因为二极体导电的关系,该电阻两端电压将被维持在0.5V至0.7V 左右,固无法量测出真正的Vr值,为了解决此问题,只要将原先的电流源降低一级即可.如附图二.

RANGE CURRENT

1欧姆--299.99欧姆500uA

300欧姆-- 2.99K欧姆50uA

3K欧姆--29.99K欧姆5uA

30K欧姆--299.99K欧姆0.5uA

300K欧姆-- 2.99M欧姆0.1uA

Vr=IR R Vr

1.1 电阻测试原理

1.1.3 交流相位(AC Phase)测试模式(MODE 3 、MODE 4 、MODE 5)

由于电路设计关系,被测试电阻,将会并联着电感等元件,对于此电阻值测量,若使用固定电流源方式测试,电阻值将会偏低而无法测量出真正的电阻值,故使用AC 电压源,利用相位角度的领先,及落后方式而得知被测电阻值.故其测试方式为:提供一个适当频率的AC 电压源V,同时在被测电阻两端测量出Iz,由于V=Iz*Zrl,因为V 及Iz 已知,故可得知Zrl,又因为R=Zrl*cos θ,而Zrl 及cos θ已知,故即可得知被测电阻R 值.如附图三.

SIGNAL RANGE(L) RANGE(R)

1KHz 600uH --60H 5欧姆--300欧姆

10KHz 60uH --600mH 5欧姆--40K 欧姆

100KHz 6uH --6mH 5欧姆--4K 欧姆V = Iz*Zrl

R = Zrl*cos θ

(图三: 交流相位测试方法)

1.1 电阻测试原理

1.1.4 快速(High-Speed)测试模式(MODE 2)

假如被测电阻并联一颗0.3uF 以上的电容时,若使用上述固定电流源测试时,需要花

费很长的时间,让电容充饱电荷,再去测量出Vr 值,而得知R 值,如此测试方法将增加ICT 测试时间,为解决此问题,可以将固定DC 电流源改为0.2V DC 固定电压源,直接接于被测电阻两端,如此电容将会在短暂时间内使其Ic=0,故电路上所有电流将流经电阻R.其测量方式为:提供一个0.2V DC 电压源,当Ic=0时,再测试流经电阻两端的Ir,因为V=IrR,而V 及Ir 已知,即可得知电阻R 值.如附图四.

SIGNAL RANGE(L) RANGE(R)

1KHz 600uH --60H 5欧姆--300欧姆

10KHz 60uH --600mH 5欧姆--40K 欧姆

100KHz 6uH --6mH 5欧姆--4K 欧姆V = Ir*R

(图四: 交流相位测试方法)

0.2V

2 电容/电感测试原理

2.1 固定AC电压源(Constant AC Voltage)测试模式(MODE 0 、MODE 1、MODE 2、MODE )

对于不同阻抗的电容或电感,ICT本身会自动选择一个适当频率(frequency)的AC电压源,作为测试使用,其频率计有:1KHz , 10KHz , 100KHz , 1MHz ,对于极小阻抗值的电容或电感将需要较高频率的AC电压源,再测量被测元件两端的电压源,由于V=Ic*Zc或V=Il*Zl,而V及Ic或Il已知,故得知Zc=1/2π*f*C或Zl=2πfL,又因f已知,故即可得知电容C或电感L值.如附图五.

DEBUG SIGNAL CAPACITOR INDUCTOR

MODE SOURCE RANGE RANGE

0 1KHz400pF --30uF 6mH--60H

1 10KHz40pF --4uF 600mH以下

2 100KHz1pF --40nF 6mH以下

3 1MHz1pF --300pF 1uH --60uH

V = Ic*Zc = 1/2*π*f*C*I

V = Il*Zl = 1/2 *π*f*L*I

2 电容/电感测试原理

2.2 AC相位(AC Phase)测试模式(MODE 5 、MODE 6、MODE 7 )

对于电容或电感的测试,若并联电阻时,则利用相位角度的领先及落后方式来测量出阻抗值,故其测量方式为:提供一个适当频率的AC电压源并在被测元件两端测量出Iz,由于V=Iz*Zrc或V=Iz*Zrl,而V及Iz已知,故可得知Zrc或Zrl值,又因Zc=Zrc*sinθ或

Zl=Zrl*sinθ而Zrc及sin θ或Zrl及sin θ已知,故可得知Zc或Zl,又因为Zc= 1/2*π

*f*C或Zl= 1/2*π*f*L,而Zc及f或Zl及f已知,故即可得知电容C值或电感L值.如附图六.

DEBUG SIGNAL CAPACITOR INDUCTOR

MODE SOURCE RANGE RANGE

5 1KHz400pF --30uF 6mH--60H

6 10KHz40pF --4uF 600mH以下

7 100KHz1pF --40nF 6mH以下

V = Iz*Zrc ; V = Iz*Zrl;

Zc = Zrc*sin θ; Zc = 1/2*π*f*C ;

Zc = Zrc*sin θ;Zl = 2 *π*f*L ;

(图六: AC相位测试方法)

2 电容测试原理

2.3 DC 固定电流(DC Constant Current)模式(MODE 4)

对于3uF 以上电容值的电容,若使用上述AC 电压源模式测试时,将需要较低频率来测试,而增加ICT 测试时间,故可利用电容充电曲线的斜率方式得知电容值,故其测试方式为:提供一个固定的DC 电流源,并在T1时间测量电容两端的V1值及T2时间测量电容两端的V2值,由于Slope=(V2-V1)/(T2-T1)=△V/△T,而V1、V2及T1、T2已知,故得知Slope,又因Slope*C=Constant,Slope 及Constant 已知,故即可得电容C 值,如附图七.Slope = (V2-V1)/(T2-T1) = △V/△T

Vc C

I T1 T2V2

3. 二极体(Diode)及IC保护二极体原理

ICT(In-Circuit Tester)对于IC元件的测试方式有三种(1)IC保护二极体(IC Clamping Diode)测试(2)IC Pattern测试(3)IC Boundary Scan测试,其中以IC保护二极体方式最简单,其方式和一般Diode测试一样,它可以测量出IC的短路、开路、IC反插及IC保护二极体不良等问题,故其测量方式为:提供一个3mA或30mA的固定电流及0V –10V可程式电压源(Programmable Voltage)直接加在二极体两端,并输入该二极体正向导通所需电压来测试即可.如附图八.

V D

CL : Current Limit

Signal Source

?3mA/30mA Constant(MODE 0 、MODE 1 、MODE 2)

?0 –10V Programmable Voltage

(图八: 二极体及IC保护二极体测试原理)

4. 齐纳二极体(Zener Diode)测试原理

齐纳二极体的测试和二极体测试一样,其差异性只是在测试电压源不同,其电压源为0V –10V及0V –40V可程式电压源两种.如附图九.

V ZD

CL : Current Limit

Signal Source(MODE 0 、MODE 1 )

?3mA/30mA Constant Current

0 --10V Programmable Voltage

?4mA/30mA Constant Current

0 –40V Programmable Voltage

(图九: 齐纳二极体测试原理)

5. 电晶体(Transistor)测试原理

对于电晶体测试需要三步骤(Step)测试,其中(1)B-E 脚(2)B-C 脚测试是使用二极体测试方式(3)E-C 脚使用Vcc 的饱和电压值及截止电压值的不同,来测试电晶体是否反插.电晶体反插测试方法为:在电晶体的B-E 脚及E-C 脚两端各提供一个可程式电压源,并测量出电晶体E-C 脚正向饱和电压值为Vce=0.2V 左右,若该电晶体反插时,则Vce 电压将会变成截止电压,并大于0.2V,如此即可测出电晶体反插的错误.如附图十.

Signal Source(MODE 3 、MODE 4 )

?3mA/30mA Constant Current

0 --10V Programmable Voltage

(图十: 电晶体测试原理)

V CL : Current Limit

CL C E

6. 光藕合元件(Photo -coupler)测试原理

测量光藕合元件是在第1 、2脚及第3 、4脚各提供一个DC 可程式电压源,并于第3 、4脚测量其电压是否为正向饱和电压值,如此即可检测出该元件是否反插错误及不良故障等问题.如附图十一.

Signal Source(MODE 0 、MODE 1 )

?3mA/30mA Constant Current

0 --10V Programmable Voltage

?4mA/30mA Constant Current

0 –40V Programmable Voltage

(图九: 光电藕合元件测试原理)

V CL : Current Limit

CL V

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7. 电容极性(Capacitor Polarization)测试原理

电容极性的测试若使用电容值测试方式,将无法测试出来,因为电容于正反插时,其电容值都非常接近,但若使用测量电容的漏电流(Leakage Current)方式,则可以测量出来,因为正向的电容漏电流小于反向的电容漏电流.然而因为电路效应关系,例如:电容并联IC 或电感等元件时,将会使得两者的漏电流值差异不大,而无法测试,故一般电容极性使用漏电流测试方式,其可测率约45 –55%左右,故其测量方式为:提供一个DC 可程式电压源,连接于电容两端,再去测量其正向漏电流值即可.如附图十二.

Signal Source(MODE 5 、MODE 6 )

?3mA/30mA Constant Current

0 --10V Programmable Voltage

?4mA/30mA Constant Current

0 –40V Programmable Voltage

V Ic

M : Current Meter