在线路两个结点之间注入一个一定幅度和频率的周期信号,可以在显示坐标上形成一条电流随电压变化的关系曲线,即称为VI曲线。
wVI曲线的形状反映出器件结点之间的电特性,例如:电阻两端的VI曲线是一条直线。下图蓝线;二极管两端的VI曲线就是其PN结非线性特性的反映。下图红线;
比较好、坏电路板上相对应结点之间的VI曲线,就可以发现故障点。VI曲线测试是发现故障器件极为实用、重要的测试手段。
3-2.VI曲线分析测试的原理图
3-3.VI曲线测试的一般要求
w有可供测试对照的好电路板或器件。
学习好电路板(好器件)结点之间的VI曲线。
比较坏电路板(坏器件)结点之间的VI曲线。
即:先学习,再比较。
3-4.没有好电路板也可以使用VI曲线
w测试比较多块坏电路板;
w测试电路板上具有对称结构的电路;
w离线时可以作为判断特殊器件好坏的重要手段;
w直接分析典型分立元件,如晶体管、光耦、电容等;
w观察数字IC的VI曲线,看其是否出现违背规律的异常曲线;
w根据结点所连器件推测VI曲线形状,从而判断是否有器件损坏。
3-5. VI曲线图例:1KΩ电阻
1KΩ电阻的VI曲线是一条倾斜的45º线,曲线上的每一个点均满足“电压/电流=1KΩ”的关系。上面左图;红黄区域电阻小于1KΩ ,蓝黄区域电阻大于1KΩ。上面右图;
3-6. VI曲线图例:3KΩ电阻和1/3KΩ电阻
3KΩ电阻VI曲线。上面左图;1/3KΩ(333.3Ω)电阻VI曲线。上面右图;
3-7. VI曲线图例:短路和开路
短路时被测电阻为零,测试点之间的电压为零,电流大小由电路测试仪的内阻所限定。上面左图;开路时测试点之间的电流为零。上面右图;
3-8. VI曲线图例:二极管和稳压二极管
二极管正向偏压时,VI曲线显现低阻特性,二极管反向偏压时,如同高阻的开路特性。上面左图;稳压反向偏压超过稳压值时,VI曲线会显现出低阻特性。上面右图。
3-9. VI曲线图例:电容和电感
电容和电感具有储能特性,可以反复地被驱动,在电压和电流之间会产生相互的流动,所以VI曲线显示圆或者椭圆的形状。在扫描频率不变的情况下,大容量电容呈现相对更大的导通特性。上面左图;小容量电容呈现相对更大的截止特性。上面右图。
3-10. VI曲线图例:数字IC管脚对地VI曲线
相同型号的数字IC芯片,由于不同制造商采用的工艺不同,得到的VI曲线形状可能会不同,与被测管脚是输入管脚还是输出管脚没有必然的关系。如以上两个图例。
3-11. VI曲线图例:线路节点关系1
线路结点之间的VI曲线是器件并联关系的反映,二极管和电阻(1KΩ)并联时,二极管截止区段的VI曲线形状会被相对更小的电阻所决定。上面右图。
3-12. VI曲线图例:线路节点关系2
二极管截止区段的VI曲线形状会被相对更小的电阻(1KΩ)、电容(1μF)所决定。如上面两图。
3-13. VI曲线图例:线路节点关系3
二极管截止区段被相对更小的电阻电容(1μF)电容所决定。上面左图;如果并联的电阻不断地增大,VI曲线形状必然会更多地被电容所决定。上面右图。
3-14. VI曲线图例:线路节点关系4
二极管导通区段因为串联了电阻(1KΩ),所以体现出了电阻特性,上面左图;二极管导通后按照电容和电阻并联的规律变化。上面右图。
3-15. VI曲线图例:线路节点关系5
二极管导通区段因为串联了电阻(1KΩ),所以体现出了电阻特性。上面左图;因为电容的存在,其它器件的VI特性曲线被掩盖了,很难判断电容后面还接有什么器件。上面右图。
3-16. VI曲线测试的信息量和效率
w在一个连续变化的电压周期下,采集512个测试点,能够完整地反映出器件端口阻抗的动态变化效果。
w以40管脚IC为例:如果任意两个管脚之间正反向各测试一次阻抗的话,需要测试 1560次。若用正达测试仪进行VI曲线测试,仅需要8秒种,而且信息量更加全面和完整,这是用传统方法测试所无法想象的。
VI 曲线测试的信息量和测试效率远远优于传统测试工具