二极管参数的精确测量依赖测试仪器的校准精度。从基础的正向压降 VF 到微小的反向漏电流 IR，仪器的偏移或漂移都可能导致测量偏差。本文将系统介绍不同类型二极管测试仪器的校准方法，涵盖校准原理、操作流程及关键注意事项，为精准测量提供技术保障。

　　一、校准基础：核心参数与标准器

　　1.1 校准参数解析

　　二极管测试的核心校准参数包括：

　　正向电压(VF)：典型校准点为 0.2V(锗管)、0.7V(硅管)、0.3V(肖特基管)。

　　反向电流(IR)：需覆盖 nA 至 mA 级量程(如 1nA、1μA、1mA)。

　　反向击穿电压(VBR)：根据器件类型设置校准点(如 50V、1000V)。

　　1.2 标准器选型

　　校准需依赖高精度标准源，常见设备：

　　标准二极管：如 NIST 认证的参考二极管，具备可追溯的 VF 参数。

　　数字源表：如 Keithley 2400 系列，提供亚皮安级电流输出与纳伏级电压测量。

　　高压校准模块：用于 VBR 测试仪器的高电压校准(≥1000V)。

　　二、万用表类仪器校准

　　2.1 校准流程

　　基础检查：确认仪器电池电压、档位切换功能正常。

　　电流校准：使用标准电阻(如 10Ω)串联至二极管测试档，注入 1mA 电流，对比显示值与标准值偏差(允许误差 ±0.5%)。

　　电压校准：接入标准二极管(如 VF=0.7V)，调整仪器电位器使显示值与标准值一致。

　　2.2 关键校验点

　　通断蜂鸣阈值校准：设置标准导通电阻(如 50Ω)，验证报警触发准确性。

　　低量程测试验证：使用低漏电二极管(如 1N4148)检测 nA 级漏电流测量误差。

　　三、晶体管图示仪校准

　　3.1 曲线校准

　　水平轴校准：输入标准电压信号(0~100V)，调整 X 轴增益旋钮，确保扫描线与刻度对齐。

　　垂直轴校准：注入标准电流(1mA~1A)，调节 Y 轴灵敏度，使显示电流值与标准值偏差<1%。

　　3.2 阶梯电流校准

　　使用数字源表输出阶梯电流信号，验证图示仪阶梯步长精度。例如，设置 10μA / 级的阶梯，实测误差应≤±0.5μA。

　　四、半导体参数分析仪校准

　　4.1 源测量单元(SMU)校准

　　电压源校准：通过标准分压器(1000:1)将 1000V 输出降压至 1V 测量，对比标准表读数调整偏移量。

　　电流源校准：使用高精密分流电阻(如 100Ω)将 100μA 电流转换为 10mV 电压测量，修正电流输出误差。

　　4.2 高级功能校准

　　脉冲测试校准：设置 1μs 脉冲宽度，使用示波器同步监测脉冲上升沿时间，误差需<50ns。

　　C-V 测试校准：接入标准电容(100pF)，验证测量值与理论值偏差<2%。

　　五、自动测试系统(ATE)校准

　　5.1 系统级校准

　　通道一致性校准：使用多路复用器切换测试同一标准二极管，对比各通道测量值差异(允许最大偏差 ±0.3%)。

　　机械手定位校准：通过视觉系统识别探针位置，调整机械臂精度至 ±50μm。

　　5.2 长期稳定性验证

　　每日开机后运行校准程序，连续监测 24 小时测量数据，若参数漂移>1% 则启动自动补偿。

　　六、校准周期与环境要求

　　6.1 校准频率

　　6.2 环境控制

　　校准需在恒温恒湿实验室进行(温度 23±2℃，湿度 40%~60%)，避免电磁干扰(EMI)及振动影响。

　　七、校准常见问题与解决方案

　　万用表显示跳变：检查电池电量、更换输入线缆，必要时进行自校准。

　　图示仪曲线畸变：清洁探针触点，校准阶梯波发生器频率。

　　ATE 系统通道偏差：使用矩阵开关进行通道交叉校准，修正通道间串扰。

　　结语

　　二极管测试仪器的校准是确保测量结果可靠的核心环节。从基础万用表到复杂的 ATE 系统，不同仪器需结合其技术特性制定校准方案。定期校准与环境控制可有效降低测量误差，为半导体器件研发、生产质检提供精准数据支撑。随着宽禁带器件对测试精度要求的提升，仪器校准技术也将向自动化、智能化方向持续演进。