Устройство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов

Устройство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРКНИЯ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЬК ПРИВОРОВ, содержащее источник испытательного напряжения , подключенный своими выходами к входам блока измерения и делителя напряжения, а также к последовательной цепи из шин для подключения испытуемого прибора и измерительного шунта, и соединенный своим управляющим входм с входом ЙЕ запуска блока измерения, компаратор тока, подключенный входами к измерительному шунту и выходу блок,а задания тока, кЬмпаратор напряжения, присоединенный первым своим входом к выходу делителя напряжения, о тличающе-еся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , в него введены амплитудный детектор, блок совпадения и схема ИЛИ, а источник испытательного напряжения и делитель напряжения снабжены дополнительными выходами , подключенными срответственнб к входам блока совпадения и амплитудного детектора, выходкоторого соединен с вторым входом компаратора напряжения, подключенного своим вы (П ходом к второму входу блока совпадения , который присоединен выходом к первому входу схемы ИЛИ, соединенной вторым входом с выходом компаратора тока, а своим выходом с входом запуска блока измерения. :с сд со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) Щ) 3(Я) Ь 01 R 31 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

С . - =еж:. (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3444934/18-21 (22) 25.05.82 (46) 23.09.83. Бюл. М 35 (72) С.И.Кострицкий, A.A.Ñàôoíoí и А.В.Гармашов (71) Саранский ордена Трудового

Красного Знамени завод "Электро.выпрямитель" (53) 621.382.2 (088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

9 401940, кл. G 01 R 31/26, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 798650, кл. 0- 01 R 31/26, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ, содержащее источник испытательного напряжения, подключенный своими выходами к входам блока измерения и делителя напряжения, а также к последовательной цепи из шин для подключения испытуемого прибора и измерительного шунта, и соединенный своим управляющим вход с входом запуска блока измерения, компаратор тока, подключенный входами к измерительному шунту и выходу блока задания тока, компаратор напряжения, присоединенныи первым своим входом к выходу делителя напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воз- . можностей, в него введены амплитудный детектор, блок совпадения и схема ИЛИ, а источник испытательного напряжения и делитель напряжения снабжены дополнительными выходами, подключенными соответственно к входам блока совпадения и амплитудного детектора, выход которого соЮдинен с вторым входом компаратора Е напряжения, подключенного своим выходом к второму входу блока совпадения, который присоединен выходом к первому входу схемы ИЛИ, соединенной вторым входом с выкодом компаратора тока, а своим выходом с входом запуска блока измерения.

1043573

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля параметров различных силовых полупроводниковых приборов (СПП), в частности диодов, тиристоров, симисторов по максимально допустимому напряжению.

Известно устройство, работа которого основана на фиксации измеряемого параметра при достижении током через используемый прибор заданного зна- 10 чения под действием нарастающего испытательного напряжения, содержащий источник испытательного напряжения, соединенный своими выходами с параллельно соединенным ключом, нако-15 пительным конденсатором-и индикатором,. а через шины для подключения испытуемого прибора с входом операционного усилителя, охваченного цепью отрицательной обратной связи, выход которого присоединен к входу компаратора, подключенного к первому входу ключа непосредственно, а к второму его входу через схему задержки (1) .

Недостатком известного устройства являются как низкая точность измерения, так и недостаточная надежность защиты от разрушения испытуемых приборов, обусловленные тем, что СПП даже одного типа имеют значительный разброс по максимальному току в состоянии низкой проводимости (1ца„ ),Поэтому, при одном и том же значении заданного тока уставки 1 С через испытуемые приборы могут протекать токи величиной,как меньше, так35 и больше ? к . ПРи I макс (,„-иэмеРЯе мый параметр испытуемых приборов занижается, в противоположном случае иэ-эа локально выделяющейся мощности при переключении (переход испытуемого40 прибора по вольт-амперной характеристике (BAX) в область отрицательного значения дифференциального сопротивления) приборы разрушаются, причем высоковольтные управляемые СПП могут 45 разрушаться даже в проводящем направлении, что и наблюдается на практике. Защиту испытуемых приборов от раз рушения можно повысить путем уменьшения значения f„,iно в этом случае еще больше заннжается точность измерения параметра на приборах, имеющих макс 1 ст °

Наиьолее близким к изобретению техническим решением является устройство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов, содержащее источник испытательного напряжения, подключенный своими выходами к входам блока измерения и делителя напряжения, а также 60 к последовательной цепи из шин для подключения испытуемого .прибора и измерительного шунта, и соединенный своим управляющим входом с входом запуска блока измерения, компаратор 65 тока, -подключенный входами к измери. тельному шунту и выходу блока задания тока, компаратор,напряжения, присоединенный первым своим входом к выходу делителя напряжения (2) .

В этом устройстве измеряемый параметр фиксируется при достижении током через испытуемый прибор под действием монотонно нарастающего испытательного напряжения значения, при котором дифференциальное со-. противление прибора резко уменьшается. Момент резкого уменьшения дифференциального сопротивления прибора определяется в результате сравнения монотонно возрастающего сигнала с шунта и дискретно возрастающего сигнала с блока задания тока. При резком уменьшении дифференциального сопротивления ток через испытуемый прибор резко возрастает и сигнал с шунта становится равным сигналу с блока задания тока, в результате чего компаратор тока срабатывает и включает блок измерения, который фиксирует значение напряжения на испытуе,мом приборе, принимающееся за максимально допустимое.

Данное устройство позволяет произвести иэмевение максимально допус-, тимого напряжения беэ разрушения испытуеьых приборов и с высокой точностью но только на тех приборах, которые переключаются по ВАХ с малого положительного значения дифференциального сопротивления, т.е. на приборах, имеющих лавинную BAX. В этом случае можно задаваться достаточно большими приращениями дискретно возрастающего сигнала с блока задания тока при соответствующих приращениях испытательного напряжения и это не приводит к переключению приборов при измерении и, как следствие, к их разрушению, а измеряемый параметр регистрируется при лавинном нарастании тока, что свидетельствует о его достоверной величине.

В случае измерения максимально ,цопустимого напряжения на приборах, переключающихся с большого положительного значения дифференциального сопротивления нри определенных приращениях дискретно возрастающего сигнала с блока задания тока и co" ответствующих приращениях испытательного напряжения, измерительный блок включается как в области BAX испытуемых приборов с положительным значением дифференциального сопротивления, так и в области ВАХ с отрица-, тельным значением дифференциального сопротивления. В первом случае измеряемый параметр эанижается, а во втором иэ-эа локально выделякщейся мощности при переключении приборы разрушаются. Защиту испытуемас приборов от разрушения можно повысить

104З57З путем уменьшения приращений дискретно возрастающего сигнала с блока задания тока как нри неизменных соответствующих им, приращениях испытательного напряжения, так и при од- новременном уменьшении их значений. 5

Однако это приводит к еще большему занижению измеряемого параметра, потому что в первом случае измерительный блок включается при еще большем положительном значении диф- 10 ференциального сопротивления испытуемых приборов, а во втором случае измерительный блок может включаться как на начальном загибе ВАХ, где ток нарастает до уровня начальной "ступеньки" тока через прибор, так и иа остальной части ВАХ, за счет имеющихся "ступенек" тока при возникновении микроплазм в структуре испы туемого прибора. Укаэанные недостатки ограничивают функциональные возможности известного устройства и область его применения.

Целью изобретения является расши- рение функциональных воэможностей устроиства. .25

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов, содержащее источник испытательного на- 30 пряжения, подключенный своими выхо,дами к входам блока измерения и делителя напряжения, а также к последовательной цепи иэ шин для подключения испытуемого прибора и измери- 35 тельного шунта, и соединенный своим управляющим входом с входом запуска блока измерения, компаратор тока, . подключенный входами к измерительному шуиту и выходу блока задания 40 тока, компаратор напряжения, присоединенный первым своим входом к выходу делителя напряжения, введены амплитудный детектор, блок совпадения и схема ИЛИ, а источник испытательного 45 напряжения и делитель напряжения снабжены дополнительными выходами, подключенными соответственно к входам блока совпадения и амплитудного детектора, выход которого соединен с вторым входом компаратора напряжения, подключенного своим выходом к второму входу блока совпадения, который присоединен выходом к второму входу схемы ИЛИ, соединенной вторым входом с выходом компаратора тока, а своим выходом с входом запуска блока измерения.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 ф) испытательного напряжения, подключенный к последовательной цепи иэ шин 2 и 3 для подключения испытуемого прибора 4 и измерительного шунта 5, блок 6 задания тока, блок

7 измерения, компаратор 8 тока, сое диненный с измерительным шунтом одним из своих входов и блоком задания тока — другим входом, двухпре.дельный делитель напряжения 9, подключенный параллельно выходам источника испытательного напряжения, амплитудный детектор 10, компаратор 11

-напряжения, один вход которого соединен с первым выходом делителя напряжения, второй — через амплитудный детектор соединен с вторым дополнительным выходом делителя напряжения с большим коэффициентом деления, блок 12 совпадения и схему ИЛИ

13, причем один вход блока совпадения подключен к дополнительному выходу источника испытательного напряжения, второй — к выходу компаратора напряжения, выходы блока совпадения и компаратора тока связаны со входами. схемы ИЛИ, а выход— с входами источника испытательного напряжения и измерительного блока.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу "Пуск" с источника 1 напряжение подается на испытуемый прибор 4 и двухпредельный делитель напря>кения 9. Напряжение с первого выхода делителя поступает на один вход компаратора 11, а напряжение с второго выхода делителя с большим коэффициентом деления поступает через амплитудный детектор 10 на второй вход этого же компаратора.

Одновременно на вход блока 12 совпадения поступает -сигнал с дополнительного выхода источника 1, присутствующий только во время нарастания испытательного импульса напряжения. В это же время- компаратором 8 сигнал с шунта сравнивается с сигналом блока 6 задания тока.

По мере роста. испытательногО напряжения увеличивается и ток в ,цепи испытуемого прибора.

Если приращения сигнала с блока 6

;задания тока при соответствующих приращениях испытательного напряжения таковы, что сигнал с шунта становится равным сигналу с блока 6 до переключения испытуемого прибора, что может быть, например, при измерении-максимально допустимого напряжения СПП с лавинной ВАХ, компаратор 8 тока выдает сигнал по первому входу схемы ИЛИ 13 на отключение источника 1 и на включение блока 7.

Если же испытуемый прибор начинает переключаться, а сигнал с шунта не становится равным сигналу с блока 6, напряжение на испытуемом приборе начинает понижаться и, соответственно, начинает понижаться напряжение на первом входе компаратора 11 напряжения. На втором входе компаратора 11 напряжение остается неизменным и рав1043573

Составитель l0.Брызгалов

Редактор Н.Диуган Техред И.Гайду Корректор A,1(эятко

Заказ 7332/48 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ным напряжению, снимаемому с второго выхода делителя напряжения в момент времени, предшествующий началу era снижения на испытуемом приборе. При установлении равенства напряжений на входах компаратора 11 последний срабатывает и его выходной сигнал через блок 12 совпадения и второй вход схемы ИЛИ 13 отключает источник

1 и включает блок 7.

Блок 7 измерения фиксирует максимальную величину напряжения на испытуембм приборе перед отключением источника 1.

Для уменьшения локально выделяющейся мащности в полупроводниковой 15 структуре испытуемого прибора при его переключении время от начала снижения напряжения до момента отключения источника испытательного напряжения уменьшают, за счет уменьшения разницы в коэфФициентах деления напряжения на выходах делителя.

Изобретение позволяет произвести измерение максимально допустимого напряжения СПП, способных переключаться при возрастании напряжения как с малого, так и с большого положительного значения дифференциального сопротивления, что расширяет функциональные возможности устройства, обеспечивая защиту от разрушения испытуемых приборов, осуществляемую путем снятия испытательного напряжения в момент их переключения.