Измеритель емкости полупроводниковых приборов

Измеритель емкости полупроводниковых приборов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

союз Советеких

Социалистических

Реслублик п1) 5I 2440 и Аотбескбму свидетельств (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.06.74 (21) 2034623/26-25 (51) М Кч 6 01R 31/26 с присоединением заявки %в

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытии (23) Приоритст—

Опубликовано 30.04.76. Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 12.01.77 (53) УДК 621.382 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Кукин, А. И. Мартяшии, А. Е. Морозов, П. П. Чураков, В. П. Шевченко и В. М. Шляидии

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЪ ЕМКОСТИ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПPИБОРОВ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения емкости р — n-переходов различных полупроводниковых приборов.

В известных устройствах для измерения емкости р — п-переходов, использующих метод емкостно-омического делителя, один вывод полупроводникового прибора, емкость p — n-перехода которого измеряется, соединен: через первый резистор с выходом генератора высокой частоты, через второй — с выводами источника опорного напряжения постоянного тока, вольтметра постоянного тока и фильтрующего конденсатора, с опорным конденсатором — непосредственно. Второй вывод полупроводникового прибора соединен с одним входом переключателя, второй вход которого подключен к опорному конденсатору, а выход — к опорному резистору и входу электронного сслективного вольтметра.

Цель изобрстсния — повышение точности измерений.

Это достигается тем, что в устройство введены операционный усилитель, фильтр высокой частоты, аналоговые запоминающие устройства, операционный усилитель-ограничитель, интегратор, формирователь временных интервалов, схему совпадения, счетчик. Клеммы для подключеиия испытываемого прибо2 ра вклочеиы в цепь обратной связи операционного усилителя, вход которого соединен через резистор с источником напряжения смещения и через конденсатор с выходом дифференциального усилителя-ограничителя, входом интегратора и управляющим входом переключателя, а выход — с входом фильтра высокой частоты. К выходу фильтра подключены входы аналоговых запоминающих устройств, вы(0 ходы KQToptIx соединены с входами переключателя, а выход переключателя — к первому входу диффереициальиого усилителя-ограничителя, второй вход которого связан с выходом интегратора. Один вход схемы совпадс15 ния соединен с формирователем временных интервалов, второй вход — с входом интегратора, а выход — co счетчиком.

На чертеже представлена схема предлагаемого измерителя полупроводниковых прибо20 p - > H.

Полупроводниковый прибор 1 включен в цспь параллельной отрицательной обратной связи операционного усилителя 2, вход которого через резистор R соединен с выходом источиика 3 опорного напряжения постоянного тока. Выход диффсрепциального усилителяограничителя 4 подключен к одному своему входу через интегратор 5 и к входу операционного усилителя 2 через опорный коидеисаао тор 6, выход операционного усилителя через

512440

1=

4со и

/

U, —, E = о < lxoop

3 фильтр 7 высокой частоты — к входам двух аналоговых запоминающих устройств 8 и 9.

Выходы запоминающих устройств через переключатель 10 подсоединены к второму входу дифференциального усилителя-ограничителя 4, выход последнего — к управляющему входу переключателя 10. Формирователь 11 опорного интервала времени соединен с одним входом схемы 12 совпадения, второй ее вход— с выходом дифференциального усилителя-ограничителя 4, а выход — с входом счетчика 13.

Перед начало.4 измерения íà p — n-переход полупроводникового прибора 1, включенного в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 2, подается через резистор

RI напряжение смещения от источника 3 опорного напряжения постоянного тока. Этим смещением задается режим работы исследуемого р — и-перехода по постоянному току. Эквивалентная схема р — n-перехода полупроводникового прибора в случае подачи на него запирающего напряжения может быть представлена параллельным соединением резистора со значением сопротивления, равным обратному сопротивлению р — n-персхода, и конденсатора С со значением емкости, равпым полной емкости р — n-пере ода.

В установившемся режиме с выхода дифференциального усилителя-ограничителя 4 снимается напряжение UI = +- Е„которое поступает на вход интегратора 5 и через опорный конденсатор 6 на вход операционного усилителя 2. Напряжение на выходе операциош|ого усилителя 2 изменяется во времени по закону

/ >2 — + Eî Г R Oop р, " с где U, — значение напряжения на выходе источника 3 опорного напря>кения постоянного тока;

Р оор — значение сопротивления р — n-персхода;

С вЂ” значение измеряемой емкости р — n-перехода;

С, — значение емкости опорного конденсатора 6.

1-1апряжение с выхода операционного усилителя 2 поступает на вход фильтра 7 высокой частоты, с выхода которого снимается напряжение

Это напряжение подастся па входы апа 10гoBblY запоминающих устройств 8 и 9.

На выходе запоминающего устройства 8 образуется напряжение U,« = — — E„, а па

С выходе запоминающего устройства 9 — папряСо жение Uq = + =Е, . Эти папря>кешгя постуС

4 пают на аналоговые входы переключателя 10, управляемого импульсами с выхода дифференциального усилителя-ограничителя 4.

С выхода переключателя 10 снимается»а5 пряжение U6 —— + — Е „, Со с

Это напряжение поступает на один вход дифференциального усилителя-ограничителя 4, на другой вход которого с выхода интегратора 5 проходит напряжение

U7 =++ Е,- -Е, — Со ти где ти — постоянная времени интегратора 5.

Уравнение для вывода формулы частоты колебаний можно записать, приравняв напряжение на входах дифференциального усилителя-ограничителя 4.

Частота генерируемых на выходе дифференциального усилителя-ограничителя прямоугольных импульсов определяется выражением

Формирователь 11 опорного интервала времени формирует опорный интервал времени То, на время которого открывается схема 12 совпадения и в счетчике 13 фиксируется число

Arf T — о ст

4соти

Это число однозначно определяется значением измеряемой емкости С р — n-перехода.

Описываемое устройство может быть использовано для измерения емкостей конденсаторов с большими значениями тангенса угла потерь.

Формула изобретен ия

1Лзмеритсль смкости полупровод приборов, содержащий источник напряжения

45 смещения, резистор, включенный последовательно с испытываемым прибором, переключатель и конденсатор, отличаюцийся тем, что, с целью повышения точности измерений, содержит операционный усилитель, фильтр вы50 сокой частоты, аналоговые запоминающие устройства, дифференциальный усилитель-ограничитель, интегратор, формирователь временных интервалов, схему совпадения, счет IlIl(, ПРИЧЕМ КЛЕММЫ ДЛЯ ПОДКЛЮЧСНИЯ ИСПЫ55 тываемого прибора включены в цепь обратной связи операционного усилителя, вход которого соединен через резистор с источником напряжения смещения и через конденсатор с выходом дифференциального усилителя-огра60 пичителя, входом интегратора и управляющим входом переключателя, а выход соединен с входом фильтра высокой частоты, к выходу которого подключены входы аналоговых запоминающих устройств, выходы которых со55 едипепы с входами переключателя, выход кото512440

Составитель В. Немцев

Техред А. Камышникова

Корректор 3. Тарасова

Редактор И. Грузова

Заказ № 5191 Изд. № 1314 Тираж )029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал рого соединен с первым входом дифференциального усилителя-ограничителя, второй вход которого соединен с выходом интегратора, при этом один вход схемы совпадения соеди6 нен с формирователем временных интервалов, второй вход соединен с входом интегратора, а выход — со счетчиком.