Устройство для измерения напряжения р-п переходов в импульсном режиме

Устройство для измерения напряжения р-п переходов в импульсном режиме

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

«,0 5545l2

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалмстимескмх

Республнк .— (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.06.75 (21) 2149803/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04,77. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 2б.04.77 (51) М. Кл.2 С 01Ж 31/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.382(088,8) (72) Авторы изобретения

В. М. Иванов и И. В. Куликов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРОБОЯ р-и-ПЕРЕХОДОВ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ

Изобретение относится к области измерения параметров, прогнозирующих надежность полупроводниковых изделий электронной техники при неразрушающих испытаниях.

Одним из важнейших параметров, характеризующих надежность полупроводниковых приборов к воздействию на них высоковольтных переходных электрических процессов, является напряжение вторичного пробоя.

Вторичный пробой р-и-перехода начинается на местах перегрева, вероятность образования которых в сильной степени зависит от мгновенной температуры р-и-перехода полупроводникового прибора при воздействии,на него высоковольтного импульса напряжения.

Известные устройства для измерения напряжения вторичного пробоя содержат импульсный генератор, который вырабатывает испытующие импульсы, поступающие на испытуемый прибор, блок питания для установки режима испытуемого прибора по постоянному току, осциллограф для наблюдения формы импульсов тока и напряжения на р-и-переходе.

К недостаткам известных устройств следует отнести совмещение в одних цепях функций измерения напряжения вторичного пробоя и индикации начала вторичного пробоя. Это приводит к снижению точности измерений, так как на фоне больших амплитуд испытующих импульсов тока или напряжения необходимо различать малые величины скола, которые сравнимы с разрешающей способностью осциллографа по амплитуде. Появление зна5 чительного скола возможно при превышении амплитуды испытующих импульсов над напряжением вторичного пробоя, что приводит в некоторых случаях к необратимому пробою р-и-перехода испытуемого прибора.

10 Известно также устройство для измерения напряжения пробоя р-и-перехода в квазистатическом режиме, содержащее источник постоянного напряжения, подключенный параллельно испытуемому р-п-переходу, генера15 тор испытующих импульсов, вырабатывающий линейно изменяющееся напряжение, соединенный последовательно с испытуемым р-и-переходом, индикатором начала пробоя, усилителем и пороговым устройством, измеритель

20 импульсного тока и напряжения р-п-перехода.

В известном устройстве на медленно изменяющееся пилообразное напряжение накладывается высокочастотное напряжение от дополнительного генератора.

Индикатор начала пробоя на фильтре выделяет нулевой сдвиг фаз тока и напряжение на переходе в момент пробоя, когда сопротивление р-и-перехода носит чисто активный ха30 рактер.

554512

К недостатку известного устройства следует отнести невозможность измерений напряжения пробоя при коротких импульсах 1 мкс —: —:100 нс, так как при этом р-и-переход генерирует широкий спектр частот, его дифференциальное сопротивление становится не активным, а отрицательным. Спектр шума в момент пробоя попадает в полосу фильтра ВЧ и является помехой при определении нулевой фазы.

Для повышения точности измерений в предлагаемом устройстве индикатор начала пробоя состоит из резонатора, связанного индуктивными петлями с испытуемым переходом и усилителем. Собственная частота резонатора выбрана выше верхней граничной частоты спектра шума испытующих импульсов и ниже верхней граничной частоты спектра шума р-и-перехода при вторичном пробое.

Работа индикатора основана на том, что ток перехода в предпробойном состоянии становится нестабильным и имеет высокий уровень шумов, спектр которых значительно шире спектра импульса, вызвавшего этот пробой.

На фиг. 1 приведена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 — качественные спектры испытующих импульсов (А) р-и-перехода при вторичном пробое (В), частотная характеристика датчика-резонатора тракта индикации начала вторичного пробоя (С).

Схема устройства состоит из генератора 1 испытующих импульсов с регулируемой выходной амплитудой импульсов по известному закону во времени и измерительных цепей, Выход генератора соединен с р-и-переходом испытуемого прибора 2 и с измерителем 3 импульсов тока и напряжения р-п-перехода.

Индикатор (резонатор) 4 начала вторичного пробоя связан индуктивными петлями с испытуемым прибором 2 и с усилителем 5. Вход порогового устройства 6 подключен к выходу усилителя, а выход к генератору 1. Устройство включает также блок питания 7.

Работа описываемого устройства про|исходит следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает испытующие импульсы, амплитуда которых во времени меняется по линейному закону. Эти импульсы поступают на р-и-переход прибора 2. В момент, 10 когда амплитуда испытуемых импульсов достигает пробивного значения по вторичному пробою p-n-перехода, индуктивная петля, связанная с испытуемым прибором 2, возбуждает резонатор 4. Сигнал с резонатора усиливает15 ся усилителем 5 и после детектирования запускает пороговое устройство 6 (например, триггер). При появлении на входе генератора

1 сигнала с порогового устройства 6 подача испытуемых импульсов на р-и-переход пре20 кращается, а их максимальная величина ф|иксируется на измерителе 3.

Формула изобретения

Устройство для измерения напряжения пробоя р-и-переходов в импульсном режиме, содержащее источник постоянного напряжения, 30 подключенный параллельно испытуемому р-п-переходу, генератор испытующих импульсов, соединенный последовательно с испытуемым р-п-переходом, индикатором начала пробоя, усилителем и пороговым устройством, из35 меритель импульсного тока и напряжения р-п-перехода, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, индикатор начала пробоя состоит из резонатора, связанного индуктивными петлями с испыту40 емым р-и-переходом и усилителем.

554512

<Риа 7

Фиг. 2

Составитель В. Немцев

Техред М. Семенов

1(орректор A. Сеыаова

Редактор И. Шубина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 785/16 Изд. № 355 Тираж 1106 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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