УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБРАКОВКИ ДВУХАНОДНЫХ СТАБИЛИТРОНОВ Российский патент 2012 года по МПК G01R31/26 

Изобретение относится к микроминиатюризации и технологии радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано для контроля параметров двуханодных стабилитронов при их производстве.

Известно устройство для разбраковки диодов по времени восстановления обратного сопротивления (авторское свидетельство СССР №1140064, МПК G01R 31/26, опубл. 15.02.85. Бюл. №6), содержащее генератор прямого тока, генератор импульсов обратного напряжения, клеммы для подключения испытуемого диода, резистор, три одновибратора, формирователь сдвига уровня, три D-триггера, дешифратор и четыре индикатора.

Недостатками устройства являются низкие точность и достоверность отбраковки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для отбраковки диодов, патент РФ №2046366, МПК G01R 31/26, опубл. 20.10.95. Бюл. №29), содержащее генератор экспоненциального напряжения, формирователь временного интервала, ключ, контролируемый диод, резистор нагрузки, преобразователи ток-напряжение и время-напряжение, четыре источника опорного напряжения, четыре компаратора и два элемента И (компараторы и элементы И образуют два двухпороговых компаратора).

Недостатками устройства являются низкие точность и достоверность отбраковки.

В основу изобретения поставлена задача повысить точность и достоверность отбраковки.

Данная задача решается в устройстве для отбраковки двуханодных стабилитронов, которое содержит двухпороговый компаратор, первый и второй источники опорного напряжения, выходы которых связаны соответственно с первым и вторым пороговыми входами двухпорогового компаратора, последовательно соединенные третий источник опорного напряжения и компаратор, согласно изобретению в него дополнительно введены последовательно соединенные двухполярный генератор пилообразного тока, первый блок выделения абсолютного значения напряжения, сглаживающий фильтр, дифференцирующее устройство и второй блок выделения абсолютного значения напряжения, выход которого связан со вторым входом компаратора, элемент И, первый и второй входы которого связаны соответственно с выходом двухпорогового компаратора и выходом компаратора, а выход - образует выход устройства, выход двухполярного генератора пилообразного тока подключен также к первой анодной клемме испытуемого двуханодного стабилитрона, вторая анодная клемма которого связана с землей, а выход сглаживающего фильтра подключен также к сигнальному входу двухпорогового компаратора.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - временная диаграмма работы двухполярного генератора пилообразного тока, на фиг.3 - вольт-амперная характеристика двуханодного стабилитрона, на фиг.4 - эпюры, поясняющие принцип работы устройства для отбраковки двуханодных стабилитронов: а - эпюры напряжения на двуханодном стабилитроне; б - эпюры напряжения на выходе первого блока выделения абсолютного значения напряжения; в - эпюры напряжения на выходе сглаживающего фильтра.

Устройство содержит элемент И 1, двухпороговый компаратор 2, первый источник опорного напряжения 3, двухполярный генератор пилообразного тока 4, испытуемый двуханодный стабилитрон 5, второй источник опорного напряжения 6, первый блок выделения абсолютного значения напряжения 7, компаратор 8, третий источник опорного напряжения 9, сглаживающий фильтр 10, второй блок выделения абсолютного значения напряжения 11 и дифференцирующее устройство 12.

В устройстве последовательно соединены двухполярный генератор пилообразного тока 4, первый блок выделения абсолютного значения напряжения 7, сглаживающий фильтр 10, дифференцирующее устройство 12, второй блок выделения абсолютного значения напряжения 11, компаратор 8 и элемент И 1, выход которого образует выход устройства. Выходы первого и второго источников опорного напряжения 3 и 6 связаны соответственно с первым и вторым пороговыми входами двухпорогового компаратора 2, выход которого подключен к первому входу элемента И 1. Выход третьего источника опорного напряжения 9 связан с первым входом компаратора 8. Выход двухполярного генератора пилообразного тока 4 подключен также к первой анодной клемме испытуемого двуханодного стабилитрона 5, вторая анодная клемма которого связана с землей. Выход сглаживающего фильтра 10 подключен также к сигнальному входу двухпорогового компаратора 2.

Устройство работает следующим образом. Генератор пилообразного тока 4 (на основе последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, элемента И и счетчика, а также ЦАП, источника тока, сумматора тока и усилителя тока) формирует двухполярный пилообразный сигнал, который поступает на первый анод испытуемого двуханодного стабилитрона 5. Его второй анод подключен к земле.

Первоначально генератор тока 4 формирует во времени отрицательный, начиная с заданного значения , линейно убывающий по модулю ток (фиг.2). В этом случае первый стабилитрон двуханодного стабилитрона 5 работает как стабилитрон на обратном участке, а второй - как диод на прямом участке ВАХ. При таком изменении тока, текущего через двуханодный стабилитрон 5, его рабочая точка (фиг.3) будет "двигаться" от максимального () до минимального () тока стабилизации ВАХ, образованной сложением указанных характеристик первого и второго стабилитронов. При этом на стабилитроне 5 будет поддерживаться практически постоянное (отрицательное) напряжение стабилизации (, фиг.3).

В дальнейшем уменьшение тока от до нуля приведет к срыву режима стабилизации стабилитрона 5 и уменьшению напряжения на нем до нуля (фиг.3).

Затем генератор тока 4 формирует во времени положительный, начиная с нуля, линейно возрастающий ток (фиг.2), который по достижении определенного уровня приводит к возникновению режима стабилизации стабилитрона 5. В этом случае второй стабилитрон двуханодного стабилитрона 5 работает как стабилитрон на обратном участке, а первый - как диод на прямом участке ВАХ. При таком изменении тока, текущего через двуханодный стабилитрон 5, его рабочая точка (фиг.3) будет "двигаться" от минимального () до максимального () тока стабилизации ВАХ, образованной сложением указанных характеристик первого и второго стабилитронов. При этом на стабилитроне 5 будет поддерживаться практически постоянное (положительное) напряжение стабилизации (, фиг.3). Следует отметить, что и , и , а также и у исправных двуханодных стабилитронов соответственно практически одинаковы и отличаются во втором…третьем знаке после запятой.

Таким образом, в режиме стабилизации двуханодного стабилитрона 5 на нем, в зависимости от направления входного тока, формируется положительное () или отрицательное () напряжение стабилизации (фиг.4, а). Первый блок выделения абсолютного значения напряжения 7, сохраняя численное значение, приводит его на своем выходе к одному (положительному) знаку (фиг.4, б). Для того, чтобы ток с выхода генератора 4 практически полностью поступал на двуханодный стабилитрон 5, необходимо обеспечить большое входное сопротивление первого блока выделения абсолютного значения напряжения 7.

Сглаживающий фильтр 10 устраняет скачки напряжения, вызванные срывом режима стабилизации при смене полярности выходного тока двухполярного генератора пилообразного тока 4 как при линейном, так и при скачкообразном изменении тока (фиг.4, в). Напряжение с выхода сглаживающего фильтра 10 поступает на сигнальный вход С двухпорогового компаратора 2 и вход дифференцирующего устройства 12.

В силу отличий одного двуханодного стабилитрона от другого зафиксированное напряжение стабилизации (U_ст) будет иметь некоторый разброс. Нижняя граница области допустимых значений задается выходным напряжением первого источника опорного напряжения 3, верхняя - выходным напряжением второго источника опорного напряжения 6. Эти напряжения поступают соответственно на первый П1 и второй П2 пороговые входы двухпорогового компаратора 2.

Если напряжение стабилизации лежит в заданном поле допуска, то на выходе двухпорогового компаратора 2 формируется логическая «1», в противном случае - логический «0».

Наличие логической «1» на выходе двухпорогового компаратора 2 позволяет говорить об исправности испытуемого двуханодного стабилитрона 5, а наличие логического «0» - о его дефектном состоянии по критерию нормы напряжения стабилизации.

На выходе дифференцирующего устройства 12 формируется напряжение, пропорциональное первой производной по времени выходного напряжения сглаживающего фильтра 10, которое несет информацию об изменении напряжения стабилизации (ΔU_ст) на ВАХ (фиг.4, в).

Так как при смене полярности (направления) тока генератора 4 от минуса к плюсу имеет место переход от спада к росту напряжения стабилизации (фиг.4, в), будет меняться знак первой производной по времени этого напряжения. При этом выходное напряжение дифференцирующего устройства 12 изменит свою полярность. Второй блок выделения абсолютного значения напряжения 11, сохраняя численное значение, приводит его на своем выходе к одному (положительному) знаку. Компаратор 8 сравнивает выходные напряжения второго блока выделения абсолютного значения напряжения 11 и третьего источника опорного напряжения 9. Последнее пропорционально численному значению аналогичной производной заведомо качественного двуханодного стабилитрона.

Если выходное напряжение второго блока выделения абсолютного значения напряжения 11 не превышает выходного напряжения третьего источника опорного напряжения 9, на выходе компаратора 8 формируется логическая «1», в противном случае - логический «0».

Наличие логической «1» на выходе компаратора 8 позволяет говорить об исправности испытуемого двуханодного стабилитрона 5, а наличие логического «0» - о его дефектном состоянии по критерию нормы изменения напряжения стабилизации (ΔU_ст).

Таким образом, наличие логической «1» на выходе элемента И 1 позволяет говорить об исправности испытуемого двуханодного стабилитрона 5, а наличие логического «0» - о его дефектном состоянии одновременно по двум критериям нормы напряжения стабилизации (U_ст) и нормы изменения напряжения стабилизации (ΔU_ст).

Преимуществами устройства по сравнению с прототипом являются повышенные точность и достоверность, которые достигаются путем проведения отбраковки каждого из стабилитронов, входящих в двуханодный стабилитрон, как по напряжению стабилизации, так и по его изменению.

Кроме того, устройство позволяет проводить динамическую отбраковку двуханодных стабилитронов, задавая различные скорости изменения выходного тока двухполярного генератора пилообразного тока 4.

Изобретение относится к области технологии контроля радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано для контроля параметров двуханодных стабилитронов при их производстве. Технический результат: повышение точности и достоверность отбраковки. Сущность: устройство содержит элемент И 1, двухпороговый компаратор 2, первый источник опорного напряжения 3, двухполярный генератор пилообразного тока 4, испытуемый двуханодный стабилитрон 5, второй источник опорного напряжения 6, первый блок выделения абсолютного значения напряжения 7, компаратор 8, третий источник опорного напряжения 9, сглаживающий фильтр 10, второй блок выделения абсолютного значения напряжения 11 и дифференцирующее устройство 12. 4 ил.

Устройство для отбраковки двуханодных стабилитронов, содержащее двухпороговый компаратор, первый и второй источники опорного напряжения, выходы которых связаны соответственно с первым и вторым пороговыми входами двухпорогового компаратора, последовательно соединенные третий источник опорного напряжения и компаратор, отличающееся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные двухполярный генератор пилообразного тока, первый блок выделения абсолютного значения напряжения, сглаживающий фильтр, дифференцирующее устройство и второй блок выделения абсолютного значения напряжения, выход которого связан со вторым входом компаратора, элемент И, первый и второй входы которого связаны соответственно с выходом двухпорогового компаратора и выходом компаратора, а выход образует выход устройства, выход двухполярного генератора пилообразного тока подключен также к первой анодной клемме испытуемого двуханодного стабилитрона, вторая анодная клемма которого связана с землей, а выход сглаживающего фильтра подключен также к сигнальному входу двухпорогового компаратора.