Устройство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов Советский патент 1983 года по МПК G01R31/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля пара метров различных силовых полупроводниковых приборов (СПП), в частности диодов, тиристоров, симисторов по максимально допустимому напряжению. Известно устройство, работа которого основана на фиксации измеряемог параметра при достижении током через используемый прибор заданного значений под действием нарастакщегр испытательного напряжения, содержащий источник испытательного напряжения, соединенный своими выходами с параллельно соединенным ключом, нако пительньм конденсатором-и индикатором, а через шины для подключения испытуемого прибора с входом операционного усилителя, охваченного цепь отрицательной обратной связи, выход которого присоединен к входу компара тора, подключенного к первсялу входу ключа непосредственно, а к второму его входу через схему задержки И. Недостатком известного устройства являются как низкая точность измерения, так и недостаточная на,дежность защиты от разрушения испытуе№iix приборов, обусловленные тем, что СПП даже одного типа имеют значительный разброс по максимальному току в состоянии низкой проводимости (Iтакс).Поэтому, при одном и том же значении заданного тока уставки через испытуемые приборы могут протекать токи величиной,как меньше, та и больше .При 1макс7 ((,,-измеряе мый параметр испытуемых приборов занижается, в противоположном случае из-за локально выделяющейся мощности при переключении (переход испытуемог прибора по вольт-амперной характерис тике (ВАХ) в область отрицательного значения дифференциального сопротивления) приборы разрушаются, причем высоковольтные управляемые СПП могут разрушаться даже в проводящем направ лении, что и наблюдается на практике. Защиту испытуемых приборов от разрушения можно повысить путём уменьшения значения v. этом случае еще больше занижаетсяточность измерения параметра на приборах, имеющих макс Чст Наиболее близким к изобретению техническим решением является устрой ство для измерения максимально допус тимого напряжения полупроводниковых приборов, содержащее источник испь1та тельного напряжения, подключенный своими выходами к входам блока измерения и делителя напряжения, а также к последовательной цепи из шин для подключения испытуемого прибора иизмерительного шунта, и соединенный своим управляющим входом с входом запуска блока измерения, компаратор 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 сопротивление прибора резко уменьшается. Момент резкого уменьшения дифференциального сопротивления прибора определяется в результате сравнения монртонно возрастающего сигнала с шунта и дискретно возрастающего сигнала с блока задания тока. При резком уменьшении дифференциальнбго сопротивления ток через испытуемый прибор резко возрастает и СИГНЕШ с шунта становится равным сигналу с блока задания тока, в результате чего компаратор тока срабатывает и вк.лючает блок измерения, который фиксирует значение напряжения на испытуе,мом приборе, принимающееся за максимально допустимое. Данное устройство позволяет произвести измеоение максимально допус-, тимого напряжения без разрушения испытуемых приборов и с высокой точностью но только на тех приборах, которые переключаются по ВАХ с малого положительного значения дифференциального сопротивления, т.е. на цриборах, имеющих лавинную ВАХ. 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. Б случае измерения максимально допустимого напряжения на приборах, переключающихся с большого положительного значения дифференциального сопротивления при определенных приращениях дискретно возрастающего сигнала с блока задания тока и соответствующих приращениях испытательного напряжения, измерительный блок включается как в области ВАХ испытуе1Д 1Х приборов с положительным значением дифференциального сопротивления, так и в области ВАХ с отрица-; тельньм значением дифференциального сопротивления. В первом случае измеряемой параметр занижается, а во втором из-за локально выделяквдейся мощности при переключении приборы разрушсиотся. Защиту испытуе1«вых приборов от разрушения можно повысить путем уменьшения приращений дискрет но возрастающего сигнала с блока задания тока как при неизменных соответствующих им, приращениях испытательного напряжения, так и при одновременном уменьшении их значений. Одна1со это приводит к еще большему занижению измеряемого параметра, потому что в первом случае измерительный блок включается при еще большем положительном значении дифференциального сопротивления испыту Kttjx приборюв, а во втором случае измерительный блок может включаться как на начальном загибе ВАК, где то нарастает до уровня начальной ступеньки тока через прибор, так и на остальной части ВАХ, за счет имеющихся ступенек тока при возникновении микроплазм в структуре испытуемого прибора. Указанные недостат ки ограничивают функциональные возможности известного устройства и область его применения. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов,; содержащее источник испытательного напряжения, подключенный своими выхо,дами к входам блока измерения и дел теля напряжения, а также к последовательной цепи из шин для подключения испытуемого -прибора и измерительного шунта, и соединенный своим управляющим входом с входом запуска блока измерения, компаратор тока подключенный входами к измерительно му шунту и выходу блока задания тока, компаратор напряжения, присое диненный первым своим входом к выхо делителя напряжения, введены амплитудный детектор, блок совпадения и схема ИЛИ, а источник испытательног напряжения и делитель напряжения снабжены дополнительными выходами, подключенНЫ1-1И соответственно к вход блока совпадения и амплитудного детектора, выход которого соединен с вторым входом компаратора напряже ния, подключенного своим выходом к в.торому входу блока совпадения, ко торалй 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 испытательного напряжения, подключенный к последовательной цепи из 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, двухпредельный 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 напряжения 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. Б это же время-- компаратором 8 сигнал с шунта сравниваетсяс сигналом блока 6 задания тока. По мере роста, испытательного напряжения увеличивается и ток в |Цепи испытуемого прибора. ; Если приращения сигнала с блока б {Задания тока при соответствующих ;приращениях испытательного напряжения таковы, что сигнал с шунта становится равиьв сигналу с блока 6 до переключения испытуемого прибора, что может быть, например, при из: «ерении-максимально допустимого напряжения СПП с лавинной ВАХ, компаратор 8 тока BfcwaeT сигнал по первому входу схекы 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 б, 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 разным напряжению, снимаемому с BTOpoid выхода делителя напряжения в момент времени, предшествующий началу его снижения на испытуемом приборе. При установлении равенства напряжений на входах компаратора 11 последний срабатывает н его выходной сигнгш через блок 12 совпадения и второй вход схемы ИЛИ 13 отключает источник 1 и включает блок 7.

Блок 7 измерения фиксирует максимс1 Л ьную величину напряжения на ис пытуембм приворе перед отключением источника 1. Для уменьшения локально вьюеляю14ёйся мощности в. полупроводниковой структуЕмв испытуемого прибора при его переключёнии время от начала

снижения напряжения до момента отключения источника испытательного напряжения уменьшают, за счет уменьшения разницы в коэффициентах деления напряжения на вьвсодах 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, обеспечивё1Я защиту от разрушения испытуемых приборов, осуществляемую путем снятия испытательного напряжения в момеит их переключения.

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 вход- м 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