Устройство для измерения параметров полупроводниковых диодов Советский патент 1983 года по МПК G01R31/28 

Изобретение относится к измери-г тельной технике и может быть исполь зовано для контроля параметров диодов ВЧ и СВЧ диапазона. Известно устройство для измерени параметров полупроводниковых диодов позволяюиее измерять емкости диодов содержащее высокочастотный генерато выход которого через шины для подключения испытуемого диода соединен с измерительным резистором, к кото рому подключены выход источника сме щения и вход усилителя высокой частоты, наг;руженного на измерительный прибор ij . Недостатками указанного устройст ва являются невысокая точность измерений и ограниченные функциональные возможности. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уст ройство для измерения параметров полупроводниковых диодов, содержаще высокочастотный генератор, подключенный через последовательно соединенные аттенюатор и развязывающую цепь к опорному резистору и к шине для подключения испытуемого прибора с которой соединен выход источника смещения, усили.тёль высокой частоты и индикатор. Кроме того, устройство содержит генератор низкой частоты, переключатель, коммутатор, синхронный детектор и усилитель низкой частоты 2J . Кроме диффузионной емкости диодов известное устройство позволяет измерять их дифференциальное сопротивле ние, однако оно не позволяет автоматизировать процесс измерений и характеризуется невысокой точностью измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров полупроводниковых диодов содержащее высокочастотный генератор, подключенный через последовательно соединенные аттенюатор и развязывающую цепь первым ее выходом к одному из выводов опорного резистоpa, другой вывод которого присоединен к общей шине, а вторым ее выходом к одной из шин для подключения испытуемого прибора, другая шина которого также присоединена к общей шине, источник смещения, соединенный выходом с вторым выходом развязывающей цепи, усилитель высокой частоты и индикатор, введены фазометр, вычислительный блок и усилитель обратной связи, аттенюатор снабжен управляющим входом, а развязывающая цеп выполнена в виде высокочастотного трансформатора, причем ее входом является первичная обмотка трансформатора, а выходами - выводы вторичной обмотки, управляющий вход аттенюатора соединен через усилитель обратной связи с измерительным входом фазометра и с йторым выходом развязывакицей-цепи, к первому выходу которой подключены вход усилителя высокой частоты и опорный вход Фазометра, соединенных выходами через вычислительный блок с входом индикатора. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит высокочастотный генератор 1, аттенюатор 2, развязывающую цепь, вьтолненную в виде |Высокочастотного трансформатора 3, опорный резистор 4 jj шины для подключения исследуемого (испытуемого) диг ода 5, усилитель б обратной связи, усилитель 7 высокой частоты, фазометр 8, вычислительный блок 9, инди катор 10 и источни 11 смещения. Выход высо сочастотного генератора 1 через аттенюатор 2 соединен с входом развязывающей цепи, в качестве которого использована первичная обмотка трансформатора 3. Первый и второй.выводы вторичной обмотки высокочастотного трансформатора 3, являкяциеся выходами развязывающей цепи, подклн чены соответственно к. опорному резистору 4 и к одной из шин для подключения испытуемого диода 5, другая шина которого и второй вывод опорного ;резистора 4 соединены с общей ШИНОЙ, Усилитель 6 Обратной связи своим входом соединен с шиной для подключения испытуемого диода 5, а выходом - с управляющим входом аттенюатора 2, Вход усилителя 7 высокой частоты соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора 3 и с опорным входом фазометра 8 измерительный вход которого соединен с шиной для подключения диода 5, Выходы усилителя 7 и фазометра 8 | через вычисли- тельный блок 9 присоедийены к входу индикатора. 10, Выхфд истбчника 11 смещения соединен С шиной для подключения испытуемого диода 5, Устройство.работает следующим образом, Выходной сигнал i генератора 1 поступает на сигнальный вход управляемого аттенюатора 2, выходное напряжение которогф зависит от напряжени на его управляющем входе, С выхода аттен19атсра 2 ослабленный в несколько раз сигнал поступает на первичную обмотку высокочастотного трансформатора 3. . С вторичной обмотки высокочастотного трансформатора 3 измерительный сигнал поступает на опорный резистор 4 и исследуемый полупроводниковый диод 5, при этом сигнал с диода 5 подается на Вход усилителя 6 обратной связи, с выхода которого он ГЮступает на управляющий вход аттенюатора 2. Таким образом, создается замкнутая цепь отрицательной обратной свя зи по напряжению на исследуемом полупроводниковом диоде 5, в резулйта те чего напряжение сигнала на нем остается постоянным независимо от параметров диода,т,е.от его диффере циального сопротивления и барьерной емкости. Стабилизация напряжения сигнала на исследуемом полупроводни ковом диоде способствует повышению точности измерения его параметров, так как исключает влияние на них ив менений величины напряжения измерительного сигнала, например, при исследовании свойств узкоэонных р-Лпереходов и полупроводниковых прибо ров, созданных на их основе. Помимо этого, на опорнсян резлсторе 4, величина сопротивления кото рого находится в промежутке между .возможными максимальн1Л4 и минимальным значениями дифференциального со противления исследуемого диода 5,. напряжение определяется по формуле 4on g-RQn/, где УЙ- - модуль полной проводимости исследуемого диода на частоте измерительного сигнала;on величина сопротивления опор ного резистора} U - напряжение на исследуемом диоде; UOD - напряжение на опорном резисторе. Из формулы следует, что напряжени на опорном резисторе 4 прямо пропорционально величине проводимости исследуемого диода 5 (образца) на частоте измерительного сигнала, которая может быть легко вычислена, поскольку остальные параметры - известные -постоянные величины. Вычисление осуществляется автоматически с помощью вычислительного блока 9. Фазометром 8, соединенным своим измерительным входом с шиной для подключения исследуемого полупроводникового диода 5, а опорным входом к опорному резистору 4, измеряют угол сдвига фаз -напряжения измерительного сигнала.на полупроводниковом диоде и на опорном резисторе 4, т.е. фактически угол сдвига фаз между напряжением на исследуемом полупроводниковом диоде 5 и током, протекающим через него. Результаты измерений также поступают в вычислительный блок 9, который по ним вычисляет такие параметры, как барьерная емкость и первая производная барьерной емкости по напряжению при проведении измерений при разных значениях напряжения смещения, задаваемых источником 11 смещения. Индикатор 10 служит для индикации измеренных значений и результатов вычислений в цифровой форме, что также облегчает работу оператора и исключает неоднозначность считывания показаний. Поддержание высокочастотного напряжения на испытуемом приборе постоянным по амплитуде позволяет повысить точность измерений, а введение фазометра и вычислительного блока дает возможность одновременно измерять величину полной проводимости диодов и их дифференциальные параметры при полной автоматизации процесса.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ, содержащее высокочастотный генератор, подключенный через последовательно соединенные аттенюатор и развязывающую цепь первым ее выходом к одному из выводов опорного резистора, другой вывод которого присоединен к общей шине, а вторым ее выходом к одной из шин для подключения испытуемого прибора, другая шина которого :;акже присоединена к общей шине, источник смещения, соединенный выходом с вторьви выходом развязывающей цепи, усилитель высокой частоты и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены фазометр, вычислительный бЛок и усилитель обратной связи, аттенюатор- снабжен управляющим входом, а развязывающая цепь выполнена в ,виде высокочастотного трансформатора, причем ее входом является первичнад обмотка трансформатора, а выходами - выводы вторичной обмот(Л ки, управляющий вход аттенюатора соединен через усилитель .обратной связи с измерительным входом фазометра и с вторым выходом развязывающей цепи, к первому выходу которой подключены вход усилителя высокой частоты и опорный вход фазометра, соединенных выходами через вычислительный блок с входом индикатора . да i to 4ib 4;: