Устройство для исследования вольтамперных характеристик полупроводниковых приборов Советский патент 1984 года по МПК G01R31/26 

11 Изобретение относится к измерительной технике, точнее к технике измерения параметров полупроводниковых приборов. Известен характериограф ПНХТ-1, предназначенный для исследования статических характеристик полупровод никовых приборов, содержащий генератор -ступенчатого сигнала, источник питания коллектора, усилители X и У и электронно-лучевой индикатор tl Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет исследовать характеристики высо кочастотных р-п-переходов, имеюищх ограниченный диапазон предельно допустимых электрических режимов эксплуатации. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой ство, содержащее мост Уинстона,клеммы для подключения исследуемого прибора, включенные в одно из плеч мост токосъемный резистор, включенный в измерительную диагональ, генератор переменного напряжения, подключенный к диагонали питания моста и осциллог раф, вход вертикального отклонения которого подключен к измерительной диагонали моста, а вход горизонтального отклонения - к общей точке его диагонали питания и подключения прибора С 2 3. Недостатком указанного устройства является то, что при воздействии переменного напряжения, представляющег собой регулируемое по амплитуде сину соидальное либо пульсирующее напряжение, обычно с частотой 50 или 100 Г соответственно, на исследуемый прибо в последнем выделяется мощность, про порциональная максимальной амплитуде напряжения и его частоте. Возникающий тепловой перегрев прибора снижает точность измерения параметров и ограничивает диапазон исследуемых токов и напряжений, так как максимальная подаваемая мощность не должна превышать предельно допустимой мощности рассеяния прибора. Снижение рассеиваемой мощности путем уменьшения частоты развертывающего напряжения затрудняет считывание информации с экрана осциллографа. Цель изобретения повьш1ение точности измерения. Эта цель достигается TSJM, что устройство дпя исследования вп.пьтампер 42 ных характеристик полупроводниковых приборов, содержащее генератор напряжения, мост Уинстона, в плечи которого и измерительную диагональ включены резисторы, клеммы для подключения испытуемого прибора, включенные в одно из плеч моста и осциллограф, снабжено генератором импульсов, модулятором, усилителем, двумя блоками выборки и хранения, при этом выходы генератора импульсов и генератора напряжений, выполненного в виде генератора пилообразного напряжения, подключены соответственно к первому и второму входам модулятора, выход которого соединен с входом усилителя, подключенного двумя своими выходами к диагонали питания моста, один вывод (Измерительной диагонали моста заземлен, а второй подключен к неуправляющему входу первого блока выборки и хранения, выход которого подключен к входу вертикального отклонения осциллографа, неуправляющий вход второго блока выборки и хранения соединен с вторым выходом усилителя, а выход второго блока выборки и хранения с входом горизонтального отклонения осциллографа, а управляющие входы блоков выборки и хранения подключены к выходу генератора импульсов. Нафиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы напряжения в случае исследования быстродействующего туннельного диода (ТД); на фиг.З - наблюдаемая на экране осциллографа ВАХ ТД. Устройство для исследования вольтамперных характеристик полупроводниковых приборов содержит генератор 1 напряжения, мост 2 Уинстона, в плечи которого и измерительную диагональ включены резисторы 3-8, клеммы 9 и 10 для подключения испытуемого прибора включены в одно из плеч моста 2 и осциллограф 11, генератор 12 импульсов (ГИ), модулятор 13, усилитель 14, два блока 15, 16 выборки и хранения (БВХ). При этом выходы генератора 12 импульсов и генератора 1 напряжения, выполненного в виде генератора пилообразного напряжения (ГПН), подключены соответственно к первому и второму входам модулятора 13, выход которого соединен с входом усиителя 14, подключенного двумя своими выходами к диагонагш питания моста. дин вывод измерительной диагонали 3 моста заземлен, а второй подключен к неуправляющему входу первого блока 15 выборки и хранения, выход которого подключен к входу вертикального отклонения осциллографа 11. Неуправляющий вход второго блока 16 выборки и хранения соединен с вторым выходом силитв . 14, выход второго блока вы борки и хранения - с входом горизонтального отклонения осциллографа, а управляющие входы блоков 15, 16 выборки и хранения.подключены к выходу генератора импульсов 12, Устройство работает следующим образом. Мост Уинстона 2 обеспечивает устойчивость работы схемы по постоянному току для приборов с N-характеристикой благодаря наличию безындуктивного сопротивления Ед(ю I, где R - минимальное отрицательное сопротивление прибора. На фиг. 2.1 представлено напряжение на выходе генератора 12, на фиг.2.2 - напряжение на выходе генератора 1, фиг. 2.3 изображает выходное напряжение модулятора 13, фиг. 2.4 представляет напряжение на входе БВХ 15, на фиг. 2.5 и 2.6 изображены выходные напряжения блоко 15 и 16. На входы модулятора 13 подаются короткие импульсы с регулируемой дл тельностью и частотой повторения f с выхода генератора 12 и пилообра ное напряжение с регулируемой амплитудой и частотой F с выхода генера тора 1. На выходе модулятора 13 обра зуется периодическая последовательность импульсов, промодулированная по амплитуде по пилообразному закону которая через усилитель 14 передается во вторую диагональ мое та 2. Перед измерением мост балансируе ся. Признаком баланса является уста- новление горизонтальной линии на эк ране осциллографа 11. После подключения исследуемого прибора в одно из плеч моста возникает разбаланс. При условии R . О 05 iSi±MRi±Ril , K,,UDр 1 R +Rj+Rg+R-, где RO - сопротивления резистор моста, импульсное напряжение в неза земленной точке измерительной диаго -R О R С нали составляет .. о) т.е. про к/} К порционально току, протекающему через исследуемый прибор. Это напряжение подается на вход блока 15. Одно.временно на вход блока 16 подается импульсное напряжение, прикладываемое к исследуемому прибору. Промодулированная по амплитуде последовательность импульсов с большой скважностью, воздействующая на исследуемый прибор, воспроизводит его ВАХ в виде ряда дискретных точек. Практика показывает, что при этом невозможно получить яркость изображения, достаточную для ее наблюдения на экране осциллографа. Синхронно поступающие на управляющие входы импульсы с выхода генератора 12 переводят блоки 15 и 16 в режим выборки, в котором выходное напряжение этих блоков соответствует значению входного напряжения. В отсутствие управляющих импульсов блоки переходят в режим хранения, и на выходе сохраняется напряжение равное последнему выбранному уровню. Таким образом, блоки 15 и 16 запоминают мгновенные значения импульсного напряжения на своих входах на весь период следования импульсов, т.е. преобразуют пропорциональные току и напряжению на приборе импульсные напряжения в ступенчатые. Это позволяет увеличить время свечения точки на экране осциллографа 11 в р у раз. Таким образом, ВАХ исследуемого прибора индицируется на экране осциллографа в виде набора дискретных светящихся точек (фиг.З), плотность расположения которых зависит от частоты I следования импульсов генератора 12 и длительности периода генератора 1. ти параметры выбираются так,чтобы при исследовании ВАХ во всем заданном диапазоне токов и-напряжений рассеиваемая на приборе мощность не превышала предельно допустимой. Исследуемый диапазон ВАХ определяется амплитудой пилообразного напряжения с выхода генератора 1. Несинхронность работы генераторов 12 и 1 приводит к тому, что дискретные точки на экране осциллографа 11 перемещаются по линии ВАХ, прочерчивая ее в виде непрерывной кривой, яркость которой достаточна для непрерывного снятия параметров прибора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЛЬТАМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ, содержащее генератор напряжения, мост Уинстона, в плечи которого и измерительную диагональ включены резисторы, клеммы для подключения испытуемого прибора, включенные в одно из плеч моста и осциллограф, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено генератором импульсов, модулятором, усилителем, двумя блоками выборки и хранения, при этом выходы генератора импульсов и генератора напряжений, выполненного в виде генератора пилообразного напряжения, подключены соответственно к первому и второму входам модулятора, выход которого соединен с входом усилителя, подключенного двумя своими выходами к диагонали питания моста, один вывод измерительной диагонали моста заземлен, а второй подключен к неуправляющему входу первого блока выборки и хранения, i выход которого подключен к входу вертикального отклонения осциллографа, (О неуправляющий вход второго блока выборки и хранения соединен с вторым выходом усилителя, а выход второго блока выборки и хранения - с входом горизонтального отклонения осциллографа, а управляющие входы блоков выборки и хранения подключены к выходу генератора импульсов. со ел