Устройство для измерения коэффициента усиления по току транзисторов Советский патент 1984 года по МПК G01R31/26 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и авто матике и может быть применено для контроля исправности транзисторов и измерения коэффициента усиления по току (бета), без изъятия трант зистора из схемы. Известно устройство для измерени коэффициента усиления по току отдельных транзисторов, В. данном устройстве коэффициент усиления по току (бета) транзистора определяется путем измерения значения базового тока при заданных значениях напряже ния смещения на коллекторе и тока сигнала lT. Недостаток устройства - невозмож ность измерения коэффициента усиления по току транзисторов вмонтированных в схему. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для испытания и измерения параметров переменного тока активных элементов, соединенных в схеме, содержащее генератор высокой частоты (ВЧ), генератор .низкой частоты (НЧ), вход которого соединен с выходом генератора ВЧ, блок управления, вхЪды которого соединены соответственно с выходами генератора ВЧ .и генератора НЧ и с входами сумматора, а вьгход подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с усилитех(ем переменного тока, первый и второй входы которого подключены соответст венно к переключающим контактам переключателя, первый контакт разм 1кающей группы контактов переключателя подключен к выходу источника постоянного напряжения, блок обработки и индикации, вход которого соединен последовательно с выходом фазового детектора, через фильтр НЧ первая, вторая и третья клеммы для подключения соответственно базы, ко лектора и эмиттера, третья клемма для подключения эмиттера соединена с общей шиной, два резистора и блок регулировки уровня. Испытуемай транзисторная схема состоит ,из испытуемого транзистора шунтирующих его пассивных элементов (между базой и коллектором, между базой и эмиттером, между коллекторо и эмиттером) - резисторов 2J . 832 Недостаток устрой ства - небольшpйдиапазон значений сопротивлений шунтирующих транзистор элементов, при котором возможно проводить измерение и контроль коэффициента усиления в заданном режиме по постоянному току проверяемого транзистора, не прибегая к регулировке уровня смещения испытательного сигнала. При изменении значенир сопротив лений элементов в широких пределах появляется необходимость дополнительной регулировки уровня смещения (амплитуды низкочастотной составляю щей испытартельного сигнала), что усложняет работу устройства и приводит к увеличению времени измерения. Цель изобретения - сокращение времени измерения коэффициента усиления по току ре:зисторов. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения коэффициента усиления по току транзисторов, содержащее генератор высокой частоты, генератор низкой частоты, вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, блок управления, входы которого соединены соответственно с выходами генератора высокой частоты и генератора низкой частоты и с входами сумматора, а вькод подключен к первому входу фазового детектора, вто- . рой вход которого соединен с усилителем переменного тока, первый и второй входы которого подключены Соответственно к Переключающим контактам переключателя, первый контакт размыкающей группы контактов переключателя подключен к выходу источника постоянного напряжения, блок обработки и индикации, вход которого соединён последовательно с выходом фазового детектора через фильтр нижних частот, первую, вторую и третью клеммы для подключения соответственно базы, коллектора и эмиттера, третья клемма Для подключения эмиттера соединена с общей шиной, оно снабжено двумя усилителями, вьтолненными на операционном усилителе с резистором в цепи обратной связи, причем первая клемма для подключения базы транзистора соединена с инвертирующим входом первого усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом сумматора и с первым контактом замыкающей группы контактов

переключателя, второй контакт которой соединен с выходом первого усилителя, вторая клемма для подключения коллектора транзистора подключена к инвертирующему входу второго усилителя, неинвертирую11Ий вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжения, а выход - с вторьм контактом размыкающей группы контактов переключателя.

.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения коэффициента усиления по току транзисторов вмонтированных в. схему; на фиг. 2 полные временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 пример выполнения блока управления.

Устройство содержит генератор ВЧ 1, генератор НЧ 2, вход которого соединен с выходом генератора ВЧ 1, блок 3 управления, входы которого соединены соответственно с выходами генераторов ВЧ 1 и НЧ 2 и с входами сумматора 4, а выход подключен к первому вх:оду фазового детектора 5, второй вход которого соединен с усилителем 6 переменного тока, первый и второй входы которого подключены соответственно к переключающим контактам переключателя 7, первый контакт размыкающей группы контактов переключателя 7 покдлючен к выходу источника 8 постоянного напряжения, блок 9 обработки и индикации, вход которого соединен последовательно с вькодом фазового детектора 5 через фильтр нижних частот (НЧ) 1U, первая 11-, вторая 12 и третья 13 клеммы для подключения соответственно базы, коллектора и эмиттера, третья клемма для подключения эмиттера соединена с общей шиной, два усилителя 14 и 1i выполненных на операционных усилителях 16 и 17, с резистором 18 и 19 в цепи обратной связи, причем первая клемма 11 для подключения базы транзистора соединена с инвертирующим входом первого усилителя 14, неинвертирующий вход которого соединен с вьЕходом сумматора 4, и с первым контактом замыкающей группы контактов переключателя 7, второй контакт которой соединен с выходом первого усилителя 14, вторая клемма 12 для подключения коллектора подключена к инвертирующему входу второго усилителя 15, неинвертируюощй вход которого соединен с выходом источника 8

постоянного напряжения, а выход с вторым контактом размыкающей группы контактов переключателя 7.

Устройство работает след тощим об5 разом.

Испытуемую схему подключают соответственно к первой, второй и третьей клеммам для подключения базы, коллектора и эмиттера контэс.чипуемого

0 транзистора, вмонт1фованного в схему. На выходах генераторов ВЧ 1 и НЧ 2 формируются сигналы (фиг. 2a,S). Уровни низкочастотного сигнала подобраны так, что в течение t, ис5 пытуемый транзистор открыт, в течение t 2 закрыт. На выходе сумматора 4 формируется.испытательный сигнал (фиг. 2Е)) . Когда переключатель 7 находится в положении В, т.е. пер0 вый и второй входы усилителя 6 подключены соответственно через переключатель 7 к вькоду п-ервого усилителя 14 и к его неинвертирующему входу в течение т, , высокочастотная

5 составляющая выходного напряжения дифференциального операционного усилителя 16 пропорциональна значению базового тока, протекающего через открытый испытуемый транзистор и

0 через шунтирующие элементы. В течение t 2 выходное напряжение дифференциального операционного усилителя 16 пропорционально току, протекающему только через шунтирующие элементы

(фиг. 2г). Когда переключатель 7 находится в положении А, т.е. первый и второй входы усилителя 6 подклю- чаны соответственно через переключатель 7 к неинвертирующему входу

0 второго усилителя 15 и к его выходу, форма выходного напряжения дифференциального усилителя 15 аналогична (фиг. 2г), однако в данном случае происходит оценка значения тока кол5 лектора.

Частотная характеристика усилителя 6 переменного тока такова, что усилитель 6 не пропускает низкочастотную составляющую, создающую уров0 ни смеЕ1ения. Сигнал на выходе усилителя переменного тока представлен на фиг. 2Д.

Блок 3 управления, как и в известном устройстве, формирует опорный

5 сигнал для фазового детектора 5.

Этот сигнал (фиг. 2е) следует с частотой сигнала генератора ВЧ 1 и меняет фазу в момент смены полярности

. f , - - : - ,

низкочастотного сигнала. Таким образом, в течение t« производится оценка сигнала одной полярности с выхода усилителя переменного тока, а в течение t jj - оценка сигнала другой полярности (фиг. 2, ||. Сигнал на выходе фильтра НЧ 10 определяется разностью напряжений в течение tj и

k (фиг. 2fe).

Узел обработки и индикации 9 вычисляет и индицирует значение р .

Конкретная реализация блока 3 управления зависит от реализации фазового детектора. Фазовый детектор состоит из избирательной цепи, осуществляющей синхронизацию с опорной фазой, и амплитудного детектора. Если фазовьй детектор реализован по трансформаторной схеме, как в известном устройстве, то блок управления должен обеспечивать управление также с помощью трансформаторной схемы. Для.импульсных сигналов в качестве детекторов, чувствительных к фазе, используются управляемые выпрямительные преобразователи, которые, собственно, осуществляют перемножение управляющего и входноIo сигналов и последующую обработку фильтром нижних частот. Перемножение сигналов обычно осуществляется посредством ключевых схем.

Пример вьтолнения блока управления показан на фиг. 3. Он содержит формирователь, два ключа, инвертор и сумматор, причем вход формирователя подключен к выходу генератора НЧ, а его два выхода - соответственно к первым входам ключей, второй вход первого ключа подключен к выходу генератора ВЧ и через инвертор с вторым входом второго ключа, а вьтходы ключей подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого подключен к первому входу фазового детектора.

По сравнению с базовым объектом за который принят тестер для настройки и ремонта транзисторной аппаратуры АМЦ 155, предлагаемое устройство производит контроль транзисторов с малыми обратными токами, для него не обязательно наличие резисторов в цепях эмиттера и коллектора (что обязательно для базового объекта, и оценивает усилительные свойства транзисторов 4

Таким образом, применение предлагаемого устройства для измерения коэффициента усиления по току транзисторов, вмонтированных в схему, позволит повысить производительность труда, что достигается упрощением процесса измерения и сокращением времени измерения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФЖЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ПО ТОКУ ТРАНЗИСТОРОВ, содержащее генератор высокой частоты, генератор низкой частоты, вход которого соединен с выходом генератора Б