Устройство для разбраковки полупроводниковых диодов Советский патент 1985 года по МПК G01R31/26 

равления содержит две пусковые кнопки, четыре формирователя импульсов, элемент 2И, элемент 2ИЛИ, RS-триггер генератор, тактовый счетчик, распределитель импульсов, адресный счетчик, причем первый вывод первой пусковой кнопки соединен через первый формирователь импульсов с первым входом элемента 2И. вьпсод которого соединен с входом адресного счетчика, выход которого подключен к первому выходу блока управления, второй вход элемента 2И соединен с инверсным выходом RS-триггера, S-вхо которого соединен через гторой формирователь импульсов с первым выводо второй пусковой кнопки, а R-вход с выходом элемента 2ИЛИ, который также подключен к R-входу тактового счетчика, первый вход элемента

2ИЛИ соединен с выходом третьего формирователя импульсов, а второй вход - с. первым выходом распределителя импульсов, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с пятым, третьим и вторым выходами блока управления, четвертый выход которого соединен с V-входом тактового счетчика и выходом четвертого формирователя импульсов, вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера и входом генератора, выход которого подключен к С-входу тактового счетчика, D-вход которого подключен к входу блока управления, а выход тактового счетчика соединен с входом распределителя импульсов, вторые выводы пусковых кнопок.подключены к общей шине.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗБРАКОВКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ, содержащее источник постоянного тока,, блок контроля напряжения, компаратор, блок памяти, блок управления, первый выход которого подключен к первому входу блока памяти, блок фиксации результатов контроля, узел подключения контролируемых диодов, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности контроля, оно снабжено тремя цифроаналоговыми преобразователями, блоком гальванической развязки, нормализатором, интегратором, двумя элементами 2И, при этом компаратор выполнен в виде компаратора тока, причем выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с входом источника посгоянного тока, первый выход которого через компаратор подключен к первому входу блока гальванической развязки, второй и третий выходы источника постоянного тока подключены соответственно к первой и второй токовым клеммам узла подключения контролируемых диодов. первая потенциальная клемма которого соединена с входом нормализатора. выход которого подключен к первому входу интегратора, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выход интегратора соединен с первым входом блока контроля напряжения, второй вход которого через второй цифроаналоговый преобразователь подключен к первому выходу блока памяти, а выход блока контроля напряжения подключен к первому входу первого элемента 2И, второй. вход которого соединен с третьим вы.ходом блока управления, а выход - с первым входом блока фиксации результатов, второй вход которого соединен (Л с выходом второго элемента 2И, первый вход которого подключен к первому выходу блока гальванической развязки, второй выход которого подключен к входу первого цифроаналогового преобразователя, второй вход второго элемента 2И подключен к второму 05 выходу блока управления, четвертый 4 выход которого подключен к управляО5 ющему входу блока фиксации результа00 а тов , пятый выход блока управления : соединен соответственно с вторым входом блока памяти, второй выход которого соединен с входом блока управления, а третий выход блока памяти , соединён с входом третьего цифроана- логового преобразователя, выход которого подключен к второй потенциальной клемме узла подключения контролируемых диодов, четвертый выход блока памяти соединен с вторым входом блока гальванической развязки. 2. Устройство по п. 1, о т л ич ающееся тем, что блок уп

Изобретение относится к электроной технике, в частности к технике измерения параметров полупроводниквых приборов, преимущественно стабилитронов и стабисторов, и может быть использовано при их производстве и при входном контроле.

Известно устройство, содержащее источник задания тока, подключенный через клеммы к проверяемому стабилитрону, а также подключенные к тем же клеммам последовательно соединенные измеритель со схемой защиты и источник опорного напряжения (1 3.

Недостатком этого устройства является то, что оно имеет ручное управление, и регистрируемые измерителем отклонения напряжения стабилизации относительно опорного напряжения считываются визуально. Такое устройство не позволяет организовать автоматическую сортировку проверяемых приборов по напряжению стабилизации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля параметров полупроводниковых диодов, преимущественно стабилитронов и стабисторов, содержащее источник постоянного тока и генератор переменного тока, подключенные своими выходами к коммутатору объектов контроля, с которыми соединен узел подключения контролируемых диодов, первый вход блока фиксации результатов контроля соединен с коммутатором объектов контроля, второй вход - с тем же коммутатором через последовательно соединенные фильтр нижних частот и блок контроля напряжения, а третий вход - с выходом блока совпадения, первый вход которого соединен с коммутатором объектов контроля через последовательно соединенные полосовой фильтр, детектор и компаратор а также с входом блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом блока совпадения, а второй выход через блок памяти - с вторым входом компаратора 2.

Недостатком этого устройства является то, что отсутствует связь меду источником постоянного тока и блком управления, а значит для измерения типа проверяемого изделия необходимо произвести ручную установку тока в цепи проверяемого диода. Отсутствие контроля тока в цепи проверяемого диода может привести к 3 ошибкам в результате измерений. Дан ное устройство не позволяет произво дить автоматические измерения напря жений стабилизации двуханодных стаб литронов, что существенно сужает круг проверяемых изделий. Цель изобретения - повышение про изводительности- контроле. Поставленная цель достигается тем что устройство для разбраковки полупроводниковых диодов, содержащее источник постоянного тока, блок контроля напряжения, компаратор, блок памяти, блок управления, первый выход которого подключен к первому вхо ду блока памяти, блок фиксации результатов контроля, узел подключения контролируемых диодов снабжено тремя цифроаналоговыми преобразователями, блоком гальванической развязки, нормализатором, интегратором двумя элементами 2И, при этом компаратор выполнен в виде компаратора тока, причем выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с входом источника постоянного тока первый выход которого через компаратор подключен к первому входу блока гальванической развязки, второй и третий выходы источника постоянного тока подключены соответственно к пер вой и второй токовым клеммам узла подключения контролируемых диодов, первая потенциальная клемма которого соединена с входом нормализатора, вы ход которого подключен к первому вхо ду интегратора, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выход интегратора соединен с первым входом блока контроля напряжения, второй вход которого через второй цифроаналоговый преобразователь подключен к первому выходу блока памяти, а выход блока контроля напряжения подключен к первому входу первого элемента 2И, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а выход - с первым входом блока фиксации результатов, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 2И, первый вход которого подключен к первому выходу блока гальванической развяэки, второй выход которого подключен к входу первого цифроаналого- вого преобразователя, второй вход второго элемента 2И подключен к второму выходу блока управления, чет364вертый выход которого подключен к управляющему входу блока фиксации результатов, пятый выход блока уп-равления соединен соответственно с вторым входом блока памяти, второй выход которого соединен с входом блока управления, а третий выход блока памяти соединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя,, выход которого подключен к второй потенц апьной клемме узла подключения контролируемых диодов, четвертый выход блока памяти соединен с вторым входом блока гальванической.развязки. Блок управления содержит две пусковые кнопки, четыре формирователя им;пульсов, элемент 2Н, элемент 2ИЛИ, RS-триггер, генератор, тактовый счетчик, распределитель импульсов, адресный счетчик, причем первый в.ы- вод первой пусковой кнопки соединен через первый формирователь импульсов с первым входом элемента 2И, выход которого соединен с входом адресно-. го счетчика, выход которого подключен к первому выходу блока управления, второй вход элемента 2И соединен с инверсным выходом К8-триггера, S-вход которого соединен через второй формирователь импульсов с первым выводом второй пусковой кнопки, а R-вход - с выходом элемента 2ИПЙ который также подключен к.К-входу тактового счетчика, первый .вход элемента 2ИЛИ соединен с выходом третьего формирователя импульсов, а второй вход - с первым выходом распределителя импульсов, второй, третий и четвертьй выходы которого соединены соответственно с пятьм, третьим и вторым выxoдaмJi блока управления, четвертый выход которого соединен с V-входом тактового счетчика и выходом четвертого формирователя импульсов, вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера и входом генератора, выход которого подключен к С-входу тактового счетчика, D-ВХОД которого подключен к входу блока управления, а выход тактового счетчика соединен с входом распределителя импульсов, вторые выводы пусковых кнопок подключены к общей шине. При этом наибольщий эффект от использования предлагаемого устрой

ства получен при разбраковке стабилитронов и стабисторов.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 - диаграммы работы устройства в различных режимах, причем фиг.2а соответствует случаю проверки годного диода в одном направлении тока; фиг.26 - случаю отсутствия тока в цепи контролируемого дисода фиг.З - случаю проверки двуханодного стабилитрона причем при противоположном направлении тока диод не удовлетворяет требованиям технических условий; на фиг. 4 вариант выполнения распределителя импульсов; на фиг. 5 - вариант выполнения блока фиксации результатов

Устройство для разбраковки полупроводниковых диодов сояерукнт фиг. 1 источник I постоянного тока, блок 2 контроля напряжения, компаратор 3, блок 4 памяти, блок 5 управления, бдок 6 фиксации результатов контроля, узел 7 подключения контролируемых диодов, три цифроаналоговых преобразователя (,ЦА11)В,9 и 10,блок 11 гальванической развязки, нормализатор 12, интегратор 13,-два элемента 2И 14 и 15, при этом первый выход блока 5 управления подключен к первому входу блока 4 памяти, выход первого ЦАП 8 соединен с входом источника 1 постоянного тока, первый выход которого подключен через компаратор 3 к первому входу блока 11 гальванической развязки, второй и третий выходы источника 1 постоянного т.ока подключены соответственно к первой и второй токовьм клеммам узла 7 подключения контролируемых диодов, первая потенциальная клемма которого соединена с входом нормализатора 12, выход которого подключен к первому входу интегратора 13, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 5 управления, а выход интегратора соединен с первым входом блока 2 контроля напряжения, второй вход которого подключен через второй ЦАП 9 к первому выходу блока 4 памяти, а выход блока 2 контроля напряжения подключен к первому входу первого элемента 2И 14, второй вход которого соединен с третьим выходом блока 5 управления, а выход первого элемента 2И соединен с первым входом блока 6 фиксации результатов, второй

вход которого соединен с выходом второго элемента 2И 15, первый вход которого подключен к первому выходу блока 1I гальванической развязки, второй выход которого подключен к входу первого ЦАП 8, второй вход второго элемента 2И 1 5 .подключен к второму выходу блока 5 управления, четвертый выход которого подключен к управляющему входу блока 6 фиксации результатов-, пятый выход блока 5 управления соединен соответственно с вторым входом блока 4 памяти, второй выход которого соединен с входом блока 5 управления, а третий выход блока памяти соединен с входом третьего ЦАП 10, выход которого подключен к второй потенциальной клемме узла 7 подключения контролируемых диодов, четвертый выход блока 4 памяти соединен с вторым входом блока 11 гальванической развязки.

Блок 5 управления содержит две пусковые 16 и 17 кнопки , четыре формирователя 18-21 импульсов, элемент 2И 22, элемент 2ИЛИ 23i RS-тригер 24, генератор 25, тактовый счетчик 26, распределитель 27 импульсов, адресный счетчик 28, причем первый вывод первой кнопки 16 соединен с первым входом элемента 2И 22 через первый формирователь 18 импульсов выход элемента 2И 22 соединен с входом адресного счетчика 28, выход которого подключен к первому выходу блока 5 управления, второй вход элемента 2И 22 соединен с инверсным выходом RC-триггера, S-вход которого соединен с первым выводом второй кнопки I7 через второй формирователь 19 импульсов, а R-вход с выходом элемента 2ИЛИ 23, который также подключен к R-входу тактового счетчика 26, первый вход элемента 2ИЛИ 23 соединен с вькодом третьего формирователя 20 импульсов, а второй вход - с первым выходом распределителя 27 импульсов, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с пятым, третьим и вторым выходами блока 5 управления, четвертьй выход которого соединён с V-входом тактового счетчика 26 и выходом четвертого формирователя 21 импульсов, вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера 24 и входом генератора 25, выход которого подключен к С-входу тактового счетчика 26, D-вход которого подключен к входу блока 5 управления, а выход тактового счетчика 26 соединен с входом распределителя 27 импульсов, вторые выводы пусковых кнопок 16 и 17 подключены к общей шине.

Компаратор 3 представляет собой компаратор абсолютной величины тока переключение которого происходит при токе, несколько меньшем наименьшего возможного значения тока, заданного техническими условиями на проверяемые диоды.

Источник постоянного тока представлйет собой преобразователь напряжение - ток, выполненный на операционном усилителе и управляемый напряжением, снимаемым с выхода первого циф1роаналогового преобразователя.

Блок .4 памяти выполнен в виде постоянно-запоминающего устройства.

Распределитель 27 импульсов представляет собой логическую схему, вы полненную на основе постоянно-запоминающего устройства, либо другим путемi обеспечивающим получение импульсов на выходах в соответствии с диаграммами работы, приведенными на фиг.2.и 3.

i

Примером выполнения распределителя 27 импульсов может служить схема, представленная на фиг.4. Раст пределитель состоит из дешифратора 29, трех элементов 2ИЛИ 30, 31 и 32 и двух RS-триггеров 33 и 34, причем вход дешифратора 29. подключен к входу распределителя 27 импульсов, первый выход которого соединен с первым выходом дешифратора и R-входом первого RS-триггера 33, а также входом первого элемента 2ИЛИ 30, выход которого подключен к R-входу второго RS-триггера 34, выход которого соединен- с четвертым выходом распределителя 27 импульсов, третий выход которого соединен с выходо второго элемента 21ИЛИ 31 ,первый вход которого подключен к второму выходу дешифратора 29, третий выход которого соединен с первым входом третьего элемента 2ИЛИ 32, выход которого соединен с S-входом второго RS-триггера 34, четвертый выход дашифратора 29 соединен с вторым входом первого элемента 2ИЛИ 30 и S-входом первого RS-триггера 33, 1-вход

первого RS-триггера 33 соединен с 1-входом второго RS-триггера 34 и 0-выходом дешифратора 29, пятый выход которого соединен с вторым входом второго элемента 2ИЛИ 31, ашестой - с вторым входом третьего элемента 2ИШ 32. Выбор соответствующей разрядности Р тактового счетчика 26 и дешифратора 29 (фиг.4 ), а также частоты смены кода, определяемой частотой и стабильностью генератора 25, позволяет получить сигналы по временным диаграммам, приведенным на фиг.З и 4.

Вариант вьшолнения блока 6 фиксации результатов контроля представлен на фиг.З.

Блок 6 содержит два RS-триггера 35 и 36, элемент 2И-НЕ 37, два токоограничивающих резистора 38 и 39, два светодиода 40 и 41, причем R-входы первого и второго RS-триггаров 35 и 36 подключены к управляющему вх ду блока 6 фиксации результатов,а S-входы первого 35 и второго 36 RS-триггеров соединены соответственно с первыми вторым входами блока 6 фиксации результатов, выход первого RS-триггера 35 соединен с первым входом элемента 2И-НЕ 37,выход которого через последовательйо соединенные первый токоограничивающий резистор 38 и первый светодиод 40. подключен к плюсовому выводу источника питания Vf, и к аноду второго светодиода 41,катод которого через второй токоограничивающий резистор. 39 соединен соответственно с вторым входом элемента 2И-НЕ 37 и выходом второго RS-триггера 36.

Нормализатор 12 представляет собой усилитель с фиксированным коэф циентом усиления и защитой нходш рс цепей от перенапряжений.

Устройство работает следующим образом.

По включении гальванически развязанных источников питания (на фиг. не показано), к первому из которых подключены источник 1 .постоянного тока, компаратор 3 и первый ЦАП 8i к второму - все остальные узлы, третий формирователь 20 импульсов через элемент 2ИЛИ 23 устанавливает в исходное состояние RS-триггер 24 и тактовый счетчик 26(диаграммы работы устройства, представленные на фиг.2 и 3 ). На втором входе элемен9та 2И 22 (блока 5 управления ), подключенного к инверсному вьпсоду RSтриггера 24, устанавливается потенциал логической единицы. В этом слу чае при нажатии пусковой кнопки 16 одиночный импульс, сформированный первым формирователем импульсов, мо жет пройти через элемент 2И 22 и изменить состояние .адресного счётчика 28, каждое состояние которого соответствует типу проверяемого диода и контролируется С помощью дешифратора и индикаторов (на фиг.1 не показаны ), Тайим образом, изменение состояния адресных входов с 1 по (п-1)-й разряды блока 4 памяти за исключением старшего п-го разряда, подключенного к второму выходу распределителя 27 импульсов, допускается при нулевом состоянии RS-триггера 24. Информация, снимаемая с первой группы выходов блока 4, разрядностью К поступает на вход первого ЦАП 8 через блок 11 гальванической развязки 11. Это обусловлено тем, что цепи, запитанные от первого ис точника питания, не имеют связей с общим проводом устройства. I . В зависимости от цифрового кода поступившего из блока 4 памяти, источник I постоянного тока задает определенную величину и направление тока в цепи контролируемого диода, установленного в узел 7 подключения. Величина тока определяется тех ническими условиями на проверяемые изделия. Сигнал с выхода койпаратора 3 через блок 11 гальванической развязки и первый элемент 2И 14 поступает на первый вход, блока 6 фиксации результатов контроля. Код разрядностью , поступающий из блока 4 памяти на вход третьего ЦАП 10, управляет величиной и знаком смещения потенциала на входе нормализатора 12, компенсируя потенциал , равный заданной средней величине падения напряжения для выб ранного типа диодов, в результате чего на входе нормализатора 12 присутствует потенциал, приведенный к общему проводу устройства и равный разнице потенциалов между задаваемой средней величиной и реальным падением напряжения на контролируемом диоде. 610 Сигнал с нормализатора 12 поступает на вход интегратора 13. Интегратор 13 обеспечивает 20 мс интегрирование входного сигнала с помощью логического сигнала, поступающего с первого выхода распределителя 27 импульсов. Этот же логический сигнал разрешает прохождение информации о наличии тока в цепи контролируемого диода через второй элемент 2И 15 во время 20 мс измерения на второй вход блока 6 фиксации результатов контроля. Выход интегратора 13 подключен.к первому входу блока 2 контроля напряжения. Цифровой код, разрядностью ш, поступающий на вход второго ЦАП 9 с блока 4 памяти задает величину напряжения, поступающего на второй вход блока 2 контроля напряжения, выход которого подключен к первому входу блока 6 фиксации результатов контроля через первый элемент 2И 14. Таким образом, напряжение, снимаемое с выхода второго ЦАП 9, задает максимально допустимое значение отклонения реального падения напряжения на контролируемом диоде от заданного среднего значения напряжения для выбранного типа диода. А так как первый 2И 14 стробируется в конце 20 мс интегрирования коротким импульсом, поступающим с третьего выхода распределителя 27 импульсов, то в блок фиксации 6 результатов контроля информация о принадлежности контролируемого диода к выбранному типу поступает в виде ГОДЕН - НЕ ГОДЕН. При нажатии второй пусковой кнопки 1 7 с помощью второго формирователя 19 импульсов RS-триггер 24 устанавливается в единичное состояние, что запрещает изменение состояния адресного счетчика 28. По этому сигналу четвертый формирователь 21 импульсов устанавливает блок 6 фиксации результатов контроля в исходное состояние и тактовый счетчик 26 в состояние, установленное на его D-входах четвертой группой выходов блока 4 памяти разрядностью t. Данные коды различаются в зависимости от того, как осуществляется проверка контролируемого диода - в одном направлении тока или в двух. При переключении RS-триггера 24 в единичное состояние также разрешается работа генератора 25, который начинает изменять состояние тактового счетчика 26. Изменение кода разрядности Р на выходах тактового счетчика 26 приводит к соответствующему изменению сигналов на выходах распределитля 27 импульсов.

Сигнал, снимаемый с четвертого входа распределителя 27 импульсов, управляет работой интегратора 13 и стробирует информацию, приходящую на блок 6 фиксации результатов контроля с компаратора 3.

Сигнал, снимаемьй с третьего выхода стробирует информацию, приходя цую на блок 6 фиксации результатов контроля с блока 2 контроля напряжения .

Как показано на фиг.2а, при проверке диЬдов в одном направлении тока состояние на втором выходке распределителя 27 импульсов не изменяется, а значит, не происходит изменения кода на выходах блока 4 памяти до изменения типа проверяемых диодов.

При проверке двуханодных стабилитронов, о чем свидетельствует коДд поданный на D-вход тактового счетчика 26, на втором вь.коде распределителя 27 импульсов по окончании первого импульса появляется потенциал, изменяющий состояние старшего адресного разряда блока 4 памяти, что. приводит к изменению кода на его выходах, а значит, и к инверсии аналоговых сигналов. Время между состояниями тактового счетчика S и(2 -S), где S - состояние, в котором появляется потенциал на втором выходе распределителя 27. импульсов, а() состояние, при котором начинается второе интегрирование, необходимо для установления режимов в аналоговых цепях, заданных в технических условиях на проверяемые изделия для обратного направления тока. По завершении вторых импульсов на четвертом и третьем выходах распределителя 27 импульсов прекращается импульс и на втором его выходе, а на первом выходе появляется короткий импульс, поступающий на второй вход 2ИЛИ 23 и устанавливающий RS-триггер 24 блока 5 управления в исходное состояние, .

Результаты контроля с выходов элементов 2И 14 и 15 поступают на

блок 6 фиксации результатов контроля, RS-триггеры 35 и 36 устанавливаются в нулевое состояние перед каждым измеряемым сигналом, приходящим на R-входы с четвертого формирователя 21 импульсов блока 5 управления, а в единичное состояние первьм RS-триггер 35 устанавливается при отсутствии тока в цепи контролируемого диода во время 20 мс интегрирования, о чем свидетельствует сигнал на выходе второго элемента 2И 15. Второй RS-триггер блока 6 фиксации результатов контроля устанавливается в единичное состояние, когда полученное отклонение напряжения от . заданного среднего значения превосходит установленный уровень, о чем свидетельствует импульс на выходе первого элемента 2И 14.

Элемент 2И-НЕ 37 блока 6 фиксации результатов контроля управляет свечением светодиода 40 НЕ ГОДЕН, который загорается только в том случае, когда первый RS-триггер 35 находится в нулевом состоянии, а второй RS-триггер 36 - в единичном. Состояние первого RS-триггера 35.индицируется светодиодом 41 ОБРЫВ.

Таким образом, по окончании измерения, о чем свидетельствует индикатор (на фиг.1 не показан) управляемый RS-триггером 24 блока 5 управления, в блоке 6 фиксацю результатов контроля имеется информация о качестве контактирования контролируемого диода с узлом 7 подключения во время измерения и его принадлежности заданному типу в виде ГОДЕН - НЕ ГОДЕН.

Система цифрового управления устройством, т.е. наличие блока 4 памяти, блока 5 управления, трех ЦАП 8, 9 и 10, возможность цифрового управения величиной и направлением тока . в цепи контролируемого диода через блок 11 гальванической развязки и первый ЦАП 8, позволяет оперативио перейти к проверке другого типа диодов без дополнительной аттестации устройства, значительно повышает производительность устройства, в особенности при его использовании на входом контроле.

Высокая точность измерения достиается использованием четырехпроводого узла 7 подключения контролируеых диодов, 20 мс интегратора 13,

131

трех ЦАП 8, 9 и 10 соответствующей разрядности.

Предлагаемое устройство позволяет производить измерения напряжений стабилизации двуханодных стабилитронов без дополнительной коммутации в цепи контролируемого изделия, что дает возможность повысить производительность и достоверность контроля, расширить функциональные возможности устройства. В отличие от известных технических решений предлагаемое уст

16463614

ройстро позволяет автоматически производить измерения электропараметров полупроводниковых приборов при автоматической перестройке режимов и 5 уровней отбраковки в зависимости от типа проверяемого изделия, причем в результате измерения выводится информация не только о соответствии контролируемого диода требованиям , to технических условий в виде ГОДЕН НЕ ГОДЕН, но и о надежности контактирования контролируемого диода с узлом подключения.

(риг. 2

(flU. f