Устройство для контроля полупроводниковых приборов Советский патент 1986 года по МПК G01R31/26 

2.Устройство по п. 1, о т л и - чающе ее я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности устройства, генератор выполнен в виде триггера, первый и второй выходы которого соединены с входами соот- ветственно первой и второй интегрирующих цепей с разными постоянными времени, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами диодной сборки, выход которой соединен с входом блокинг-генератора, выход которого соединен со счетным входом триггера.

3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что триггер вьшолнен мостовым и содержит первьй и второй конденсаторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, первый и второй диоды, первый, второй, третий и четвертый транзисторы первого типа проводимости и пятый и шестой транзисторы второго типа проводимости, эмиттеры которых соединены с первым вьшодом первого резистора, второй вьшод которого соединен с первым вьтодом второго резистора и базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с пер

1

Изобретение относится к устройствам контроля различного вида полупроводниковых приборов на их целостность и направление их включения и может быть использовано в приборостроении.

Известно устройство для контроля полупроводников, содержащее индикатор и коммутатор m .

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью выполнения значительного числа ручных операций при контроле цепей, содержащих полупроводниковые элементы.

Известно устройство для контроля полупроводниковых приборов, содержащее генератор импульсов с парафазны- ми выходами, первьй выход которого соединен с первь1м щупом, а второй - с анодом первого и катодом второго

13443

выми вьшодами первого конденсатора и третьего резистора, вторые вьшоды которых соединены с базой третьего транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора, коллектор которого соединен с вторым вьшодом второго резистора и коллектором пятого транзистора, база которого соединена с коллектором второго транзистора, коллектор третьего транзистора соединен с первым вьшодом четвертого резистора и коллектором шестого транзистора, база которого соединена с коллектором четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с первыми вьшодами второго конденсатора и пятого резистора, вторые вьшоды которых соединены с базой первого транзистора, второй вьшод четвертого резистора соединен с базой четвертого транзистора и тем вьшодом первого диода, тип про- ,водимоети которого противоположен типу проводимости базы четвертого :Транзистора, второй вьшод первого диода соединен с одноименным вьшодом второго диода, первый вьшод которого соединен с базой второго транзистора.

светодиодов, катод первого и анод второго светодиодов соединены со вторым щупом pj .

Недостатком этого устройства является возможность получения ложной информации об исправности полупроводникового прибора при выходе из строя одного из двух элементов индикации - светодиода.

В известном устройстве при пробое проверяемого диода загораются оба светодиода. Если один из светодиодов известного устройства вьйдет из строя, при проверке пробивного диода загорится только один светодиод, что характерно для исправного проверяемого диода.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается

.тем, что устройстве для контроля по3

лупроводнйковьк приборов, содержащее первый щуп, подсоединенный к первому выходу генератора импульсов с парафазными выходами, элемент индикации и второй щуп, снабжено диодным мостом, первая диагональ которого подключена между вторым выходом ген ера- тора и вторым щупом, вторая диагональ моста подключена между первым . и вторым вьшодами элементаиндикации, а в качестве генератора импульсов использован генератор со скважностью, отличной от 0,5.

С целью уменьшения потребляемой . мощности устройства генератор выполнен в виде триггера, первый и второй выходы которого соединены со входами соответственно первой и второй интегрирующих цепей с разными постоянными времени, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами диодной сборки, выход которой соединен с входом блокинг-генератора выход которого соединен со счетным входом триггера.

. Триггер выполнен мостовь1м и содержит первый и второй конденсаторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, первый и второй диоды, первый, второй, третий и четвертый транзисторы первого типа проводимости и пятый и шестой транзисторы второго типа проводимости, эмиттеры которых соединены с первым выводом первого резистора, второй вьшод которого соединен с первым вьтодом второго резистора и базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с первыми вьшода;ми пер-, вого конденсатора и третьего резистора, вторые вьшоды которых соединены с базой третьего транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом второго резистора и коллектором пятого транзистора, база которого соединена с коллектором второго транзистора, коллектор третьего транзистора соединен с первым вьгоодом четвертого резистора и коллектором шестого транзистора, база кото- -рого соединена с коллектором четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с первыми вьгоодами второго конденсатора и пятого резистора, вторые вьшоды кото рых соединены с базой первого транзистора, второй вьтод

43

четвертого резистора соединен с базой четвертого транзистора и тем вьшодом первого диода, тип. проводимости которого противоположен типу проводимости базы четвертого транзистора, второй вьшод первого диода соединён с одноименным вьшодом второго диода, первый которого соединен с базой второго транзистора. )

На фиг.1 показана блок-схема

устройства для контроля полупроводниковых приборов; на фиг.2 - блок- схема генератора импульсов; на фиг.З - принципиальная схема триггера, на фиг.4 - состояние индикатора светодиода в зависимости от выходных сигналов с генератора импульсов и состояния проверяемого полупроводникового прибора.

Устройство для контроля полупроводниковых приборов содержит первый щуп I, подсоединенный к первому выходу генератора 2 импульсов с пара- фазными выходами, элемент 3 индикации, второй 1цуп 4, диодньй мост 5, первая диагональ которого подключена между вторым выходом генератора 2 и вторым щупом 4. В качестве генератора 2 использован генератор со

скважностью, отличной от 0,5.

Генератор 2 импульсов содержит (фиг.2) триггер 6, первый и второй выходы которого соединены с входами соответственно первой 7 и второй 8

интегрирзтащих цепей с разными постоянными времени, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами диодной сборки 9, выход которой соединен с входом блокинг-генератора 10, выход которого соединен.со счетным входом тригге ра.

Триггер 6 (фиг.З) выполнен мостоым и содержит первый 11 и второй

I 2 конденсаторы, первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16 и пятый 17 резисторы, первый 18 и второй 19 диоды, первьй 20, второй 21, третий 22, четвертый 23 транзисторы

ервого типа проводимости (и -р-п) и пятый 24 и тестой 25 транзисторы торого типа проводимости ( эмиттеры которых соединены с первым ьшодом первого резистора,13, второй

ывод которого соединен с первым выводом второго резистора 14 и баой второго транзистора 21 первого типа проводимости, эмиттер крторого

соединен с первыми выводами первого конденсатора 1 1 и третьего резистора 15, вторые выводы которых соединены с базой третьего транзистора 22 первого типа проводимости, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора 20, коллектор которого соединен с вторым выводом второго резистора 14 и коллектором пятого транзистора 24, база -которого соединена с коллектором второго транзистора 21, коллектор третьего транзистора 22 соединен с коллектором четвертого транзистора 23, эмиттер которого соединен с первыми выводами второго конденсатора 12 и пятого резистора 17, вторые вьюоды которых соединены с базой первого транзистора 20, второй вьшод четвертого резистора 16 соединен с базой четвертого транзистора 23 и тем вьгоодом ; первого диода 18, тип проводимости которого противоположен типу проводимости базы четвертого транзистора 23, второй вывод первого диода 18 соединен с одноименным выводом второго диода 19, первый вьшод которого соединен с базой второго транзистора 21 .

Устройство для контроля полупро- водниковых приборов работает следующим образом.

Перед началом работы включается питание, при этом с вькодов генератора 2 формируются прямоугольные импульсы со скважностью, отличной от 0,5 в противофазе (фиг.4ау, т.е. если на одном выходе потенциал равен нулю, то на другом высокий потенциал .

Длительность Т импульса на одном выходе значительно больше длительности Тц на другом выходе. Частота генерации выбирается в пределах возможности глаза человека отличить гашение и зажигание светодиода элемента 3 индикации. .

Щупами 1 и 4 прикасаются к выводам контролируемого элемента, например диода. При этом в зависимости от состояния полупроводникового диода сватодиод будет иметь четыре различных состояния.

1. Между щупами 1 и 4 обрьш в цепи диода, т.е. неисправность диода в виде обрьша его цепи. При этой неисправности диода ток через светодиод отсутствует и он погашен (фиг.4б).

2.Между щупгями I и 4 короткое i 5 замыкание, т.е. неисправность полупроводникового диода в виде короткого замыкания. В этом случае через светодиод всегда будет протекать ток при любых состояниях выходных сиг0 налов на выходах генератора 2, поскольку светодиод элемента 3 индикации включен в диагональ моста, через которую будет протекать постоянный ток. В одном состоянии гене5 ратора ток протекает через диоды Q и В , а при другом состоянии - через диоды S и (фиг.4в.

3.Полупроводниковьй диод исправен и его полярность соответствует

0 заданной. При этом через светодиод и резистор элемента индикации протекает ток только тогда, когда его путь проходит .. через диоды В иг, щуп 4, диод и щуп 1 (фиг.4г).

5 Так как со второго выхода генератора 2 форсируется импульс малой длительности Т( 2, то светодиод загорается на короткое время, соответствующее длительности импульса

0 с выхода с частотойработы генератора 2.

4.Полупроводниковый диод исправен, но его полярность включения неправильная, т.е. противоположна полярности предьщущего случая. При этом через светодиод и ограничительный резистор элемента 3 индикации протекает ток.только тогда, когда

на первом выходе генератора высокий положительный потенциал, причем он протекает через щуп 1, диод, щуп 4, диод моста а , светодиод и резистор, диод 5 , второй выход генератора 2,

В связи с тем, что на первом выходе длительность импульса Тц 1 большая фиг.4д), происходит непрерывное горение, светодиода с кратковременным промигиванием.

Таким образом, предложенное устройство при одном касании к проверяемому диоду дает информацию оператору о полярности включения диода и об его целостности, при этом с указанием вида неисправности (закороченный диод или же в его цепи обрьш).

Генератор прямоугольных импульсов () позволяет устанавливать практически любую необходимую скважность генерируемых импульсов.

0

5

Генератор 2 работает следующим образом.

Предположим, ч то триггер 6 находится в состоянии, когда напряже- , ние на его выходе 1 близко к величине источника питания, а на выходе И равно нулю, и конденсаторы интег- рирующих цепей напряжены. Так как на выходе И имеется высокий потен- циал, то конденсатор интегрирую- щей цепи 7 через резистор цепи заряжается, а конденсатор цепи 8 зарядить- ся не может. На эмиттере транзистора блокинг-генератора 10 напряже- ние приблизительно равно напряжению на обкладке конденсатора интегрирующей цепи 7, которое прикладывается к нему через открытьш диод сбор- ки 9.

Пока напряжение на этом конденсаторе меньше напряжения на базе транзистора блокинг-генератора, базо-эми терный переход этого транзистора смещен в обратном направлении и транзис тор заперт. В момент превьшения напряжения на конденсаторе напряжения на базе транзистора через эмиттерную обмотку трансформатора блокинг-генератора протекает ток и возникает блокинг-процесс, в результате которого на выходной обмотке его импульсного трансформатора формируется импульс и триггер 6 переходит в другое устойчивое состояние, при котором на выходе Л напряжение равно напряжению источника питания, а напряжение на выходе 1 равно нулю.

После перехода триггера 6 в новое устойчивое состояние конденса- тор интегрирующей цепи 7 быстро разряжается, а конденсатор цепи 8 начинает заряжаться и процесс повторяется

Время нахождения триггера 6 в од ном и в другом положении соответствует времени заряда соответствующего конденсатора интегрирующих це- .пей 7 и 8 до напряжения на базе транзистора блокинг-генератора.

Отношение времен зарядов конденсаторов может быть получено в несколько десятков порядков за счет различных емкостей конденсаторов и резисторов интегрирующих цепей 7 и 8.

Триггер (фиг.З) работает следую- щим образом.

После подачи напряжения питания на базу транзистора 21 через резистор 13 протекает ток, вследствие чего транзисторы 24 и 21, 22 открываются, напряжение на коллекторе транзис тора 24 повышается, на первом выходе триггера имеется высокий потенциал, а на втором потенциал равен нулю. При этом напряжение на резисторе 15 и конденсаторе 11 практически равно напряжению источника питания, а напряжение на резисторе 17 равно нулю, поэтому диод 19 заперт- обратным напряжением базы транзистора 21, а запирающего потенциала на диоде 18 практически нет.

Величина амплитуды импульсов, поступающих на аноды диодов 19 и 18 с блокннг-генератора меньше величины напряжения источника питания, поэтому при поступлении импульса на вькод триггера ток будет протекать только через диод 18, базо-эмиттер- ный переход транзистора 23, конденсатор 12 и базо-эмиттерный переход транзистора 20. При этом открьшают ся транзисторы 25, 23, 20, диод 18 запирается, закрьюаются транзисторы 21, 24, 22, и высокий потенциал появляется на втором выходе триггера. В связи с тем, что конденсатор 11 был заряжен почти до напряжения источника питания, транзистор 21, несмотря ца продолжающееся воздействие импульса на выходе, будет закрыт в течение всего времени, пока не разрядится конденсатор 11 через резистор 15. Постоянную времени разряда конденсаторов 11 и 12 можно сделать заведомо больше, чем самая большая возможная длительность входного импульса, что обеспечивает более надежный переброс мостового триггера по сравнению с другими типами триггеров при воздействии на них импульсов с различными параметрами как по длительности, так и по амплитуде. После переключения триггера конденсатор 12 током эмиттера транзистора 23 заряжается до напряжения источника питания и диод 18 смещается в обратном направлении.

С приходом следующего импульса триггер возвращается аналогичным образом в исходное состояние.

Таким образом, в предложенном устройстве исключена возможность разбраковки заведомо негодного полупроводникового прибора как годного,поскольку при выходе из строя светодиода элемента 3 индикации в предложенном устройстве в принципе не может высвечиваться информация, характерная для исправного диода. В то ясе время предложенное устройство сохраняет весь объем проверок, обеспечиваемых известным устройством. Предложенным устройством можно проверять наличие или отсутствие связи между проверяемыми соединениями (обрьш или короткое замыкание), его можно использовать как пробник наличия на выходе логического элемента О или 1. При этом, если напряжение между щупами будет отсутствовать, то светодиод будет непрерьшно гореть, если на щупе 4 будет присутствовать напряжение логической единицы, то светодиод будет мигать с частотой работы генератора 2.

Если скважность импульсов с генератора 2 сделать равной 0,5, то прибор можно использовать для проверки исправности конденсаторов, при этом при смене состояния генератора 2 светодиод загорается, а затем по мере заряда проверяемого конденсатора гаснет. При новой смене состояния с выхода генератора опять светодиод зажжется, а затем погаснет, причем время горения светодиода оказывается пропорциональным емкости проверяемого конденсатора. Таким образом, осуществляется грубая.проверка исправности конденсатора как на приблизительную его емкость, так и на обрыв в немили короткое замыкание. Преимущестйом данной схемы генератора является то, что при изменении величины напряжения на базе транзистора блбкинг-генератора изменяется частота формирования импульсов при постоянстве скважности импульсов во 5 всем изменении диапазона частот.

Преимуществом данного генератора является также то, что его частота практически остается неизменной при изменении напряжения источника пи- tO тания, что важно при питании прибора от батареи. Это происходит из-за того, что П15И изменении напряжения источника, например, в сторону его уменьшения, уменьшается напряжение 5 с выхода триггера, уменьшается напряжение на базе транзистора блокинг- генератора,т.е. происходит компенсация изменения скорости заряда конденсаторов интегрирующих цепей, : 0 вследствие чего частота работы генератора стремится оставаться неизменной.

Благодаря разделенным врёмязадаю- щим цепям можно регулировать длительность импульса, не изменяя время между импульсами, и, наоборот, регулировать время между импульсами, не изменяя длительности импульса.

Использование предложенного триг- 0 гера позволяет исключить потери мощности на вспомогательных элементах и уменьшить возможность нежелательного переброса триггера при изменении параметров входного импульса, 5 снять с входного импульса различные ограничения, например, на длительность, амплитуду, форму, поступление на вход триггера в течение времени работы переходного процесса, оп- ределяемого конденсаторами 11 и 12) пачки импульсов, которая воспринимается триггером как один импульс.

5

сриг.З

////л Сдеглодиод орит Сбетодиод погашен