Устройство для измерения времени жизни неосновных носителей заряда в полупроводнике Советский патент 1986 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к измерителной технике.

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения времени жизни неосновных носителей заряда в полупроводнике.

Устройство для измерения времени жизни неосновных носителей заряда в полупроводнике содержит СВЧ-генера- тор 1, например транзисторный, квазистатический резонатор 2 с (кольцевым измерительным) отверстием, детектор 3, источник оптического излучения 4, например светодиод, ви,цео- усилитель 5, измеритель б постоянной времени спада импульсов, блок 7 сравнения, управля.емый преобразователь 8 напряжение - ток, генератор 9 прямоугольных импульсов.

Устройство для измерения времени жизни неосновных носителей заряда в полупроводнике работает следующим образом.

Исследуемый полупроводник 10 прикладывается к наружной поверхности торцевой стенки квазистатического резонатора 2 над кольцевым измерительным отверстием. Транзисторный СВЧ-генератор 1 работает в режиме затягивания частоты квазистатическим резонатором 2, что обеспечивает автоматическую подстройку датчика в резонанс при наложении исследуемого полупроводника 10 на квазистатический резонатор 2, На нагрузке 11 детектора 3 выделяется постоянное напряжение UK , пропорциональное прошедшей через квазистатический резонатор 2 мощности СВЧ, которая, в свою очередь, определяется удельным сопротивлением исследуемого полупроводника 10«

Генератор 9 вырабатывает последовательность импульсов напряжения прямоугольной формы, преобразуехчые упралляемым преобразователем 8 в импульсный ток питания светодиода,Амплитуда этого тока, и5 следовательн мощность оптического излучения зависят от напряжения на управляющем входе преобразователя 8. Импульсы Фотопроводимости с амплитудой а U вьщеляются на нагрузке 11, усиливаются видеоусилителем 5 с козффици ентом усиления 1000 и поступают на вход измерителя 6 н па один из вхоДОН блока 7 сравнения. На другой вход преобразователя напряжение - ток.

блока 7 подается полное напряжение 11 с нагрузки 11. Блок 7 вырабатывает напряжение, пропорциональное отношению bU /U,, , которое воздействует на управляющий вход преобразователя 85изменяя амплитуду через светодиод. Параметры схем подобраны так,что отношениеди„/UM поддерживается равным 0,01 независимо от удельного сопротивления исследуемого полупроводника 10. Этим обеспечивается выполнение условия малости уровня возбуждения неосновных носителей.

Измеритель 6, синхронизируемый

S генератором 9, вьфабатывает импульс длительностью, равной временному рас стоянию между моментами пересечения задним фронтом импульса фотопроводимости двух уровней, отличающихся ве

0 раз (е 2,718). Длительность этого импульса измеряется методом заполнения импульсами стабильной частоты 10 мГц, среднее по результату измерений десяти импульсов отображается

5 на цифровом табло измерителя 6 в качестве времени жизни неосновных носителей заряда в исследуемом полу- проводнике 10.

Формула изобретения Устройство для измерения времени жизни неосновных носителей заряда в полупроводнике, содержащее квазистатический резонатор, снабженньш отверстием для связи с исследуемым полупроводником, СВЧ-генератор и детектор, подключенные к квазистатическому резонатору, а также источник оптического излучения, размещенный напротив отверстия в квазистатическом резонаторе, и генератор прямоугольных импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, к выходу детектора последовательно подключены видеоусилитель и измеритель постоянной времени спада импульсов, между выходом детектора и управляющим входом источника оптического излучения введены последовательно соединенные блок, сравнения и управляемый преобразователь напряжение - ток, при зтом второй вход блока сравнения соединен с выходом видеоусилителя, а выход генератора прямоугольных импульсов подклю5 чен к входу синхронизации измерителя постоянной времени спада импульсов и управляющему входу управляемого

0

5

0

5

0

Изобретение обеспечивает повышение точности и производительности измерений. Исследуемый полупроводник (ИИ) 10 прикладывается к наружной поверхности торцевой стенки квазистатического резонатора (КСР) 2 над кольцевым измерительным отверстием. Отверстие обеспечивает связь ИП 10 с КСР 2. Излучение транзисторного СВЧ- генератора 1 пр оходит через КСР 2 на детектор 3. На нагрузке 11 детектора 3 вьщеляется напряжение, пропорциональное прошедшей мощности СВЧ и зависящее от уд. сопротивления ИП 10. ИП 10 облучается источником оптического излучения 4, на который через управляемый преобразователь 8 напряжение - ток поступает питание от генератора 9 прямоугольных импульсов. Импульсы фотопроводимости также выделяются на нагрузке 11 и через видеоусилитель 5 поступают на блок сравнения 7. На другой его вход подается полное напряжение нагрузки 11. Напряжение с блока сравнения 7 поступает на управляющий вход преобразователя 8 напряжение - ток, в результате чего изменяется амплитуда источника оптического излучения 4. Измеритель 6, на который поступает сигнал с видеоусилителя 5, вырабатывает импульс, длительность которого пропорциональна времени жизни неосновных носителей заряда в ИП 10. 1 ил. t // S (Л К) ю Г) со со