1C
а со о
О)
Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для проведения контроля качества полупроводниковых структур при производстве интегральных микро схем.
Целью изобретения является повышение точности регистрации вольтфар адных характеристик.
Указанная цель достигается за счет возможности использован1 1Я узкополосного избирательного усилителя, обладающего большим коэффициентом усиления, чем широкополосные, и, следовательно, имеющего меньшую погрешность преобразования.
На чертеже представлена функциональная схема устройства.
Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, блок 2 обработки, состоящий из индикатора 3 синфазности, управляемого делителя 4 напряжения, образцового резистора 5 (RO)J усилителя 6, первого и второго образцовых конденсаторов 7 (С2) и 8 (СЗ), выпрямителя 9, сумматор 10, источник 11 смещения, графопостроитель 12, объект 13 измерения, эквивалентная схема которого представляет собой параллельно соединенные конденсатор 14 (С) и резистор 15 (R), образцовый конденсатор 16 (С), резистор 17 (R), избирательный усилитель 18.
Генератор 1 синусоидального напряжения соединен с первыми входами блока 2 обработки и сумматора 10, источник 11 смещения соединен с горизонтальным входом графопостроителя 12 и вторым входом сумматора 10, выход которого подкл)эчен к первому полюсу объекта 13 измерения, избирательный усилитель 18 соединен по выходу со вторым входом блока 2 обработки, выход которого соединен с вертикальным входом графопостроителя 12. Образцовый конденсатор 16 (С1) включен в цепь обратной связи избирательного усилителя 18, вход которого соединен с третьим входом сумматора 10, второй клеммой для подключения объекта 13 измерения и первым выводом резистора 17, второй вывод которого соединен с общей шиной, входы индикатора 3 синфазности и управляемого делителя 4 напряжения соединены между собой и через первый вход блока 2 обработки с генератором 21 синусоидального напряжения. Выход индикатора 3 синфазности подключен к управляющему входу управляемого делтеля 4 напряжения, выход которого через образцовый резистор 5 (R) соединен с инвертирующим входом усилителя бис первглми выводами первого и второго образцовых конденсаторов 7 (С2) и 8 (СЗ), вторые выводы которых соединены соответственно с выходом усилителя 6 и через второй вход блока 2 обработки - с выходом избирательного усилителя 18, вход выпрямителя 9 соединен с выходом усилителя 6 и вторым входом индикатора 3 синфазности, а выход через выход блока 32 обработки подключен к вертикальному входу графопостроитля 12.
Эквивалентная схема объекта 13 измерения представляет собой параллельно соединенные конденсатор 14 (Су) и резистор 15 (Ry).
Устройство работает следующим образом.
К объекту 13 измерения прикладывается через сумматор 10 сумма ли-нейно-изменяющегося напряжения смещения от источника 11 смещения и синусоидального тестового сигнала от генератора 1 синусоидального напряжения .
Резистор 17 необходим для соединения второго полюса объекта 13 измерения с общей шиной по постоянному току, т.е. для замыкания цепи воздействия на об7)ект 1 3 измерения напряжения смещения. При этом падение напряжения U-, на объекте 13 измерения равно;
U,,7 (1) где
U2 lJcM+Ui()+UR.n , (2)
и - значение напряжения на выходе сумматора 10; UR падение напряжения на резисторе 17; .vJu) - значение синусоидального
нап1 яжения (тестового сигнала) на выходе сумматора 10;
значение напряжения смещения на выходе сумматора 10, равное значению напряжения смещения на выходе источника 1 1 смея ения; . круговая частота синусоидального напряжения; Следовательно: ,,(jiO) (3) Таким образом, действительное па дение напряжения смещения на объекте t3 измерения равно заданному зна чению напряжения на выходе источник II смещения, фиксируемому графопостроителем 12. Выходное напряжение избирательно го усилителя 18 равно: и,, (ju3)-U, (jc) llRiiSr-ii. где и,(jtO) - значение напряжения на выходе избирательно го усилителя 18. С выхода избирательного усилителя 18 сигнал, пропорциональный комп лексной проводимости объекта 13 изм рения, поступает через второй вход блока 2 обработки на второй образцовый конденсатор 8 (СЗ). Через первый вход блока 2 обработки напряжение с выхода генератора 1 синусоидального напряжения поступает на первый вход управляемого делителя 4 напряжения. Значение напряжения на выходе усилит ля 6 равно: UgCju)-и, (ju)) - К ju)-c,-RO - 5- и С2 где К - коэффициент передачи управляемого делителя 4 напряжения. Дпя исключения на выходе усилителя 6 составляющей сигнала, пропорцио „, 1 , нальнои проводимости утечки (--) объекта 13 измерения, усилитель 6 охвачен цепью обратной связи, состо щей из первого образцрвого конденсатора 7 (С2), образцового резистора 5 (RO) индикатора 3 синфазности и управляемого делителя 4 напряжения. Индикатор 3 синфазности сравнивает (4) 04 фазы напряжений генератора 1 синусоидального напряжения и выхода усилителя 6 и регулирует коэффициент передачи управляемого делителя А налряженин до достижения равенства фаз UgCjcJ) и и (jco), что соответствует условию равенства нулю составляющей сигнала, зависящей от проводимости утечки объекта 13 измерения, на выходе усилителя 6. Действительно, при условии равенства нулю реактивной составляющей выражения (6), т.е. C3-R , 1 при К С1 R и (jiO) и Uj (jto) синфазнапряженияны. При этом Us(Ju3)U,(ju))С1-С2а напряжение Од (jcj) на выходе, упра ляемого делителя напряжения 4 равно U(Ju3)U, (ju)).(ju:)) т.е. пропорционально проводимости утечки резистора 15 (---) объекта 13 измерения. Напряжение, с выхода усилителя 6, пропорциональное емкое-. ти конденсатора 14 (Су) объекта 13 изерения, детектируется вьшрямителем 9 и подается на вертикальный вход графопостроителя 12, Избирательный усилитель 18 выполнен в виде усилителя переменного тока, полоса пропускания которого может быть очень узкой и выбирается, исходя из требуемой частоты синусоидального напряжения. Это позволяет обеспечить высокий коэффициент уси-(. ления и, следовательно: повысить точность преобразования комплексного сопротивления объекта 13 измерения в напряжение. Сужение полосы пропускания избирательного усилителя 18 позволяет снизить значение шумов на выходе усилителя, что также повышает точность регистрации вольт-фарадных характеристик. Таким образом, в результате подключения средней точки делителя, образованного комплексным сопротивлением объекта 13 измерения и резистором 17 (R), к третьему входу сумма5
тора 10 обеспечивается полное соответствие между заданным напряжением смещения и действительным падением напряжения смещения на объекте 13 измерения во всем диапазоне изменения напряжения смещения.
Сужение полосы пропускания избирательного усилителя 18 позволяет повысить его коэффициент усиления и уменьшить значение шумов на его выходе. Все это позволяет повысить точность регистрации вольт-фарадных характеристик.
Формула изобретения
Устройство для регистрации вольтфарадных характеристик, содержащее генератор синусоидального напряжения соединенный с первым входом блока
690606
обработки и первым входом сумматора, второй вход которого подключен к источнику смещения и горизонтальному входу графопостроителя, вертикалы 5 ный вход которого соединен с выходом блока обработки, а выход сумматора соединен с первой клеммой для подключения объекта измерения, вторая клемма для подключения которого 10 соединена с входом усилителя, через образцовый конденсатор с выходом усилителя и с вторым входом блока обработки, отличающееся тем, что, с целью повышения точнос15 ти, оно снабжено резистором, усипитель выполнен избирательным, а сумматор снабжен трётим входом, соединенным с второй клеммой для подключения объекта измерения и первым
20 выводом резистора, второй вывод которого подключен к общей шине.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Устройство для регистрации вольт-фарадных характеристик | 1989 |
|
SU1674016A1 |
| Устройство для регистрации вольтфарадных характеристик | 1977 |
|
SU658508A1 |
| Устройство для измерения параметров МДП-структур | 1983 |
|
SU1100590A1 |
| Устройство для регистрации вольт-фарадных характеристик | 1978 |
|
SU763821A2 |
| Устройство для измерения электрофизических параметров МДП-структур | 1980 |
|
SU920582A1 |
| Устройство для регистрации параметров МДП-структур | 1985 |
|
SU1247795A1 |
| Устройство для измерения вольт-фарадных характеристик | 1981 |
|
SU1000947A1 |
| Устройство для измерения электрофизических параметров МДП структур | 1980 |
|
SU905885A1 |
| Измеритель постоянной времени двухэлементных двухполюсников | 1990 |
|
SU1765783A1 |
| Преобразователь параметров трехэлементных двухполюсников | 1980 |
|
SU954891A1 |
Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для проведения контроля качества полупроводниковых структур при производстве интегральных схем. Цель изобретения - повышение точности регистрации вольт-фарадных характеристик достигается за счет использования узкополосного избирательного усилителя, обладающего, большим коэффициентом усиления, чем широкополосные, и имеющего меньшую погрешность преобразования. Устройство содержит генератор 1 синусои-. дального напряжения, блок 2обработки, состоящий из индикатора 3 синфазности, управляемого делителя 4 напряжения, образцового резистора 5, усилителя 6, конденсаторов 7 и 8, выпрямителя 9, сумматор 10, источник 11 смещения, графопостроитель 12, объект 13 измерения, эквивалентная схема которого представляет собой с 9 параллельно соединенные конденсатор 14 и сопротивление 15, образцовый (Л конденсатор 16, резистор 17 и узкополосный избирательный усипитель 18. 1 ют.
