Устройство для измерения удельного сопротивления полупроводниковых материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N22/00 

113

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ

Цель изобретения- - повышение точности- измерения

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измерительный резонатор 1, в котором размещены генераторный элемент 2, держатель 3 ис- следуемогр образца, светонепроницаемая диэлектрическая перегородка 4, дополнительный полупроводниковый образец 5, видеодетектор 6 связанный через элемент 7 связи с измерительным резонатором i, дифференциальный усилитель 8 постоянного тока, источник 9 света, управляемый источник 10 света, регистратор 11, источник 2 опорного напряжения, блок 13 питания и сопротивление 14 нагрузки.

Устройство работает следующим об- .разом.

При включении блока 13 питания в измерительном резонаторе 1 устанавливается уровень СВЧ-мощности, определяемый добротностью измерительного резонатора 1 с помещенным в него освещенным дополнительным полупроводниковым образцом 5 и исследуемым образцом. На сопротивлении 14 нагрузки видеодетектора 6 выделяется напряжение, пропорционсшьное уровню СВЧ-мощности в измерительном резонаторе 1, Выходной ток дифференциального усилителя 8 при этом определяется разностью напряжений на нагрузке 14 видеодетектора 6 и источника 12 опорного напряжения. Управляемый источник 10 света (светодиод), включенный последовательно между выходом дифференциального усилителя 8 и регистратором 115 освещает дополнительньш полупроводниковый образец 5 причем его световой поток пропорционален току дифференциального усилителя 8. Добротность измерительного резонатора 1 определяется при этом проводимостью исследуемого образца дополнительного полупроводникового образца 5 и неравновесной проводимостью, возникающей при освещении дополнительного полупроводникового образца 5 при .освещении его от управляемого источника 10 света. Величина добротности задается источникам 12 опорного напряжения за счет .регулирования вапичины фотспо- терь СВЧ-мощности в дополнительном

92

полупроводниковом образце 5. При уменьшении добротности измерительного резонатора 1 (например, при освещении исследуемого образца светом от

источника света 9) уровень СВЧ-мощности в измерительном резонаторе 1 и напряжение на нагрузке 14 видеодетектора 6 уменьшаются, поэтому умень- щается выходной ток дифференциапьного усилителя 8, а следовательно, и световой поток от управляемого источника 10 света. Это вызывает уменьшение проводимости дополнительного полупроводникового образца 5 и вносимых им в измерительный резонатор 1 потерь. Исходная добротность измерительного резонатора 1 восстановится гри меньшем токе на выходе дифференциального усилителя 8, Таким образом,

реализуется обратная связь, поддерживающая уровень СВЧ-мощности. в измерительном резонаторе 1 на уровне, определяемом источником . 12 опорного

напряжения Регистратор 11 определяет значение тока управления управляемого источника 10 света, пропорциональное темновым СЙЧ-потерям исследуемого образца при внесении его в измерительный резонатор 1 или удельному сопротивлению исследуемого образца при его освещении светом от источника 9 света. При таком выполнении устройства за счет-компенсации потерь СВЧ-мощности с образца снимается погрешность измерений, связанная с нестабильностью режима автогенератора.

Формула изобретения

Устройство для измерения удельного сопротивления полупроводниковых материалов, содержащее измерительный резонатор, в котором размещен гене„

раторныи элемент и держатель исследуемого образца, видеодетектор, связанный через элемент связи с измерительным резонатором, источник света для освещения исследуемого образца

и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, в измерительном резонаторе установлен дополнительньш полупроводниковый образецS отделенный от исследуемого образца введенной светонепроницаемой диэлектрической перегородкой , а таюте введены последовательно соединенные дифференциальньй

313173394

усилитель постоянного тока и управ- тора, и источник опорного напряжения, ,Iй источник света для освещения выход которого соединен с первым вхо- .дополнительного полупроводникового дом дифференциального усилителя пос- образца, выход управляющего сигнала тоянного тока, второй вход которого которого.соединен с входом регистра- 5 подключен к выходу видеодетектора.

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения - повьшение точности. Устр-во содержит измерительный резонатор 1, в котором размещены генераторный элемент 2, держатель 3 исследуемого образца, светонепроницаемая диэлектрическая перегородка 4, полупроводниковый образец 5, видеодетектор 6, связанный через элемент связи 7 с резонатором 1, дифференциальный у-ль 8 постоянного тока, источник $ света, управляемый источник 10 света, регистратор 11, источник 12 опорного напряжения , блок питания 13 и сопротивление нагрузки 14. При уменьшении добротности резонатора 1 уровень СВЧ-мощ- ности в нем и напряжение на нагрузке 14 Бидеодетектора 6 уменьшаются, по- этому уменьшается выходной ток у-л.я 8, а следовательно и световой поток от источника 10. Это вызывает уменьшение проводимости образца 5 и вносимых им в резонатор 1 потерь. Т.о. реализуется обратная связь, поддерживающая уровень СВЧ-мопщости в резонаторе 1 на уровне, определяемом источником 12, При таком выполнении устр- ва за счет компенсации потерь СВЧ- мощности в исследуемом образце снижается погрешность измерений, связанная с нестабильностью режима автогенератора. Цель достигается введением перегородки 4, образца 5, у-ля 8 и источников 10 и 12. 1 ил. i (Л С со -j 00 00 со