Измеритель заряда переключения полупроводниковых диодов Советский патент 1977 года по МПК G01R31/26 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для испытания полупроводниковых приборов, и может

|быть использовано при производстве полупроводниковых -диодов.

Известны измерители заряда переключения диодов, содержащие источник прямого тока, генератор переключающих импульсов обратного напряжения, детекторную схему и устройство индикации 1}.

Полученные с помощью этих устройств результаты измерения имеют значительную погрешность, обусловленную несколькими факторами. В частности, результат измерени существенно зависит от частоты следования и длительности переключающих импульсов, а также от величины rrpHNioro и обратного тока диодов детекторной схемы. При этом зависимость результата от этих параметров достаточно сложна.

Известен измеритель заряда переключения полупроводниковых диодов, содержащий генератор прямого тока, т енератор переключающих импу;пэсов, двухдиодную: детекторную схему, усилитель, регулируемый делитель, источник напряжения смещения с устройством индик Ц1Ии, операционный усилитель, генератор импульсов обратного тока, подключенный к одному электроду исследуемого диода, зашунтированного емкостью, к другому электроду которого подключен резиатор

Операционный усилитель обеспечивает стабилизацию уровня постоянной составляющей импульсов обратного тока, что повышает точность детектирования. Однако остальные составляющие погрешности полностью сохраняютс я.

Целью изобретения является повыщение точности измерения заряда переключения диодов, а также расщирение функциональных возможностей измерителя.

Указанная цель достигается тем, что в измеритель заряда переключения полупроводниковых диодов, содержащий генератор прямого тока и генератор имнульсов обратного напряжения, подключенные к однок(у электроду исследуемого диода, зашунтированного емкостью, к другому электроду которого подключен резистор, введены управляемый негатрон, зашунтированный емкостью, цифро-аналоговый .преобразователь (ЦАП), реверсивный счетчик .и. конденсатор. При этом конденсатор подключен параллельно резистору, соединяющему диод с управЛ1ПО11тм входом реверсивного счетчика и с первым входом управляемого негатрона, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов обратного напряжения соединенного также через элемент задержки со счетным входом реверсивного счетчика. Кодо1зые выходы счетчика через последовательно соединенные ЦАП в резистор подклю чены к первому входу негатрона, Применение в устройстве управляемого негатрона совместно со схемой обратной свя зи на ЦЛП и реверсивном счетчике позво ляет повысить .точность измерений за счет интегрированид импульсов обратного тока вместо их детектированяЯ| а также осущест вить индикацию результата как в аналоговой форме (напряжение на выходе ЦАП), так и в цифровой (код в реверсивном счетчике). Интегрирование импульсов обратного тока исследуемого диода осуществляется за счет динамических свойств цепи негатрона с подключенными к нему пассивными элементами При этом производится разделение импульсов не по амплитуде, как в обычных детекторах, а по фазе, т.е. во временной об ласти. На чертеже представлена схема предложен ного измерителя заряда перек тючения. Выходы генератора прямого -1 и венератора 2 переключающих импульсов обрат ного напряжения подключень к аноду исследуемого диода 3 и к управляК шему входу негатрона 4, а также через элемент задерж к 5 к счвтному входу реверсивного лчет чика 6. Катод диода 3 через параллельную RC -цепь из емкости 7 и резистора 8 подключен к первой клемма негатрона 4, защунтированного емкостью 9, вторая клем ма которого заземлена, К первой клемме негатрона 4 подключен также управляоюший вход реверсивного счетчика 6 и через резистор 10 - выход ЦАП 11, подключенного своими входами к реверсивному счетчику 6. Исследуемый диод шунтирован емкостью 12 Измеритель заряда переключения полупро водниковых диодов работает следующим обра зом. Генератор 2 переключающих импульсов формирует последовательность импульсов, которые поступают на исследуемый диод 3, запирая его. Дополнительная емкость 12 служит;для компенсации эквивалентной вход ной емкости измерительной схемы, что повышает точность измерения. Импульсы обратного тока диода 3 поггупают на негатрон 4, который в совокупности с резисторами 8 и 10 и емкост5Пу1и 7 и 9 выполняет функции схемы сравнения импульсов переключения диода 3 с напряжением на выходе ЦАП 11, Сопротивление негатрона 4 в момент прихода импульсов генератора 2 меняется: вместо R 0 становится Ри 0 , благодаря чему схема теряет устойчивость и напряжение на негатроне Стремится к одному из двух конечных СОСТОЯНИЙ в зависимости от соотношения напряжений на входах схемы сравнения. Соогветственно этому устанавпивает ся и направление счета реверсивного счетчика 6, и задержанный элементом задержки 5 импульс генератора 2 вызывает увепичение либо уменьшение содержимого счетчика 6 на единицу. При периодическом повторении импульсов генератора 2 напряжение на выходе ЦАП 11, вместе с тем и код в реверсивном счетчи- е б становятся квазипосто$шнь ми, зависяими от формы импульсов переключения сследуемого диода 3 и от динамических войстл схемы сравнения. Формула изобретения Измеритель заряда переключения полу- проводниковых диодов, содержащий генератор прямого тока и генератор импульсов обрат него напряжения, подключенные к одному электроду исследуемого диода, зашунтированного емкостью, к другому электроду которого подключен рез.истор, отличающ и и с я тем, что, с пелью повышения точности измерения, в него введеньг управляемый негатрон, йашунтированный емкостью, цифро-аналоговый преобразователь, реверсивный счетчнк и конденсатор, при этом кр нденсатор подключен параллеаьнорезйстору,соединяющему диод с управляюихим входом реверсивного счетчика и с первым входом управляемого негатрона, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов обратного- напряжения, соединенного также через элемент задержки со счетным входом реверсивного счетчика, кодовые выходы которого через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и резистор подключены к первому входу негатрона. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Эйдукас Д. Ю. Анализ и измершие переходных процессов полупроводниковых приборов в субнаносекундном диапазоне. Диссертация, Каунас, 1970, с. 86-92. 2.Авторское свидетельство СССР № 337738, кл. G01 R 31/26, 1972.