Высоковольтный измеритель пробивных напряжений транзисторов Советский патент 1979 года по МПК G01R31/26 

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПРОБИВНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ТРАНЗИСТОРОВ

Изобретение относится к электронной промышленности и может быть использовано при выходном контроле полупроводниковых приборов и для их классификации.

Известны устройства для измерения пробивных напряжений полупроводниковь1Х приборов.

Одно из известных устройств . содержит генератор линейно изменяюпдегося напряжения, токосъемный резистор и пороговое устройство, управляющее схемой регистрации измеряемого напряжения в моментдостижения током пробоя определенной величины. Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, вызваннаЯ недостаточно ВЫСОКОЙ линейностью испытательного напряжения 1.

Второй из известных измерителей пробивных напряжений полупроводниковых приборов также содержит токосъемный резистор, включенный в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, накопительный конденсатор, компаратор, срабатывающий при достижении током через испытуемый прибор определенного значения

и управляющий ключом и схемой задержки, которые осуществляют сброс испытательного напряжения с накопительного конденсатора, индикатор и источник питания. Для

повыщения точности измерений в устройство введена схема линеаризации. Этот измеритель, хотя и обеспечивает более высокую линейность нарастания испытательного напряжения, имеет малое быстродействие, так как увеличение скорости нарастания испытательного напряжения ведет к возрастанию погрешности измерения 2.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является измеритель напряжения пробоя высоковольтных транзисторов, который содержит операциотранзисторов, который содержит операционный усилитель, токозадающий резистор и источник опорного напряжения. Для измерения больших напряжений пробоя, превышающих допустимое выходное напряжение операционнго усилителя, в устройство введен каскад усиления на транзисторе, нагруженный источником тока на полевом транзисторе 3. Недостатками известного измерителя являются трудность такого подключения источника запирающего напряжения, включенногомежду базой и эмиттером испытуемого транзистора, которое не влияло бы на точность измерения и низкий КПД, обусловленный отсутствием согласования по мощности низкоомного выхода операционного усилителя и дополнительного каскада усиления с высокоомной нагрузкой (испытуемым транзистором). Кроме того, верхний предел испытательных напряжений в нем, хотя и увеличен по отнощению к допустимому выходному напряжению операционного усилителя, ограничен предельными значениями напряжений, используемых в каскаде усиления транзисторов. Цель изобретения - повыщение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель введены ключ формирования длительностиимпульса испытательного напряжения, импульсный трансформатор, источник запирающего напряжения, резистивный делитель напряжения, первый и второй неинвертирующие и инвертирующий повторители напряжения, первый и второй суммирующие резисторы и масщтабный усилитель. Выход источника опорного напряжения че.рез ключ формирования длительности импульса испытательного напряжения связан с одним входом операционного усилителя, выход которого подключен к первичной обмотке импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого одним концом соединена с другим входом операционного усилителя и токозадающим резистором, подключенным к общему проводу, а также с одним входом ,резистивного делителя напряжения и входом первого неинвертирующего повторителя напряжения, выход которого через первый суммирующий резистор соединен с входом масщтабного усилителя, а другой конец вторичной обмотки трансформатора подключен к коллектору испытуемого транзистора, между базой и эмиттером которого включен источник запирающего напряжения, и к другому входу резистивного делителя напряжения, средняя точка которого соединена со входом второго неинвертирующего повторителя напряжения, выход которого через инвертирующий повторитель и второй суммирующий резистор подключен к общей точке соединения первого суммирующего резистора и входа масщтабного усилителя. На чертеже представлена принципиальная электрическая Схема высоковольтного измерителя пробивных напряжений транзисторов. Измеритель содержит источник 1 опорного напряжения, ключ 2 формирования длительности импульса испытательного напряжения, операционный усилитель 3, импульсный трансформатор 4, испытуемый транзистор 5, источник 6 запирающего напряжения, токозадающий резистор 7, делитель напряжения на резисторах 8 и 9, первый неинвертирующий 10 и инвертирующий II повторители напряжения, первый суммирующий резистор 12, масщтабный усилитель 13, второй неинвертирующий повторитель 14, второй суммирующий резистор 15 и резистор 16 обратной связи. Из.меритель работает следующим образом. Напряжение от источника 1 опорного напряжения через ключ 2, определяющий длительность импульса, испытательного напряжения, поступает на один вход операционного усилителя 3, нагруженного через трансформатор 4 на испытуемый транзистор 5. Использование трансформатора позволяет заземлить нагрузку и тем самым исключить помехи от источника 6 запирающего напряжения, который в этом случае также может быть заземлен и поэтому не влияет на точность измерения. Возникающий во вторичной обмотке трансфор.матора 4 импульс напряжения вызывает ток через транзистор 5, величина которого стабилизируется благодаря включению окозадающего резистора 7 в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 3. Непосредственно к концам вторичной об.мотки трасформатора 4 подключен делитель напряжения на резисторах 8 и 9, с помощью которого согласуются уровни высокого измеряемого напряжения и допустимого входного напряжения низковольтного повторителя 10. Поскольку делитель не входит в цепь, включающую транзистор 5 и резистор 7, изменение в щироких пределах суммарного сопротивления резисторов 8 и 9 практически не влияет на точность задания тока через транзистор, фиксируемого в момент пробоя. Напряжение с резистивного делителя подается на вход повторителя 10, а затем через повторитель 11 и суммирующий резистор 12 - на вход масщтабного усилителя 13. На этот же вход через повторитель 14 и суммирующий резистор 15 подается напряжение с резистора 7. Повторители 10 и 14 имеют больщое входное сопротивление и необходимы для развязки усилителя 13 от цепи питания транзистора 5. Напряжение на выходе усилителя 13 определяется выражением TI 11 Из Ки I г i ивыл- UKj-. UTt, где и и UT - напряжение на коллекторе транзистора 5 и токозадающем резисторе 7 соответственно;R8,R«,Ri2,Ris,Ri6 - сопротивление соответствующих резисторов.