Устройство для измерения емкости полупроводниковых приборов Советский патент 1979 года по МПК G01R31/26 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для измерения емкости р-п-переходов полупроводниковых приборов.

Известны устройства для измерения емкости полупроводниковых приборов, включаемых в состав резистивно-емкостного делителя 1. Этим устройствам свойственна невысокая точность измерений.

Известны устройства для измерения емкости полупроводниковых приборов, включаемых в состав колебательного контура, соединенного с генератором синусоидальных колебаний и частотомером 2. Подобные устройства позволяют повысить точность измерений, однако, процесс измерения грудно поддается автоматизации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель емкости полупроводниковых приборов, содержащий операционный усилитель с клеммами для подключения испытуемого прибора в цепи отрицательной обратной связи, источник напряжения смещения, фильтр верхних частот, дифференциальный усилитель-ограничитель, аналоговое запоминающие устройства, интегратор, электронный переключатель, схему совпадения, формирователь опорного интервала времени и счетчик137.

Целью изобретения является повыщение точности измерений.

Достигается это тем, что в устройство введены второй фильтр верхних частот, опорный резистор и двуполярный источник опорного напряжения, соединенный с вторым электронным переключателем, причем выход дифференциального усилителя-ограничителя соединен через второй фильтр верхних частот с управляющим входом второго электронного переключателя, выход которого через опорный резистор соединен с входом операционного усилителя, а фильтры верхних частот выполнены в виде дифференцирующего усилителя.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит исследуемый полупроводниковый прибор 1, включенный в цепь параллельной отрицательной обратной связи операционного усилителя 2, вход которого через резистор R i соединен с выходом источника 3 опорного напряжения постоянного тока, и через опорный резистор R о - с выходом переключателя 4, выход оаерационного усилителя 2 через первый фильтр - дифференцирующий усилитель 5 - соединен с входами двух аналоговых запоминающих устройств 6 и 7, выходы которых через другой переключатель 8 соединены с одним из входов дифференциального усилителя-огран:и,чителя 9. Выход последнего соединен со своим ж.е вторым входом через интегратор 10, с управляющим входом одного переключателя 8 и одним входом схемы совпадения 11 непосредственно и через второй фильтр - дифференцирующий усилитель 12 - с управляющим входом второго переключателя 4. Аналоговые Б.ХОДЫ переключателя соединены соответствующими выходами двухполярного источника напряжения 13; второй вход схемы совпадения 11 соединен с выходом формирователя 14 опорного интервала времени, а выход - с входом счетчика 15. Устройство работает следующим образом. Перед началом измерения на р-н-переход полупроводникового прибора 1, включенного в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 2, подается через резистор R напряжение смещения от источника 3 опорного напряжения постоянного тока. Этим смещением задается режим работы, исследуемого р-«-перехода по постоянному току. Эквивалентная схема р-л-перехода полупроводникового прибора в случае подачи на него запирающего напряжения может быть представлена параллельным соединением резистора значением сопротивления, равным обратному сопротивлению р-л-перехода, и конденсатор С, со значением емкости, равным полной емкости р-«-перехода. Благодаря наличию положительной обратной связи, на выходе дифференциального усилителя-ограничителя 9 возникают колебания прямоугольной формы, период которых зависит от емкости испытуемого р-л-перехода полупроводникового прибора. Частота генерируемых на выходе дифференциального усилителя-ограничителя 9 прямоугольных импульсов определяется выражениемf Формирователь 14 опорного интервала времени формирует опорный интервал времени TO, на время которого открывается схема совпадения 11, и в счетчике 15 фиксируется число . N .C Это число однозначно-определяется значением измеряемой емкости С р-п-перехода. В приведенных формулах RO-сопротивление опорного резистора; То - опорный интервал времени; С - емкость испытуемого полупроводникового прибора; ifo- постоянная времени дифференцирующего усилителя; T -f-постоянная времени интегратора. Описываемое устройство позволяет снизить налряжение остаточного электрического заряда на измеряемой емкости, обуславливаемого больщой постоянной времени обратно смещенного р-п-перехода и приводящего к увеличению погрещности преобразования в известном устройстве. Формула изобретения 1. Устройство для измерения емкости полупроводниковых приборов, содержащее операционный усилитель с клеммами для подключения испытуемого прибора в цепи отрицательной обратной связи, источник напряжения смещения, фильтр верхних частот, дифференциальный усилитель-ограничитель, аналоговые запоминающие устройства, интегратор, электронный переключатель, схему совпадения, формирователь опорного интервала времени и счетчик, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, в него введены второй фильтр верхних частот, опорный резистор и двуполярный источник опорного напряжения, соединенный с вторым электронным переключателем, причем выход дифференциального усилителя-ограничителя соединен через второй фильтр верхних частот с управляющим входом второго электронного переключателя, выход которого через опорный резистор соединен с входом операционного усилителя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фильтры верхних частот выполнены в виде дифференцирующего усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2448513/25, кл. 01 R 31/26, 02.77. 2.Авторское свидетельство СССР № 402836, кл. 01 R 31/26, 31.05.71. 3.Авторское свидетельство СССР № 512440, кл. 01 R 31/26, 17.06.74 (прототип).