Цифровой измеритель модуля коэффициента передачи тока транзисторов на высокой частоте Советский патент 1980 года по МПК G01R31/26 

(5-1) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МОДУЛЯ 1КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ТОКА ТРАНЗИСТОРОВ НА В1.1СОКОЙ ЧАСТОТЕ

1

Изобретение относится к электрон ной технике и может быть использова.но, в частности, для контроля транзисторов. .

В известных устройствах, содержа- 5 щих генератор тока высокой частоты, калиброванныП аттенюатор, измерительный приемник и фазовращатель, измерение коэффициента передачи тока транзистора состоит в- том, что транзисторО устанавливает в контактодержатель и с помощью калиброванного аттенюатора и фазовращатели добиваются нулевого отсчета по измерительному приемнику. Изменение ослабления аттенюатора по 15 отношению к начальному отсчету дает значение модуля коэфЛициента передачи тока 1 .

Недостатком этих устройств является то, что реальная .погрешность изме-20 рения составляет величину порядка г 10-15%.

Известен измеритель модуля коэффициента передачи тока транзисторов на высокой частоте, содержащий гене- 25 ратор тока высокой частоты, усилитель, соединенный со входом детектора,блок управления, подключенный к запоминаютему устройству, цифровому измерителю отношений, коммутирующему элемен- 30

ту, вход которого подключен к резисторам 2 .

Однако недостатком известного измерителя является больиая погрешность измерения из-за нелинейности усилителя и детектора.

Цепь изобретения - повы11ение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель введены аттенюатор, детектор, сравнивающее устройство, управляемый усилитель и два коммутирующих элемента, соединенные с блоком управления, при этом один из дополнительных коммутирующих элементов входами подключен к выходу аттенюатора и выходу коммутирующего элемента, выходом - к усилителю, выход детектор Г через второй дополнительный коммутирующий элемент соединен с запоминающим устройством и входом сравнивающего устройства, выход которого подключен ко входу управляемого усилителя, вход которого соединен с генератором тока высокой частоты, выход с аттенюатором и со входом дополни-. тельного детектора, соединенного выхо-дом с цифровым измерителем отношений.

На фиг. 1 представлена схема пред тагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства. Цифровой измеритель модуля коэффициента передачи тока транзисторов на высокой частоте содержит генератор 1 тока высокой частоты, контролируемый транзистор 2, токосъемные резисторы 3 и 4, коммутирующий элемент 5, дополнительный коммутирующий элемент 6, усилитель 7, детектор 8, коммутирующий элемент 9, запоминающее устройство 10, сравнивающее устройство 11, управляемый усилитель 12, аттенюатор 13, дополнительный детектор 14, из.меритель 15 отношеадй, блок 16 управ ления. Устройство работает следующим образом. С генератора тока высокой частоты 1 сигнаш поступает на эмиттер контро лируемого транзистора 2 и управляемый усилитель 12. С токосъемных резисторов 3 и 4 снимают сигналы напряжения, пропорциональ ные току базы и току коллектора соответственно,при этом ha. пропорционально отношению где IhZlfil- модуль коэффициента передачи тока; и, - ток коллектора контроли руемого транзистора 7J -. ток базы контролируемог транзистора; и - напряжение на токосъемном резисторе j ; напряжение на токосъемном резисторе R. Напряжение с токосъемных резисторов поступает попеременно через коммутирующий элемент 5 на один из входов первого дополнительного коммутирующего элемента 6,на другой вхрд ко торого через аттенюатор 13 подается выходное напряжение с управляемого усилителя 12. Эти сигналы попеременно усиливаются в усилителе 7, детектируются детектором 8 и через дополнительный коммутирующий элемент 9 по даются на запоминающее устройство 10 и сравнивающее устройство 11.В сравнивающем устройстве 11 происходит сравнение сигналов, пропорциональных напряжениям Uj и U и, следовательно пропорциональных токам базы и коллек тора контролируемого транзистора, ко .торые запомнены в запоминающем устро стве 10,с сигналами с выхода управля емого усилителя 12,прошедшими через аттенюатор 13, коммутирующий элемент 6, усилитель 7, детектор 8, коммутирующий элемент 9.- В результате сравнения вырабатывается сигнал рассогла сования, который подается на вход управления управляемого усилителя 12 и управляет им таким образом,что напряжение на выходе усилителя 12 становится пропорциональным напряжениям, на токосъемных сопротивлениях 3 и 4 и, следовательно, пропорциональным токам базы и коллектора транзистора. Поэтому отношение напряжений на выходе управляемого усилителя 12 оказывается равным отношению токов j и Л и равно модулю коэффициента передачи тока контролируемого транзистора. Временная диаграмма сигнала на входе запоминающего устройства 10 показана на фиг. 2 а. Сигнал поступает на вход запоминающего устройства 10 в интервалы времени -tд , - t , когда через коммутирующее устройство 9 к рему подключается выход детектора 8. Сигнал на выходе запоминающего устройства 10 присутствует и после прохождения входного сигнала (фиг.2 б), т.е. запоминается. Сигнал на входах сравнивающего устройства 11 представлен на фиг, 3 в, В интервалы времени fc - -2 , tJ -(; (фиг. 2 в) на входах сравнивающего устройства 11 присутствует один сигнал, на выходе его форм{-1руется отрицательный сигнал, который запирает управляемый усилитель 12 (фиг. 2 г), в интервалы времени t, ,-Ьд--tj , когда на обоих выходах сравнивающего устройства 11 имеются сигналы, на выходе Формируется сигнал, пропорциональный величине сигналов на входах, который управляет коэффициентом усиления упрввляемого усилителя 12 (фиг. 2 г). Соответственно управляемый усилитель формирует на выходе высокочастотные сигналы с амплитудами U и Uj соответственно, которые поступают на дополнительный детектор 14 и далее на измеритель 15 отношений. Продетектированный сигнал с управляемого усилителя показан на фиг, 3 д. Отношение выходных сигналов управляемого усилителя 12 равно модулю коэффициента передачи тока измеряемого транзистора. Ошибка в измерении определяется точностью воспроизводства отношения на выходе усилителя 12, которое, в, свою очередь, определяется точностью работы замкнутой системы автоматического регулирования,каковой является цепь, состоящая из коммутирующего элемента б, усилителя 7, детектора 8, коммутирующего элемента 9, запоминающего устройства 10, сравнивающего устройства 11, управляемого усилителя 12 ,аттенюатора 13.Поскольку эта система относится к классу статических систем автоматического регулирования, то ее точность определяется величиной статической ошибки S этой системы где К - коэффициент усиления системы в разомкнутом состоянии.

Статическая ошибка очень мала, поскольку высок коэЛфицнент усиления К (порядка 1000), следовательно мала и погрешность измерения IhHet Кроме того, напряжение на выходе усилителя 12 имеет большую величину (1-10 В), что позволяет использовать детектор 14 в линейном режиме и уменьшить погрешность детектирования.Процесс измерения происходит в течение короткого промежутка времени, поэтому практически отсутствует погрешность из-за нестабильности коэффициента передачи усилителя 7, детекторов 8 и 14,управляемого усилителя 12, запоминающего устройства 10.В то же время предлагаемый измеритель защищен также от долговременной нестабильности, так как измеряет отношение напряжений, Практически не оказьшает влияние на точность измерения |Н2. нелинейность усилителя 7 и детектора 8, будучи даже очень значительной, таккак они каждый раз усиливают и детектируют равные сигналы 0 и Uj ; U,, и Од (в интервалах времени j i; 5 показана огибающая этих высокочастотных сигналов на фиг.2 е);т.е. работают в этих интервалах в одной рабочей точке (разница между сравниваемыми сигналами очень мала; она определяется статической ошибкой системы

(J ).

Нелинейность управляемог о усилителя 12 также не имеет значения, так как его выходной сигнал определяется сигналом обратной связи с выхода сравнивающего устройства 11.

Применение предлагаемого измерителя в электронной промышленности для измерения модуля коэффициента передачи тока транзисторов на высокой частоте 1Ь l-iet позволяет повысить точность измерения ,что,в свою очередь, позволяет повысить качество разбраковки транзисторов. Применение

транзисторов более высокого качества позволяет повысить надежность готовой продукции.

Формула изобретения

Цифровой измеритель модуля коэффициента передачи тока транзисторов на высокой частоте, содержащий генератор тока высокой частоты,усилитель,соединенный со входом детектора, блок управления , подключенный к запомина0ющему устройству, цифровому измерителю отношений, коммутирующему элементу, вход, которого подключен к резисторам, отличающийся тем,что,с целью повышения точности измерения,

5 в него введены аттенюатор, детектор, сравнивающее устройство,управляемый усилитель и два коммутирующих элемента, соединенные с блоком управления, при этом ОДИН из дополнительных ком0мутирующих элементов входами подключен к выходу аттенюатораи выходу коммутирующего элемента, выходом к усилителю, выход детектора через второй дополнительный коммутирующий

5 элемент соединен с запоминающим устройством и входом сравнивающего устройства, выход которого подключен ко входу управляемого усилителя,вход которого соединен с генератором тока

0 высокой частоты,выход - с аттенюатором и со входом дополнительного детектора, соединенного выходом с цифровым измерителем отношений.

5

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1.Цифровой измеритель модуля коэффициента передачи тока транзисторов на высокой частоте.ГОСТ 16199-70.

2.Аронов В.Л., Федотов Я.А. Испы0тание и исследование полупроводниковых приборов.М.,Высшая школа , 1975, с. 161 (прототип).