Способ для измерения проводимости обратной передачи четырехполюсника Советский патент 1981 года по МПК G01R27/28 G01R31/26 

(54) СПОСОБ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОВОДИМОСТИ ОБРАТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения характеристических У-параметров проводимости транзисторов. Известен способ измерения проводимости обратной передачи четырехполюсников, основанный на введении образцового импульса и сравнении его параметров с параметрами измеряемой проводимости путем компенсации действительной и мнимой составляющих измеряемой проводимости 1. Недостатком этого способа является низкая точность измерений, обусловленная погрешностями образцового импеданса при его проверках. Известен также способ измерения проводимости обратной передачи четырехполюсника, основанный на методе амперметра и вольтметра, когда о про водимости судят из отношения значений переменного тока на входе к напр жению на выходе четырехполюсника при коротком замыкании на входе (и.0)21. Недостатком этого способа являет ся низкая точность измерений малых значений проводимости обратной пере дачи, обусловленная ограничениями по входному сопротивлению измерительного вольтметра, сравнимого с величиной входного сопротивления четырехполюсника при измерениях малых значений токов во входной цепи четырехполюсника в режиме короткого замыкания. Цель изобретения - повышение точности измерений . Цель достигается тем, что согласно способу, основанному на подаче переменного тока частоты на выход четырехполюсника и измерении напряжения сигнала, подаваемого на выход четырехполюсника периодически с частотой коммутации замыкают по переменному току, измеряют на частоте коммутации величину пульсаций тока на выходе четырехполюсника, а о величине проводимости обратной передачи четырехполюсника судят по отношению значений пульсаций тока к произведению коэффициента передачи четырехполюсника на подаваемое на выход четырехполюсника напряжение. В системе У-параметров напряжения и точки во входной и выходной uenaSi

четырехполюсника связаны следующим матричным уравнением:

.i

комплексные величины токов и напряжения во входной и выходной цепях четырехполюсника соответственно;

/ I матрица проводимостей

//Y2 |V2i/| четырехполюсника.

fY2/i V2i

При холостом ходе на входной стооне () ток на выходной стороне авен

Ьш.1г

г V

где Y, выходная проводимость, оп22ределяемая как отношение тока короткого замыкания 1гкз напряжению U, при коротком замыкании на входе т.е. и 0, тогда

V .jaicb 1г 02.

Решая эти два уравнения совместно/ получаем

О

. 2К-5 2Klt

ИЛИ V p.Ui

2BblX

Yjl

гдер --sTj- коэффициент передачи тока По определению проводимость обратной передачи . и Р коротком закикании на входе (U 0) . Приравняв обе проводимости, получаем

iK - xx-Pi-iОбычно , например для транзи- стора он равен сотням, а иногда тысячам раз. Кроме того, выходные.сопротивления ряда четырехполюсников велико и не ставит жестких требований к входному сопротивлению прибора, измерякядего ток. В результате этоготочность измерений повышается.

На чертеже представлен вариант реализац 1и устройства, осуществляющего предлагаемый способ.

Устройство содержит управляемый прерыватель 1, исследуемый четырехполюсник 2, трансформатор тока 3, вольтметр 4, генератор 5, питаюи1Ий выходную сторону четырехполюсника, управляющий генератор 6, преобразователь 7 тока в напряжение, формирователь 8 прямоугольных импульсов, фазовращатель на 90 9, высокочастотные ВЧ) синхронные детекторы 10 и 11 низкочастотные (НЧ) синхронные детекторы 12 и 13. Индикаторы 14 и 15 действительной и мнимой составляющих пульсаций тока.

Выходные зажимы 2-2 исследуемого четырехполюсника 2 подключены через трансформатор тока 3 к выходу генератора 5 с частотой генерации. Входные зажимы 1-1 периодически с . частотой SI закорачиваются прерывателем 1, управляющим генератором б. Пульсации тока выходной цепи, вызванные периодическим закорачиванием входной цепи, через трансформатор

тока 3 и преобразователь 1 тока в напряжение поступают на вход ВЧ синхронного детектора 10 и через фазовращатель на 9о на вход ВЧ синхронного детектора 11, управляющие входы этих детекторов подключены через

5 формирователь прямоугольных импульсов на вход генератора 5, Сигналы на выходах ВЧ синхронных детекторов 10 и 11 соответствуют действительной и мнимой частям пульсирующего тока

0 в выходной цепи относительно питающего напряжения от генератора 5, которые измеряются вольтметром 4. Эти выходные сигналы поступают на входы соответствующих НЧ синхронных детекторов 12 и 13, управляющие входы которых подключены к выходу генератора б. На выходе синхронных детекторов 12,и 13 возникают постоянные напряжения, пропорциональные действи.J тельной и мнимой частям величины пульсаций тока в выходной цепи, Выходные напряжения детекторов 12 и 13 поступгиот на индикаторы 14 и 15 действительной и мнимой частей и от- считывают

Re (2.)(.хХ1к,(12КЗ 2ХХ

После этого определяют величину проводимости обратной передачи

0 Y - (bK.-i xxVjIn.(,-I-7v)

,Р

где J5 -паспортная величина для данного четырехполюсника. 5 Из низких частот f измерения упрощаются. Остается только канал измерения действительной части величины пульсаций выходного тока и тогда

V - 12 .

Нижний предел частоты f должен быть на порядок выше частоты ft. Частоту SI из условий помехоустойчиво, сти к сетевым наводкам желательно выбирать равной половине промышленной частоты, т.е. 25 Гц или много ниже.

Формула изобретения

Способ для измерения проводимости обратной передачи четырехполюсника, основанный на подаче переменного тока одной Частоты на выход четырехполюсника и измерении напряжения

сигнала, подаваемого на выход четырехполюсника, Ъ т л и Ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышения тоЧйости измерений, вход четырехполюсника периодически с частотой коммутации замыкают по переменному току, измеряют на частоте коммутации величину пульсаций тока на выходе четырехпо-. люсника, а о величине проводимости обратной передачи судят по отношению значений пульсаций тока к прризведению коэффициента передачи четырехпо4

люсника на подаваемое на выход четырехполюсника напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

измерения и измерения параметров полупроводниковых приборов. 1969, с. 272.

. 1англ. 1961,Оборонгиз, с. 100-138 (прототип).

И

13

и