Устройство для измерения гальваномагнитных параметров полупроводников Советский патент 1981 года по МПК G01R33/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫХ

1

Устройство относится к измерительной технике и предназначается для измерения гальваномагнитных параметров (ГМП) полупроводников в импульсных магнитных полях.

Известно устройство для измерения гальваномагнитных параметров полу- проводников, содержащее источник переменного напряжения, батарею конденсаторов, блок заряда батареи, разрядный ключ, импульсный соленоид с исследуемым образцом, блок питания образца и регистрации сигнала, позшэляющее проводить измерения в широкой области значений напряженности магнитного поля .

Недостатком такого устройства является трудоемкость измерения так как оно работает в режиме генерации одиночного импульса магнитного поля. Измерение зависимости гальваномагнитных параметров от величины магнитного поля при работе в таком режиме требует выполнения дополнительных и трудоемких операций в процессе постепенного увеличения напряженности магнитного поля. К ним относятся, например,изменение напряжения на батарее конденсаторов с тем, чтобы получуть заданный имПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

пульс магнитного поля, изменение .чувствительности регистрирующего устройства при изменении сигнала с ростом поля и др.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения гальваномагнитных параметров полу10проводников, содержащее источник переменного напряжения, блок заряда, выход которого подключен к батаipee конденсаторов, с которой последовательно соединены разрядный ключ

15 и импульсный соленоид с образцом, подключенным к блоку питания образца и регистрации сигнала, введены тактовый генератор, ждущий генератор развертки и ждущий генератор пилообразного напряжения, компарато1,

20 два ключа и блок фазового управления, причем один выход тактового генератора соединен со входами ждущего генератора развертки и ждущего генерато25ра пилообразного напряжения, а другой соединен с управляющим входом разрядного ключа, выход ждущего генератора пилообразного напряжения соединен с сигнальным входом комЬарАтора и через первый ключ с сигнальтЫ

30

ходом блока фазового управления, ыход ждущего генератора развертки оединен с опорным входом компаратоа, выход которого подключен к упавляющему входу первого ключа, исочник переменного напряжения через торой ключ, соединен со входом блока заряда и опорным входом блока фазового управления, выход которого подключен к управляющему входу втоого ключа.

На чертеже представлена блок-схеа устройства.

Устройство содержит блок 1 заряда, сточник 2 переменного напряжения, батарею 3 конденсаторов, разрядный ключ 4, импульсный соленоид 5 с образцом, блок б питания образца и регистрации сигнала, тактовый генератор 7, ждущие генераторы 8 пилообразного напряжения, развертки 9, первый ключ 10, компаратор 11 и блок 12 фазового управления и второй ключ 13.

Вход блока 1 заряда через второй ключ 13 соединен с источником 2 переменного напряжения, к которому подключен также опорный вход блока 12 фазового, управления, выход которого соединен с управляющим входом ключа 13. Выход блока 1 заряда соединен с батарей 3 конденсаторов, которая через разрядный ключ 4 соединена с импульсным соленоидом 5, в рабочем зазоре которого находится исследуемый образец, соединенный с блоком б питания образца и регистрации сигнала. Один выход тактового генератора 7 соединен со входами синхронизации генераторов8 пилообразного напряжения и развертки 9, а другойс управляющим входом разрядного ключа 4. Выход генератора 8 соединен с сигнальными входами- компаратора 11 и блока 12 фазового управления через ключ 10. Выход ждущего генератора развертки 9 соединен с опорным входом компаратора 11,. выход которого подключен к управлякяпему входу ключа 10.

Устройство работает следующим образом.

Тактовый генератор 7, генерирующий на два выхода прямоугольные импульсы с частотой следования ,l1 Гц, запускает с одного выхода два ждущих генератора с одинаковой амплитудой импульсов, а именно, пилообра,зного напряжения 8 с длительноcTbKj нарастания 0,8 с и напряжения развёртки с изменяемой длительностью от 0,5 до 3 мин. Время заряда батареи 3 конденсаторов до максимального напряжения равно 0,8 с, поэтому длительность импульса генератора 8 и задержка импульсов на втором выходе генератора 7 выбраны равными 0,8 с. Длительность импульса генератора 9 развертки определяет длительность записи, полевой зависимости ГМП самописцем. Напряжение генератора 8 через первый дополнительный ключ 10, открытый в исходном состоянии, подается на блок 12 фазового управления вторым ключом 13.

J Закрытый в исходном состоянии ключ 13 открытвается в момент поступления импульса генератора 8 на блок 12 управления до угла отпирания, задаваемого величиной напряжения генераQ тора 8. В результате зтого происходит заряд батареи 3 конденсаторов блоком 1 заряда. В то же время напряжения генератора 8 подается на сигнальный, а генератор 9 - на опорный вход компаратора 11, который при их

5 совпадении с помощью ключа 10 отсоединяет выход генератора 8 от блока 12 фазового управления. Вследствие зтого заряд батареи 3 конденсаторов источником переменного напряжения прекращается. Задержанный на 0,8 с сигнал со второго выхода тактового генератора 7 открывает разрядный ключ 4, что обеспечивает разряд батареи 3 конденсаторов через импульсный

5 соленоид 5. Поскольку импульсы генераторов 8 и 9 имеют разную длительность И равную амплитуду и синхронизированы одним генератором 7, то после второго и последующих тактовых

Q импульсов, запускающих лишь генератор 8, их напряжения будут сравниваться от каждого предыдущего к каждо му последующему импульсу через больший промежуток времени и при ампли- тудах. Длительность и амплитуда импульсов генератора 8, поступаквдих на блок 12, нарастает, вследствие чего ключ 13 открывается на большее время, а запасаемая в батарее конденсаторов 3 энергия и магнитное поле в соленоиде 5 от., импульса к импульсу нарастает, что и обеспечивает возможность измерения полевой зависимости гальваномагнитных параметров.

5 Использование устройства позволяет автоматизировать процесс измерения зависимости гальваномагнитных параметров от величины напряженности импульсного магнитного поля в широQ ком диапазоне ее изменения при точности измерений не хуже точности, получаемой при использовании известного устройства. Так, использование устройства для измерения магнитосоп,, ротивления позволило сократить время измерения примерно на порядок и повысить точность более чем в два раза.

Формула изобретения

Устройство для измерения гальваномагнитных параметров полупроводников, содержащее источник переменного напряжения, блок заряда, выход которого 65 .подключен к батарее конденсаторов, с которой последовательно соединены разрядный ключ и импульсный соленоид с образцом, подключенным к блоку питания образца и регистрации сигнала, отлич ающееся тем, что, с целью повышения быстродействия в него введены тактовый генератор, ждущий генератор развертки и ждущий генератор пилообразного напряжения, компаратор, два ключа и -блок фазового управления, причем один выход тактового генератора соединен со входами ждущего генератора развертки и ждущего генератора пилообразного напряжения, а другой соединен с управляющим входом разрядного ключа, выход ждущег генератора пилообразного напряжения соединен с сигнальным входом компаратора и через первый ключ с сигнальным входом блока фазового управления, выход ждущего генератора развертки соединен с опорным входом компаратора, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, источник переменного напряжения через второй ключ соединен со входом блока заряда и опорным входом блока фазового управления, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Приборы и техника эксперимента, 1971, 2, с. 154.