Устройство для измерения электрических параметров пороговых элементов Советский патент 1982 года по МПК G01R31/28 

(5) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОРОГОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

I

Изобретение относится к измери(тельной технике и может быть использовано при создании различных устройств автоматики, вычислительной :техники и цифровых измерительных приборов для экспериментальных исследований ,

Известно устройство, содержащее три источника питания, три измерителя постоянного напряжения, четыре переключателя, шесть резисторов и контролируемую интегральную схему, в котором источники и измерители включены параллельно и через резисторы и переключатели подключены к выводам интегральной микросхемы,Устройство пригодно для измерения гистерезиса, напряжения смещения, а также напряжения температурного дрейфа пороговых элементов tl} .

Такое устройство обладает недостаточной точностью и большой сложностью, поскольку содержит большой объем стандартно-измерительного оборудования, а определение параметров производится по одному отсчету.

. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее интегратор, источник переменного напряжения,контролируемый порЪговый элемент, два логических элемента 2 И, инвертор и дифференциальный вольтметр среднего значения, к входу которого через

элементы 2 И подключены источник ffeременного напряжения, выход контролируемого порогового элемента, и выход инвертора, К выходу источника переменного напряжения подключены вход инвертора и через интегратор вход контролируемого порогового элемен.та 23,

Однако известное устройство не I позволяет производить измерение напряжения смещения и напряжения температурного дрейфа пороговых элементов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройст ва путем измерения напряжения смещения и температурного дрейфа. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее интегратор, инвертор, дифференциаль- ный вольтметр среднего значения, два логических элемента 2 И и источник переменного напряжения, соединенный с интегратором и с входом одного элемента 2 И, а через инверторс входом второго элемента 2 И, вход контролируемого порогового элемента соединен с выходом интегратора, а выход - с вторыми входами элементов 2 И, введены диодный ограничитель и двухпозиционный переключатель, подви ные контакты которого подсоединены к входам дифференциального вольтметра среднего значения, одни неподвижные контакты - к выходам логического эле мента 2 И, а другие неподвижные контакты - к выходам диодного ограничителя, один вход которого подсоединен к выходу источника переменного напря жения, а другой - к выходу контролируемого порогового элемента. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2характеристики вход-выход контроли руемого порогового элемента; на фиг. 3 временная диаграмма работы устройства. Устройство содержит интегратор 1, источник 2 переменного напряжения, соединенный через интегратор 1 с вхо ДОМ контролируемого порогового элеме та 3, два логических элемента 2 И и 5, инвертор 6, дифференциальный вольтметр 7 среднего значения, двухпсэзиционный переключатель 8 с двумя группами контактов и диодный ограни читель 9. Устройство работает следующим образом. Ввиду необходимости использования :интегральных оценок гистерезиса поро говых элементов, значение гистерезиса находится как разность между средними значениями порогов срабатывания при подходе снизу и сверху (фиг. 2, график 10), т.е. бО .u,.uS -ui, Л-&. . Щ..., где UH - значение порога при подходе снизу при i-oM его срабатывании; игй - значение порога при подходе сверху при I-OM его срабатывании; R - общее число срабатываний, В режиме измерения гистерезиса входы дифференциального вольтметра 7 среднего значения подсоединены через вторые неподвижные контакты переключателя 8 к выходу логических элементов 2 И 4 и 5, которые попеременно подключают выход порогового элемента 3 к входам дифференциального вольтметра 7. 3 результате вольтметр 7 показывает величину гистерезиса порогового элемента 3 . В режиме измерения напряжения смещения и напряжения температурного дрейфа дифференциальный вольтметр J средьТего значения подключают через неподвижные контакты переключателя 8 к соответствующим выходам диодного ограничителя 9При этом устройство работает следующим образом. Наличие напряжения температурного дрейфа Uvp/°C, являющегося составляющей напряжения смещения , вызывает смещение характеристики вход-выход порогового элемента (фиг. 2, графики 10 и 11). Оценку измеряемого UOM и можно произвести следующим образом. На фиг. 3 представлены графики пилообразного напряжения 12, на выходе интегратора 1 напряжения смещения UCIA 13 и It, действующего на входе контролируемого порогового элемента 3, опорного напряжения 15/Ед -0/. Координаты точек А и Б (фиг. 3) можно определить на основании уравненийи 4. u, и, где и - амплитуда пилообразного напряжения;Т - период импульсов источника переменного напряжения; t и tQ- координаты точек А и Б. На основании решении системы уравнений получим: t, (1 ) т/2, и m 59 С выхода диодного ограничителя 9 через переключатель 8 на входы диффе ренциального вольтметра 7 среднего значения поступают импульсы фиксированной диодным ограничителем 9 ампли туды Н, пропорциональной Е- (фиг. 3) одинаковой частоты, длительности (,)l6 и (т/2) 17. Вольт-секундная площадь этих импульсов будет равна Н() и И Т/2, а разность Н Т/2H() - (,) нУ.Т/ и условии ,, что нетрудно вы полнить, используя диодный ограничитель 9 Н Т/2 - ) .. „ utM, а измеренное дифференциальным вольтметром 7 среднее за период значение в соответстви с формулой И --И ПОЛНОСТЬЮ соответствует предыдущему выражению, так как показания дифференциального вольтметра 7 среднего за период значения, с учетом выполнения приведенных условий, будут однозначно определять напряжение смещения } . Напряжение температурного дрейфа идр/°С pпpeдenяJeтcя измерением f CW различных температурах контролируемого порогового элемента, раз делив при этом приращение на приращение ufC. В случае, если значение напряжения смещения имеет |отрицательное значение (фиг. 3, гра:фик U), то H() 7НТ/2, а диффе(ренциальный вольтметр 7 среднего значения за период значения имеет по казание с отрицательным знаком. Таким образом, предлагаемое устройство для измерения электрических параметров пороговых элементов позво ляет с достаточной точностью измерят наряду с гистерезисом, напряжение 2 смещения и напряжение температурного дрейфа без использования широкой номенклатуры стандартного измерительного оборудования. Формула изобретения Устройство для измерения электрических параметров пороговых элементов, содержащее интегратор, инвертор, дифференциальный вольтметр среднего значения, два логических элемента 2 И и источник переменного напряжения, соединенный с интегратором и с входом одного элемента 2 И, а через инвертор - с входом второго элемента , 2 И, вход контролируемого порогового элемента соединен с выходом интегратора, а выход - с вторыми входами элементов 2И, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения напряжения смещения и температурного дрейфа, в него введены диодный ограничитель и двухпозиционный переключатель, подвижные контакты которого подсоединены к входам дифференциального вольтметра среднего значения, одни неподвижные - к выходам логических элементов 2 И, а другие неподвижные контакты - к выходам диодного ограничителя, один вход которого подсоединен с выходу источника переменного напряжения, а другой - к выходу контролируемого порогового элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Викторов Б.И. и др. Конструирование контрольно-испытательной аппаратуры для ЭВМ. М. , Машиностроение , 1979, с. 166, рис. 89. 2.Авторское свидетельство СССР If , кл. G 01 R 19/16, 1975.

.1