Устройство для измерения характеристик переключающих диодов Советский патент 1982 года по МПК G01R31/26 

I

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при измерении вольтамперных характеристик переключакнцих диодов.

По основному авт.св. № известно устройство для измерения характеристик переключающего элемента, содержащее генераторы прямоугольных импульсов, блоки модуляции, суммирования, задержки, осциллографы, дифференциальный усилитель, ограничитель тока, измерительную цепь, импульсный радиометр, индикатор, диоды и генератор управляющих импульсов ПЗ.

: Известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности из-за зависимости уровня тока от диапазона переключающих напряжений и задержки переключения, a также изза ограниченности интервала времени измерения зависимости шумовой темпepatypы от тока.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устрой- ства.

Цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор управляющих импульсов, оба выхода которого соединены соответственно с двумя генераторами прямоугольных импульсов, выход первого генератора соединен через модулятор амплитуды импульсов с одним из входов блока суммирования, a второй вход которого соединен с выходом второго генератора прямоугольных импульсов, выход блока суммирования через ограничитель тока соединен со входом измерительной цепи, состоящей из последовательно соединенных резистора и контролируемого диода, и со входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с контролируемым диодом и входами У первого и второго осциллографов, a выход соединен со входом X

первого осциллографа, вход Z которого соединен с выходом модулятора яркости, вход которого через два диода соединен с обоими выходами генератора управляющих импульсов, вход Z второго осциллографа соединен с выходом генератора импульсов, вход которого через блок задержки соединен со вторым выходом генератора управляющих импульсов, с которым соединен и вход синхронизации второго осциллографа, радиометр, вход которого соединен с волноводом, а стробируемый вход радиометра соединен с .выходом генератора импульсов, инди катор, вход которого соединен с выходом радиометра, введены два дополнительных блока задержки, генератор зондирующих импульсов, генератор переключающих импульсов, дополнительный блок суммирования и дополнительный осциллограф, причем входы дополнительных блоков задержки объединены и соединены с первым выходом генератора управляющих импульсов, выход первого блока задержки через генератор зондирующих импульсов и через дополнительный блок суммирования соединен с входом измерительной цепи, выход второго дополнительного блока задержки через генератор переключающих импульсов соединен с вторым входом дополнительного блока суммирования, вход У, вход Z и вход синхронизации дополнительного осциллографа соединены соответственно с выходами дифференциального усилителя, генератора импульсов и с вторым выходом генератора управляющих импульсов.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

В устройство входят генератор 1 управляющих импульсов, первый генератор 2 прямоугольных импульсов, генератор 3 переключающих импульсов, генератор зондирующих импульсов, дополнительные блоки задержки 5 и 6, волновод 7, диод 8, модулятор яркости 9 первый осциллограф 10, второй генератор 11 прямоугольных импульсов, второй осциллограф 12, третий осциллограф 13, диод 14, блок задержки 15, генератор 16 импульсов, радиометр 17, индикатор 18, модулятор амплитуды импульсов 19, блок суммирования 20, ограничитель тока 21, резистор 22, контролируемый диод 23, дополнительный блок суммирования 2 и дифференциальный усилитель 25Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Управляющие сигналы, вырабатываемые генератором 1, попеременно запускают генераторы 2 и 11 прямоугольных импульсов напряжения. При помощи модулятора 19 формируется последова0тельность прямоугольных импульсов с монотонно от импульса к импульсу о изменяющейся амплитудой. Эта последовательность импульсов используется для измерения импульсной вольтампер5 ной .характеристики. При помощи блока суммирования 20 она складывается с последовательностью импульсов, поступающих от Генератора М. Суммарное напряжение через ограничитель тока

, который предназначен для огра ничения тока при переключении исследуемого элемента в низкоомное состояние и тем самым предотвращение его выхода из строя, поступает на

5 вход измерительной цепи (22 и 23). Одновременно с запуском генераторов 2 и 11 через диоды 8 и I запускается модулятор 9 яркости луча осциллографа 10, который вырабатывает импульсы напряжения, сдвину0тые по отношению начала формирования импульсов на выходах генераторов 2 и 11. Величина этого сдвига вырабатывается большей продолжительности переходных процессов в измерительной цепи. При этом сумма сдвига и. длительности импульса, вырабатываемого модулятором 9, не превышает длительность любого из импульсов, поступающих от гене0раторов 2 и 11. При поступлении импульса от модулятора 9 на вход Z осциллографа 10 на экране последнего появляется светящаяся точка. Ее координаты пропорциональны напряжению на исследуемом элементе и току через него.

От генераторов импульсов 3 и через сумматор 24 на вход измерительной цепи (22 и 23) поступают

0 прямоугольные импульсы, сдвинутые как между собой, так и относительно импульса на выходе генератора 2. Первый из них, служащий переключаю. щим импульсом напряжения, либо на ложен, либо своим спадом совпадает с импульсом, поступающим от генератора 11 и служащим импульсом напряжения поддержки низкоомного состояиия переключающего элемента. Второй импульс является зондирующим. При исследовани.и характеристик кмзкоомного состояния он накладывается на импульс напряжения под|Держки, а при исследовании процесса восстановления высокоомного состояния сдвинут относительно последнего. В первом случае его полярность противоположна, а во втором совпадает с полярностью поддерживающего напряжения. Радиометр 17 измеряет шумовую тем пер.атуру, которая отсчитывается по показаниям индикатора 18, только в короткий интервал времени, когда на его вход запуска поступает импульс от генератора 16. Запуск после него происходит сигналом от блока 15 регулируемой задержки, запускаемого, в свою очередь, одновременно с генератором 11. Длительность импульса на выходе блока 1б меньше длительности поддерживающего, но не больше длительности зондирующего импульса. Регулируя задержку запуска радиометра, можно измерить шумовую температуру в различные моменты времени в низкоомном состоянии и при востановлении высокоомного сост :)яния исследу мого элемента. При этом, изменяя амп литуду зондирующего импульса при синхронном запуске радиометра 17 и генератора , можно исследовать токо вую зависимость шумовой температуры проводящего канала. Для того, чтобы в процессе этих измерений сохранилис неизменными размеры проводящего канала, длительность зондирующего импульса выбирается меньше времени вое становления высокоомного состояния контролируемого диода 23. Задержка между сигналами на выходах генератора 1 и частота их следо вания подобраны таким образом, что очередной запуск генератора 2 происходит не раньше, чем напряжение на выходах каждого из остальных гене раторов 3, и 11 при предыдущем их запуске уменьшится до нуля. Следовательно, импульсы напряженияот генераторов З, и П появляются на входе измерительной цепи в промежутка с меж ду импульсами, предназначенными для измерения вольтамперной характеристики. Таким образом, на экране осциллографа 10 в виде последовательности меток наблюдается импульсная вольтамперная характеристика ис956 следуемого переключателя, на фоне которой более высокой яркостью « выделяется точка, соответствующая напряжению и току смещения в низкоомном состоянии. ТГапряжение на исследуемом элементе и ток в момент подачи зондирующего импульса определяются при помощи осциллографов 12 и 13 соответственноi При их помощи регистрируется также задержка зондирующего импульса по отношению переключающего и момент измерения шумовой температуры. Последний определяется по местоположению более яркой метки, появляющейся на экранах осциллографов в момент поступления импульса от блока 16 запуска радиометра на входы их каналов. Предлагаемое устройство дает возможность исследовать токовую зависимость шумовой температуры в низкоомном состоянии переключающего элемента, не изменяя состояния проводящего канала. Кроме того, исследования на нем можно проводить в более широком интервале переключающих напряжений. Формула изобретения Устройство для измерения характеристик переключающих диодов по авт.св. № , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей. него введены два дополнительных блока,задержки, генератор зондирующих импульсов, генератор переключающих импульсов, дополнительный блок суммирования и дополнительный осциллограф, причем входы дополнительных блоков задержки объединены и соединены с первым выходом генератора управляющих импульсов, выход первого блока задержки через генератор зондирующих импульсов и через дополнительный блок суммирования соединен с входом измерительной цепи, выход второго дополнительного блока задержки через генератор переключающих импульсов соединен с вторым входом дополнительного блока, суммирования, вход У, вход Z и вход синхронизации дополнительного осциллографа соединены соответствен7928265

но с выходами дифференциального уси- Источники информации йыхпппГ импульсов и с ВТО- принятые во внимание при экспертизе uMHvnt T управляющих 1. Авторское свидетельство СССР импульсов. . кл. G 01 R 31/26, 1977.