Устройство для измерения коэффициента усиления по току транзисторов Советский патент 1982 года по МПК G01R31/26 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ПО ТОКУ ТРАНЗИСТОРОВ

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля параметров полупроводниковых приборов, в частности для измерения коэффициента усиления по току транзисторов, при их массовом производстве.

Известно устройство для измерения статического коэффициента усиления по току транзисторов, содержащее источник эмиттерного тока, источник коллекторного напряжения, переключатель рода работ, усилитель и измерительный блок l.

Недостатком известного устройства является наличие систематической погрешности, обусловленной конечной величиной сопротивления резистора, включенного в базовую цепь испытуемого транзистора. Другим недостатком устройства является низкая производительность, обусловленная необходимостью переключения измерительного устройства (вольтметра) с коллекторной цепи на базовую в процессе контроля.

Известно также устройство для измерения коэффициента усиления по

J /току транзисторов ). содержащее источник эмиттерного тока и коллекторного напряжения, резисторы, вольтметр и генератор синусом дальнего напряжения 2.

IQ Недостатком известного устройства является наличие систематической погрешности, обусловленной конечной величиной сопротивления резистора, включающего в базовую цепь испытуе15 мого транзистора, низкая производительность, обусловленная большим временем измерения напряжения с помощью вольтметра.

Наиболее близким к предлагаемому

20 является устройство для измерения коэффициента усиления по току, содержащее управляемый источник эмиттерного тока, источник коллекторного напряжения, преобразователь тока 39 в напряжение, выполненный на операционном усилителе с резистором в цепи обратной связи, блок регистрации, два конденсатора и два синхрон ных переключателя Г31. Недостатком устройства является относительно низкая точность измерения, обусловленная сложностью определения приращения выходного напряжения как разности двух близких величин. Для обеспечения высоко точности измерения напряжения на за поминающих конденсаторах должны оставаться постоянными между тактам измерения. , Цель изобретения - повышение точ ности измерения и расширение функци ональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения коэффициента усиления по току транзисторов, содержащее блок управления с управляемым источником эмиттерного тока, выход которого соединен с клеммой для подключения эмиттера исследуемого транзистора, к клемме для подключения коллектора которого подсоединен источник коллекторного напряжения, а к клемме для подключения базы подключен преобразователь ток-напряжение, выход которого соединен с входом блока па мяти, соединенного с одним входом блока суммирования, подключенного в ходом к одному входу блока регистра ции, а другой вход блока суммирования соединен с выходом преобразователя ток-напряжение, блок управления соединен с управляющим входом блока памяти, выход которого соединен с другим входом блока регистра На фиг. 1 изображена, функциональ ная схема устройства, на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит управляемый источник 1 эмиттерного тока, блок 2 управления, преобразователь 3 токнапряжение, источник Ц коллекторного напряжения, блок 5 суммирования, блок 6 памяти, блок 7 регистрации и клеммы 8, 9 и 10 для подключения соответствующих электродов испытуем го транзистора. Блок 7 регистрации представляет собой вольтметры амплитудного значе ния, один из которых предназначен для измерения размаха амплитуды переменного напряжения, пропорционального величине 1 + h, а другой для измерения постоянного напряжения, пропорционального значению I Oi . Устройство работает следующим образом. Управляемый источник 1 задает в эмиттер испытуемого транзистора импульс тока Ig, модулированного синусоидальным iсигналом, поступающим с выхода блока 2 управления (фиг.2а). Источник k обеспечивает необходимый режим на коллекторе, при этом ток базы преобразовывается преобразователем 3 в напряжение (фиг.26), который поступает на первые входы блоков 5 и 6 .До момента времени t. (фиг.2в) блок 6 памяти работает в режиме инве этирования входного сигнала с коэффициентом передачи равным -1, поэтому напряжение н& его выходе равно и противоположно по знаку напряжению, поступающему на его первый вход. В результате сложения сигналов с выхода преобразователя 3 и выхода блока 6 напряжение на выходе блока 5 до момента равно нулю (фиг.2г), В момент t блок 2 вырабатывает сигнал, переводящий блок 6 в режим запоминания, при котором уровень напряжения -U запоминается и хранится до момента времени t,. В результате сложения сигналов, поступающих на входы блока 5, напряжение на его выходе в течение времени t -tj равно , где uU - размах переменного напряжения, пропорционального изменениям базового тока, k - коэффициент усиления блока 5. , Таким образом, с выхода блока 5 в блок 7 регистрации поступает приведенное к нулю переменное напряжение, пропорциональное изменению базового тока йЗз Зэ iie йЗб Кбо Время измерения параметра ha-te определяется только временем собственно измерения t размаха амплитуды переменного напряжения и численно равно длительности нескольких периодов модулирующего сигнала, что составляет единицы милисекунд. Применение синусоидального сигнала позволяет повысить помехозащищенность и устранить погрешность измерения, обусловленную протеканием обратного тока коллектора в базовую цепь, т. этот ток не влияет на величину напряжения k ли. С выхода блока 6 в блок 7 регис рации поступает импульс напряжения DO пропорциональный постоянной составляющей базового тока испытуе мого транзистора . . 1эо ,Эо где k. - коэффициент усиления преоб разователя 3, I - ток эмиттера. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновременно измерить параметры Ь,, и Ь2 в одном цикле измерения, что расширяет его функциональные возможности. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет производить измерение параметра на модулирующем сигнале любого вида, например в виде последовательности импульсов прямоугольной формы. Выбор модулирующего сигнала опре деляется требованиями точности, быстродействия и помехозащищенности :устройства. Формула изобретения Устройство для измерения коэффициента усиления по току транзисто2ров, содержащее блок управления с управляемым источником эмиттерного тока, выход которого соединен с клеммой для подключения эмиттера исследуемого транзистора, к клемме для подключения коллектора которого присоединен источник коллекторного напряжения, а к клемме для подключения базы подключен преобразователь ток-напряжение, выход которого соединен с входом блока памяти, соединенного с одним входом блока суммирования, подключенного выходом к одному входу блока регистрации, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей, другой вход блока суммирования соединен с выходом преобразователя токнапряжение, блок управления соединен с управпяю)м входом блока памяти, выход которого соединен с другим входом блсжа регистрации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Лронов В.Л. и др. Испытание и исследование полупроводниковых приборов. М., Высшая школа, 1975i с. 72-7. .2. Аронов В.Л. и др. Испытание и исследование полупроводниковых при боров. М., Высшая школа, 1975, с. 97-103. 3. Авторское свидетельство СССР , кл. С 01 R 31/26, 1977.