Устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов Советский патент 1983 года по МПК G01R31/26 

Изобретение относится к контрольНС-измерительной технике и может быть использовано при разработке автомати-. зированных систем для измерения статических параметров транзисторов.

Известно устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов, содержащее источник задания режима, токосъемнЕлй резистор в цепи базы подключенный к нему усилитель, к выходу которого подключена цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора и ключа, амплитудно-временной преобразователь и счетчик l.

Однако в этом устройстве падение напряжения на токосъемном резисторе при большом диапазоне задания тока : эмиттера .порядка от единиц микроампер до единиц ампер), не позволяет получать высокую точность задания режима, а амплитудно-временной пр.еов разователь не обеспечивает высокого быстродействия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения статическо-ч го коэффициента передачи тока транзисторов, содержащее генератор импульсов тока, источник коллектор- .

ного напряжения, операционный усилитель с управляемой .цепью обратной связи, вход которого соединен с базой измеряемого транзистора, селектор тока эмиттера, выход которого соединен с цепью обратной связи опера ционного усилителя, алгебраический инвертор и цифровой индикатор C2l.

К недостаткам известного устрой10ства относятся невозможность обеспечения высокого быстродействия (порядка единиц и десятков микросекунд, так как цифровой отсчет значения коэффициента передачи тока и выбор

15 диапазона измерения выдутся во время действия импульсов тока эмиттера, а также недостаточная точность измерения, так как для высокоточных цифро вых вольтметров время измерения сос20тавляет порядка единиц и даже десят--: ков миллисекунд и возможен нагрев испытуемых транзисторов.

Кроме того, известное устройство не учитывает влияния неуправляемого

25 тока базы (1к.во результат измерения, что точность измерения, особенно на малых величинах тока эмиттера.

Цель изобретения - повьлиение

30 точности и быстродействия измерения., Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов, содержащее управляемый генератор тока эмиттера, соединенный с клеммой для подключения миттера транзистора, источник коллекторного напряжения, соединенный с клеммой для подключения коллектора транзистора, операционный усилитель с управляемой цепью обратной связи, вход которого соединен с клеммой для подключе11ия базы транзистора, . селектор тока эмиттера, подключенный к управляющим входам генерато- ра тока эмиттера и управляемой цепи обратной связи, алгебраический инвер тор, выход которого соединен с цифро вым индикатором, введены последовательно соединенные запоминающий конденсатор и ключ, схема управления, блок пуска, схема выборки и хранения вход которой подключен к ключу и первой обкладке запоминаю.щего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с выходом операцис.-ного усилителя, выход схемы выборки и хра нения соединен с входим алгебраического- инвертора, управляющий вход схемы выборки и хранения соединен с первым выходом схемы управления, а управляющий вход ключ.а подключен к второму выходу схемы управления,. третий выход которой соединен с вход источника тока эмиттера, а вход - с блоком пуска. Схема управления выполнена на трех одновибраторах и триггере, при чем вход первого од.човибратора подключен к входу схемы управления и сбросовому входу триггера, выход входам второго и третьего одновибраторов и второму выходу схемы упра ления, выход второго одновибратора подключен к третьему выходу схегиы управления, а выход третьего одно-; вибратора соединен с установочным входом триггера, выход которого под ключен к первому выходу схемы управ ления. На фиг. 1 приведена структурная . схема устройства для измерения статического коэффициента передачи ток транзисторов/ на фиг. 2 - временная диаграмма работы элементов устройства для одного периода измерения. Устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов содержит клеммы для по ключения эмиттера 1, базы 2, и коллектора 3 транзистора, селектор 4 тока эмиттера, управляемый генератор 5 тока эмиттера, источник 6 кол лекторного напряжения, операционный усилитель 7 с управляемой цепью 8 о ратной связи, запоминающий конденсатор 9, ключ 10, схему 11 выборки и хранения, схему 12 сшгебраичесиой инверсии, цифровой индикатор 13, схему 14 управления, состоящую из первого одновибратора 15, второго одновибратора 16, третьего одновибратора 17 и триггера 18, блок 19 пуска и измеряемый транзистор. Блок 19 пуска выдает импульс 20, первый одновибратор 15 - импульс 21, второй одновибратор 16 - импульс 22, третий одновибратор 17 - импульс 23, на выходе триггера 18 возникает напряжение 24. Вход операционного усилителя i7 соединен.с климмой для подключения базы измеряемого транзистора, а его выход подключен к цепи последова тельно соединенных запоминающего кон денсатора .9 и ключа 10, к точке соединения которых присоединен вход схемы 11 выборки и хранения,-выход которой соединен с алгебраическим инвертором С схемой алгебраической инверсии) 12. Селектор 4 тока эмитте ра соединен с генератором 5 тока эмиттера и с управляемой цепью 8 обратной связи операционного усилителя 7. Вход первого одновибратора 15 подключен к блоку 19 пуска, а его выход - к входам второго одновибратора 16 и третьего одновибратора 17 и управляющему входу ключа 10. Выход второго одновибратора 16 подключен к управляющему входу генератора 5 тока эмиттера, выход третьего одновибратора 17 соединен с установочным входом триггера 18, выход которого подключен к управляющему входу схемы 11 выборки и хранения, а сбросовый вход триггера 18 соединен с блоком 19 пуска. Устройство работает следующим образом, Бло1 19 пуска выдает импульс 20 пуска,.который запускает, первый одно вибратор 15, включающий ключ 10. При этом на коллектор измеряемого транзистбра подается напряжение, ток эмиттера отсутствует, и в цепи базы транзистора протекает обратный ток перехода коллектор - база который преобразуется операционным усилителем 7 в выходное напряжение OVI,/ равное , где ROC величина сопротивления управляемоч цепи обратной связи. До этого напряжения (OOVT заряжается запоминающий конденсатор 9 через ключ 10. По заднему фронту первого одновибратора 15 запускается второй одновибратор 16 и третий одновибратор 17. Второй одновибратор 16 вклю-i чает управляемый генератор 5 тока эмиттера, который задает в эмиттер измеряемого транзистора ток 1 , уста новленный селектором 4 тока эмиттера. При этом в базе измеряемого тран зистора течет ток, представлянвдий собой cy.Mtty управляемого тока базы и тока 1 Ч й гдеЦ,- коэффициент передачи тока транзистора, и, соответственно, на выходе операционного усилителя устанавливается напряжение Q .. .1 о /i) Ьа« Так как ключ 10 во время действия тока 1 разомкнут, то к входу схемы выборки и хранения приложено напряжение Ugbip равное напряжению на выходе операционного усилителя 7 за вычетом напряжения на запоминающе конденсаторе 9, т. е. - гыъ тг- о- t5 WRec-W oc C4): Так в это время схема 10 выборки и хранения находится в режиме выборк то это же напряжение устанавливается на выходе схемы 11 выборки и хра:нения. По заднему фронту импульса 23 третьего одновибратора 17, которьй короче импульса второго одновибратора 16, включается триггер 18, перекл чая схему 11 выборки и хранения в ре жим хранения, в котором схема запоминает установившееся значение напря жения .+1 (5) Таким обраагрм, .выходное напряжени схемы выборки и хранения прямо щюпорционально установленному току эмиттера и обратно прогюрпиональйо измеряемой величине 1 + Р этом обратный ток перехода коллектор база не влияет на результат измерения. Выходное напряжение сохраняется до прихода -следукяцего пуска. Поскольку селектор -4. тока эмиттер заданж ий ток эмиттера в цифровом коде,. одновременно соединен с цепью 8 управляемой обратной связи, сос тоящей из резисторов, взвешенных в том же цифровом коде, то произведени (всегда поддерживается постоявным независимо от задаваемого тока эмиттера, например, равным единице, т. е. «--u ; Напряжение на выходе охемы 12 алгебраической инверсии и, следовательно, на входе цифрового индикатора 13(.0уи)о 5ратно пропорционально входному току, т, е. (т Таким образом, в пере1М:1ве между импульсами тока эмиттера цифровой вольтметр измеряет напряжение, которое численно равно или пропорциональ но измеряемой величине коэффициента передачи тока транзистора. В предлагаемом устройстве для измерения статического коэффициента усиления по току транзисторов достигается значительно более высокое быстродействие по сравнению с известными устройствами, так как предлагаемое устройство позволяет производить непосредственное измерение значения статического коэффициента передачи тока за время действия одного импульса тока эмиттера, длительность которого может составлять единицы микросекунд, при этом информация о величине коэффициента переда чи может регистрироваться в паузе между измерениями, например в момент коммутации или подключения другого транзистора, что позволяет эффективно применять устройство в автоматических системах контроля. Кроме того, устройство обеспечивает высокую точность измерения при большом диапазоне задания тока эмиттера (от единиц микроампер до десятков ампер}, так как, с одной стороны, исключается влияние обратного тока коллектора на результат измерения, а с другой стороны, из-за малой длиТельности импульсов устраняется нагрев транзистора в процессе измерения. 1 ормула изобретения 1. Устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов, содержащее управляемый генератор тока эмиттера, соединенный с клеммой для подключения эмиттера транзистора, источник коллекторногонапряжения, соединенный с клеммой для подключения коллектора транзистора, операционный усилитель с управляемой цепью обратной связи, вход которого соединен с клеммой для подключения базы транзистора, селектор тока эмиттера, подключенный к управляющим входам генератора .тока эмиттера и управляемой цепи обратной связи, алгебраический инвертор, выход которого соединен с цифровым индикатором, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и быстроцс.истиия нтмерения, в него введены мо.-лоловсгге.пьно соединенные запоми- конденсатор и ключ, схема управления, блок пуска, схема выборки и хранения, вход которой подключе к ключу и первой обкладке запоминаютого конденсатора, вторая обкладка которого соединена с выходом операционного усилителя, выход схемы выборки и хранения соединен с входом ллг-ебраического инвертора, управляю:ций вход cxetvTfj выборки и хранения (.юединен с первым выходом схемы управления, а управляющий вход ключа подключен к второму выходу схемы управления, третий выход которой соединен с входом.источника тока эмитT«ija, а вход - с блоком пуска.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, .что схема управления выполнена на трех одновибраторах и триггере, причем вход первого одковибратора подключен к входу схемы управления и сбросовому входу триггера, выход- - к входам второго и третьего одновибраторов и второму выходу схе№л управления, выход второго одновибратора подключен к третьему выходу схемы управления, а выход третьего одновибратора соединен с установочным входом триггера, выход которого подключен к первому выходу схемы управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

W 594466, кл. G 01 R 31/26, 25.02.78

2.Авторское свидетельство СССР

№ 548814, кл. G 01 R 31/26, 22.03.77 ,(прототип).

/9

Лнп итуда имny/lttCfff

. Z

МКС