Устройство для измерения -образных вольтамперных характеристик двухполюсников

ЯОА СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦФАЮМчеииРЕСПУБЛИН 11 СО 1 В 31/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ .НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ(71) Ордена Ленина институт киберне.тики им. В.М. Глушкова(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯб-ОБРАЗНЫХ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХПОЗЗОСНИКОВ, включающеегенератор пилообразного напряжения,выход которого подключен к реэистивному делителю, осциллограф, шины дляподключения двухполюсника, первый ивторой усилители напряжения, о т л и.1 ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности, в него введеныуправляемый стабилизатор тока и источник постоянного напряжения, приэтом выход резистивного делителясоединен с управляющим входом управляемого стабилизатора тока и входомпервого усилителя, выход которогосоединен с входом М осциллографа,вход 1 которого соединен с выходомвторого усилителя, вход которогосоединен с первой шиной для подключения двухполюсника и первой выходной шиной управляемого стабилизаторатока, вторая выходная шина которогосоединена с общей шиной, вторая шинадля подключения двухполюсника соединена .с первым полюсом источникапостоянного напряжения, второй полюскоторого соединен с общей шиной,Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь.эовано для наблюдения б -образных вольт-амперных характеристик нелинейных двухполюсников, в частности переключающих элементов из аморфных материалов.Известно устройство для измерения вольт-амперных характеристик нелинейных элементов, содержащее осциллограф и измерительную цепь, представляющую собой последовательно соединенные исследуемый элемент и пОстоянный резистор, к которой подключен источник меняющегося со временем напряжения, модулированного небольшим ступенчатым сигналом. На экране осциллографа наблюдается вольтамперная характеристика элемента в виде точек 1 .Недостатком данного устройства является малая точность измерения при больших напряжениях и токах и при исследовании элементов, чувствительных к изменениям температуры.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для визуальной индикации характеристик полупроводниковых приборов, включающее генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к резистивному делителю, осциллограф, шины для подключения двухполюсника, первый.и второй усилители напряжения, генератор тактовых сигналов, Формирователь линейно уменьшающегося напряжения, электронный коммутатор, ключи, элементы ИЛИ реостаты и токосъемные резисторы 2,Известное устройство характери- зуется недостаточной точностью измерений и требует больших затрат времени при исследовании 5 -образных вольт-амперных характеристик переключающих элементов из-за необходимости каждый раз корректировать местоположение рабочей точки так, чтобы нагрузочная прямая не пересекала 5-образную характеристику в нескольких точках, так как может произойти переключение элемента пь нагрузочной прямой.При большой величине отрицательного дифференциального сопротивления нагрузочная прямая должна быть параллельна оси напряжений,чтобы обеспечить достоверность измерения вольт-амперных характеристик. Воэможности известного устройства не могут обеспечить такого наклона нагруэочяой прямой, что снижает точность измерения б -образной характеристики.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения 6-образнЫх вольт-амперных характеристик двухполюсников, включающеегенератор пилообразного напряжения,выход которого подключен к реэистивному делителю, осциллограф, шины,для подключения двухполюсника, пер вый и второй усилители напряжения,введены управляемый стабилизатортока и источник постоянного напряжения, при этом выход реэистивногоделителя соединен с управляющим 10 входом управляемогр стабилизаторатока и входом первого усилителя,выход которого соеДинен с входомХ осциллографа, вход У которого соединен с выходом второго усилителя, 5 вход которого соединен с первой шиной для подключений двухполюсника ипервой выходной шиной управляемогостабилизатора тока, вторая выходная шина которого соединена с общей 20 шиной, вторая шина,для подключениядвухполюсннка соединена с первымполюсом источника Постоянного напряжения, второй полюс которого соединен с общей шиной, ,На фиг,1 приведена блок-схема,устройства для иэмЕрения 5 -образныхвольт-амперных характеристик двухполюсников; на Фиг,2 - управляемыйстабилизатор тока, вариант исполнения.30Устройство для измерения б -образных вольт-амперных характеристикдвухполюсников содержит генератор 1пилообразного напряжения, выход ко 35 торого подключен к резистивному делителю 2, осциллограф 3, измеряемыйдвухполюсник 4, первый и второй усилители 5 и 6 напряжения, управляемый стабилизатор 7 тока и Источник40 8 постоянного напряжения, Выход резистивного делителя 2 соединен суправляющим входом управляемого стабилизатора 7 и входом первого усилителя 5, выход которого соединен с45 входом М осциллографа 3, вход У которого соединен с первым полюсом. измеряемого двухпопюсника 4,и первойвыходной шиной управляемого стабилизатора 7, вторая выходная шинакоторого соединена с общей шиной,второй полюс измеряемого двухполюсника 4 соединен с первым полюсом источника 8, второй полюс которогосоединен с общей шиной,Управляемый стабилизатор тока55 может бьпь выполненг напримеру ввиде операционного усилителя 9, неинвертирующий вход которого являетсяуправляющим входом стабилизатора 7тока, выход операционного усилителя60 9 соединен с затвором полевого транзистора 10, исток ,которого соединенс инвертирующим входом операционного усилителя 9а сток подключен кпервой шине управляемого стабилиза-65 тора 7, вторая шина которого соеди10 б 4246 Составитель В. КарповТехред М. Тепер Коррек Редактор А и з 10527/ 48 Тираж 710 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушсПодписное омитета СССР открытий я наб., д. 4г. Ужг ал П Ул, Проектная, 4 ате иена через резистор 11 с истокомполевого транзистора 10.Устройство работает. следующим образом.С генератора 1 линейно нарастающее напряжение через резистивныйделитель 2 поступает на управляющийвход управляемого стабилизатора 7,Стабилизатор тока обеспечивает по.стоянство.тока через свои выходныешины. Величина 3 этого тока определяется в любой момент времени на-.пряжением 0 , поступающим на неинвертирующий вход операционного усилителя 9, и величиной 0 токозадающего резистора 11 и может быть определена по формулев .0йДанная схема позволяет изменениемвеличины сопротивления К выбиратьдиапазоны регулирования тока 3 отдолей микроампера до нескольких мил-лиампер, что достаточно при исследо,вании полупроводниковых переключаю-,щих двухполюсников,Таким образом, на усилитель 5напряжения поступает сигнал, пропор-.циональный току через измеряемыйдвухполюсник 4, а на усилитель б напряжения - сигнал, пропорциональныйпадению напряжения на элементе 4,что обеспечивает визуальное наблюдение формы вольт-амперной характеристики на экране осциллографа в диапазоне частот генератора 1 Применение полевого транзистора встабилизаторе тока позволяет исследовать высокоомные образцы с сопротивлением до 10 В Ом, при этом усилитель напряжения 5 должен обладатьдостаточно большим входным сопротивлением,Нагрузочная прямая предлагаемогоустройства параллельна оси напряжений и всегда имеет одну точку пере 10 сечения с 5 -образной характеристикой исследуемого элемента, что обеспечивает достоверность и высокуюточность воспроизведения вольт-амперной характеристики на экране ос 15 циллографа.Изобретение позволяет зафиксировать неустойчивую ветвь 5 -образнойхарактеристики с отрицательным дифференциальным сопротивлением на эк-ране запоминающего осциллографаили на пленке фотоаппарата при подаче на вход стабилизатора 7 тока пилообразного импульса напряжениядостаточно малой длительности,25Предлагаемое устройство в отличиеот прототипа значительно облегчаетэлектрический и тепловой режимы испытания двухполюсного элемента, таккак при переключении элемента в низкоомное состояние не происходитувеличения протекающего через неготока, что повышает стабильность егО