Устройство для измерения импульсных вольтамперных характеристик полупроводниковых материалов

(19) ( 132 7/00 1 В 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВ)агасСеУ 2, Неп Рц 1 з гзС 1970 (54) ЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕСл) ЬР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ В,И.файнберг621.38.032(088.8)Авторское свидетельс835, кл. 0 О 1 В 27/О1 Г 8 апц ЮапзсЬ апй НсИ А МеС 1 юй Гог яцЬшеаяцгешецГ оГ я-чся Неч Яе ЮцзСг 41с. 228-230.57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЛЬСНЫХ ВОЛЬТАМПЕРНЫХ РИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ,содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и измерительную линию задержки с введенными в нее резистивным зондом, выходкоторого подключен к входу осциллографа, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения точности измерений, в устройство введенадополнительная линия задержки свходным сопротивлением, равным волновому сопротивлению измерительнойлинии задержки, причем выход дополнительной линии задержки подключенко второму входу осциллографа, авход - к исследуемому образцу, 11326855 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования полупроводниковых материалов и приборовпреимущественно в наносекундном диапазоне длительностей,Известно устройство для измеренияимпульсных вольтамперных характеристик (ВАХ).Это устройство содержит последовательно соединенные генератор,линию задержки, два реэистивныхзонда, выходы которых подсоединеныко входам стробоскопического осциллографа, измерительную линию задержки.и исследуемый образец, Параллельно входам осциллографа подсоединеныдве идентичные дополнительные линиизадержки, нагруженные на активныесопротивления, и выходы осциллографа подключены ко входам двухкоординатного самописца. Вход синхронизации осциллографа соединен с выходомгенератора.Устройство работает следующим образом.Импульс от генератора через линию задержки поступает на входыреэистивных зондов, где разделяетсяна три части. Первые два импульсачерез резистивные зонды поступаютна входы дополнительных линий задержки, а третий импульс подаетсянепосредственно на вход измерительной линии задержки. Все три импульса отражаются от нагрузок линийзадержки,по которым они распространяются, и одновременно достигаютвходов резистивных зондов. При этомна выходе одного зонда (вход А осциллографа) выделится сумма импульса, отраженного от исследуемого образца, и импульса, отраженного отактивного сопротивления, которыйпропорционален падающему на образецимпульсу. Аналогичная сумма выделится на выходе второго реэистивногозонда. Величины активных сопротивлений выбираются таким образом, чтобы суммарный импульс на выходе первого резистивного зонда быя пропорционален импульсу напряжения на образце, а импульс на выходе второгозонда был пропорционален импульсутока на образце. Недостатком устройства является низкая точность измерения при сопротивлениях нагрузки, существенно отличных от волнового сопротивления линий задержки, и сложность. Низкая точность обусловлена тем, что на входы осциллографа, кроме измеряемых импульсов "тока" и "напряжения", перед ними попадает падающий импульс, При Н яХ 4, где Б - сопротивление образца, а Е 1 - волновое сопротивление линий задержки, импульс напряжения будет значительно меньше падающего, что не позволяет установить чувствительность в канале напряжения в соответствии с величиной импуль; са "напряжения" из-за перегрузки осциллографа. Аналогичная ситуация будет при НЕ. В этом случае будет низкой точность измерения импульсов "тока".Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения импульсных вольтамперных характеристик полупроводниковых материалов, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, и измерительную линию задержки с введенным в нее реэистивным зондом, выход которого подключен к входу осциллографа. Устройство позволяет измерять импульсы ВАХ преимущественно в наносекундном диапазоне по измерениям падающего и отраженного от образца импульсов, Из .величин этих импульсов с помощью простых математических преобразований получают напряжение и ток на образце. Проводя такую обработку для различных ампли. туд падающих импульсов, получают ВАХ. Недостатком этого устройства является низкая точность измерений при В 1 О Е и В сО 1 Е . Это свя -ь нзано с тем, что при указанных соотношениях между В и Е амплитуды падающего и отраженного импульсов будут примерно одинаковы и их разность становится близкой к погрешности измерений, Следствием такого положения является низкая точность измерения, отсутствие автоматизации и малая скбрость измерений. Этот недостаток обусловлен тем, что ни падающий, ни отраженный импульс не пропорционален ни импульсу тока, ни импульсу напряжения и для получения ВАХ нужна ручная обработка результатов измерений.Цель изобретения - повышение точности измерений.1132685 Заказ 1340/3Подписное ВНИИПИТираж 72 Фиг.2 Достижение цели обеспечиваетсятем, что в устройство для измеренияимпульсных вольтамперных характеристик; содержащее соединенные последовательно генератор импульсов,измерительную линию задержки с введенным в нее реэистивным зондом,выход которого подключен ко входуосциллографа, введена дополнительнаялиния задержки с входным сопротивлением, равным волновому сопротивлению измерительной линии задержки,причем выход дополнительной линиизадержки подключается ко второмувходу осциллографа, а вход - к ис-следуемому образцу,На фиг, 1 дана блок-схема устройства с параллельным подключениемобразца (при В(Е); на фиг. 2 -блок-схема устройства с последовательным подключением образца (приВн 2)Устройство содержит генератор1 импульсов, измерительную линию2 задержки, резистивный зонд 3,осциллограф 4, дополнительную линию5 задержки и образец 6.При работе устройства импульсот генератора 1 поступает на измерительную линию задержки, с выходакоторой попадает на образец 6.При попадании импульса на образец возникает два новых импульса -отраженный и прошедший. Прошедшийимпульс через дополнительную линию5 задержки поступает на вход осциллографа, а отраженный импульсчерез измерительную линию 2 задержки и резистивный зонд 3 поступаетна другой вход осциллографа. Регистрация импульсов на экране осциллографа осуществляется одновременно,За счет выбора параметров линий за.держки (равенство величины задержки части измерительной линии междуреэистивным зондом и образцом величине задержки дополнительной линии задержки) или эа счет использования осциллографас линиейэадерж-.1 О ки в одном из каналов.Исследуемый образец в случаеВ,(Е подключается параллельно (см.фиг. 1). В этом случае отраженныйимпульс будет пропорционален им пульсу тока, а прошедший - импульсунапряжения на образце, В случаеВ 2 образец подключается последовательно (см. фиг, 2),При такомвключении импульсу тока будет пропорционален прошедший импульс, аимпульсу напряжения - отраженныйимпульс. За счет того, что введенадополнительная линия задержки, входное сопротивление которой равно вол новому сопротивлению измерительнойлинии задержки, обеспечивается пропорциональность одного из измеряемых импульсов импульсу тока, адругого - импульсу напряжения наобразце. Это обеспечивает как повышение точности измерений, так ивоэможность автоматизации, так какисключается ручная обработка результатов, которая является причиной высоких погрешностей при В 10 2 ин ЬВ 0,1 Е и отсутствия автоматизацииу прототипа. Для автоматизации измерений к выходу осциллографа можетбыть подключен самописец или вычислительное устройство. Филиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул. Проектная,