Устройство для измерения вольт-амперных характеристик двухполюсников

Изобретение относится к технике измерения электрических величин и может быть использовано для измерения вольт-амперных характеристик (ВЯХ)5 нелинейных двухполюсников, например полупроводниковых, электронных, газо- разрядных приборов, электрических зондов в плазме.Целью изобретения является повышение точности измерения ВРХ.На чертеже показана схема .включения исследуемого двухпалюсника.Управляемый источник 1 напряжения выполнен в виде масштабного усилителя 2 с делителем обратной связи на резисторах 3 и 1, Масштабный усилитель питается от изолированных от об,щего провода устройства источников 5 и 6 питания. Общий провод этих источ ников соединен с общим проводом всего устройства через измеритель 7 тока, собранный на усилителе постоянноготока (УПТ) 8 с резистором 9 обратной , связи. Управляемый источник 10 тока 25 состоит из повторителя на УПТ 11 и резисторов 12 и 13. Подстройка коэффициента передачи источника тока осуществляется резистором 13, В схемуустройства введен шунтирующий резис" , тор 1 ч. Все УПТ собраны на базе ин"тегральных операционных усилителей сбуФерными каскадами на выходе, Отно шение сопротивлений резисторов 3 и М , равно 9, что обеспечивает К = 10. Сигнал УпРавлениЯ 11 чи 1, иэмЕнЯетсЯ в диапазоне от минус 5 В до плюс 5 В. Сопротивление резистора 9 равно 250 Ом и обеспечивает измерение токовот минус 20 МА до плюс 20 МА при из 40 менении выходного напряжения УПТ 8от минус 5 В до плюс 5 В. Эквивалентное сопротивление шунтирующей исследуемой двухполюсами цепи с учетомсопротивлений резисторов 9 и 11 около 25 кОм, следовательно, сопротивление резисторов 12 и 13 в суммедолжно быть 2,5 кОм. Устройство работает следующим образом.Выходное напряжение источника 1 напряжения пропорционально сигкалу управления, Обусловленный этим нап" ряжением ток, протекающий через исследуемый двухполюсник 15 и резистор М., поступает в измеритель 7 тока. Одновременно в измеритель тока поступает ток от управляемого источника 1 О тока. Суммарный ток через измерительтока Тии будет равен0 пэ Ки 11 чм КиТ + - - --- Т (11 Им рфЕШит ф где Б - величина сигнала управления;К - коэФФициент передачи управляемого источника напряжения,К ь - сопротивление исследуемо 3го двухполюсника при напряжении ЦК - эквивалентное сопротивление шунтирующих двухполюсник цепей;Т - ток управляемого источника тока,Ток управляемого источника тока можно выразить через коэффициент передачиТйт 9 чи фгде К - коэффициент передачи управчляемого источника тока.Из формулы (1) видно, что для устранения влияния к на результат измерения должно выполняться условие цМ чУяУсловие (2) выполняется, еслиКиКК,Тогда ток через измеритель токабудет равенТи 3 м КТаким образом, устраняется влияние К., на результат измерения ВАХ.В устройстве ток управляемого источника тока при любом напряженииисточника напряжения равен току протекающему через шунтирующие исследуемый двухполюсник цепи; Но направления этих токов противоположны,благодаря чему ток, через изме"ритель тока равен току черезисследуемый двухполюсник, В устройстве происходит компенсация тока, вызывающего погрешность, что приводитк повышению точности,В схеме применены высокостабильные резисторы типа С 2-29 В, При разомкнутой цепи исследуемого двухполюсника и напряжении на выходе 50 Внапряжение на выходе измерителя тока соответствует току менее 1 мкА.При изменении напряжения во всем диапазоне напряжениена выходе измери1552 Составитель Е.Сазоновтехред Л. Сердюкова Корректор ИИаксимишинец Редактор В.Бугренкова Заказ 327 Тираж 541 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, -35 Раушская наб., д. М 5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород ул.Гагарина, 191 теля тока практически не изменяется,Проверка устройства проведена путемизмерения ВАХ эталонного резисторасопротивлением 47 кОм. Результирующая погрешность при напряжении на резисторе более 1 В не хуже 0,1",.Таким образом, изобретение позво-ляет на несколько порядков повыситьточность измерения ВАХ. Дополнитель Оным преимуществом предлагаемого устройства является возможность введенияшунтирующего резистора 14, что позволяет уменьшить добротность цепи ис"следуемого двухполюсника для умень Вшения выбросов при переходном процессе, вызванном скачкообразным изменением напряжения,ф о р м у л а и з о б р е т е н и я гоустройство для измерения вольт-амперных характеристик двухполюсников 108 6содержащее управляемый источник напряжения и измеритель тока, включенныймежду общим проводом и одним из полю"сов управляемого источника напряжения,причем первая клемма для подключенияисследуемого двухполюсника соединенас вторым полюсом управляемого источника напряжения, вторая - с общим проводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно содержит управляемый источник тока, выход которого подключен к измерителютока, авход соединен с входом управляемогоисточника напряжения, при этом выполняется условие КК/К, где Кткоэффициент передачи источника тока,Кк - коэФфициент передачи источниканапряжения, Р, - эквивалентное сопро"тивление цепей, шунтирующих исследуемый двухполюсник.