Преобразователь ток-частота

(51 ИСЛНИК ИЗОВРКте Я АВТОРСК с большим внутренним сопротивлением,таких как ионизационные камеры, пучкизаряженных частиц циклотронов, токиутечек полупроводниковых приборови т.д, Целью изобретения является расширение диапазона измерения малыхзначений тока. Указанная цель достигается путем введения компаратора нулевого уровня, ФОрмирователя напряжения и коммутатора-формирователяобразцового тока и исключением паразитных токов на входе интегратора,обусловленных неидеальностью схемформирования компенсирующего заряда.Выполнение преобразователя по даннойструктурной схеме дает воэможностьрасширить диапазон измеряемых токовна 1-2 порядка. 1 ил . 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕП57) Изобретение отелькой технике и мано для измерения ТОК-ЧАСТОТА осится к измериожет быть использооков источников хнего и нулеваботает следующим компараторы 4, 5 веуровней, 0-триггерПреобразовательобразом.При поступлениира 1 измеряемого тоего выходе нарастаего порога компаратове выходного напряж1 и порогового компний срабатывает, усэтом П-триггер 6 вформируя переднийщего импульса. С в"1" поступает на3 напряжения. Ссформированное п в струк нтегратор 1, 2 образцоа ИПП-траннапряжения,вх вых о ур ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторско= технологическое бюро с экспериментальным производством Института ядер ных исследований АН УССР (72) В.А. Зыбин и В.И. Савенков (53) 681,325 (0888)(56) Авторское свидетельство СССР Р 1203/01, кл. Н 03 М 1/12, 1986.Авторское свидетельство СССР Ф 970684, кл. Н 03 М 1/60, 982. Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения токов источников с большим внутренним сопротивлением, таких как ионизационные камеры, пучки заряженных частиц цикпотронов, токи утечек полупроводниковых приборов.Целью изобретения является расширение диапазона измерения малых значений тока.На чертеже приведена турная схема устройства./Устройство содержит икоммутатор-формирователь вого токавыполненный н зисторе, формирователь 3 на ход интегратока потенциал нат до уровня верхнера 4, При равенстения интеграторааратора 4 последтанавливая присостояние , фронт компенсируюыхода Э-триггера 6 од формирователя ода формирователяовню напряжениепоступает на сток и исток полевогоМДП-транзистора коммутатора-формиро.вателя 2 образцового тока. Под воз -действием напряжения формирогателяпроисходит лавинный процесс ударнойионизации в р-и-переходе (образованном между электродами стока и истока с одной стороны и подложкой с другой), что ведет к образованию в р-и Опереходе высокоэнергетических свободных носителей заряда электронов, которые под воздействием градиента потенциалов, существующего между подложкойи затвором, способны преодолеватьэнергетический барьер, существующийна границе полупроводник - диэлектрик,т.е. происходит инжекция зарядов вобласть затвора МДП-транзистора. Этоприводит к протеканию компенсирующего тока на вход интегратора 1,полярность которого противоположнаизмеряемому,Напряжение на выходе интегратора1 уменьшается, так как происходит 25интегрирование компенсирующего тока,имеющего более высокий порядок, чемизмеряемый.В момент достижения нуля выходнымнапряжением интегратора 1 срабатывает компаратор 5 нулевого уровня, фиксируюший установление нулевых начальных условий интегратора 1. Триггер 6устанавливается в состояние "О , навыходе формирователя 3 устанавливается нулевой уровень напряжения, р-п 35переход выходит из режима лавинногопробоя, инжекция свободных носителейзаряда прекращается и компенсирующийток на вход интегратора. не поступает.С этого момента начинается цикл интегрирования измеряемого тока. Таккак сток, исток и подложка полевогоМДП транзистора, выполняющего функцииформирователя .и коммутатора компенсационного тока, находятся под нулевой разностью потенциалов, то паразитный ток на входе интегратора будетобусловлен только током утечки позатвору входных МДП транзисторов, а50входное дифференциалЬное сопротивление усилителя интегратора 1 в данномслучае будет ограничено сопротивлением структуры металлокисел - полупроводник, величина которого как правило на несколько порядков выше, чем сопротивление р-п-перехода. Исключение паразитных токов на входе интегра тора 1, обусловленных неидеальностью схем формирования компенсирующего заряда, и повышение входного дифференциального сопротивления позволяет значительно повысить чувствительностьпо току до уровня, определяемого током утечки затвора входных МДП транзисторов, интегратора, т,е. расширить диапазон измерения в сторону малых значений и снизить аддитивную составляющую погрешности коэффициента преобразования.Выполнение преобразователя по данной структурной схеме выгодно отличает его от прототипа, так как расширяется диапазон измеряемых токов на 1-2 порядка в сторону меньших значений и снижается погрешность коэффициента преобразования в начале диапазона измерения.Формула и з о б р е т е н и яПреобразователь ток-частота,содержащий компаратор, Э-триггер, интегратор, вход которого являетсявходной шиной, а выкод соединен спервым входом компаратора, второйвход которого является шиной опорного напряжения, выкод компаратора соединен с установочным входом 0-триггера, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения диапазона измерения малых значений тока, в него введены компаратор нулевого уровня, формирователь напряжения и коммутаторформирователь образцового тока, выполненный на МДП-транзисторе, затворкоторого соединен с входом интегратора, сток и исток объединены и подключены к выходу формирователя напряжения,а подложка является общей шиной,вход формирователя напряжения соединен с выходом Р-триггера, синхронизирующий вход которого подключен квыходу компаратора нулевого уровня,первый вход которого соединен с выходом интегратора, а второй вход является общей шиной.1628205 Составитель Н. КозловТехред Л,Олийнык КорректоР М. Кучерявая Редактор О. Спесивых Заказ 349 Тираж 456 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5