Устройство для измерения напряжения переключения переключающих элементов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН О 01 В 31 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАН ИЗОБ МИТЕТ СССИЙ И ОТНРЬГПМ ПИСАН ОБРЕТЕНИ Иф 18 с, И-К, Бурду ного Знароводников л др. Исследовааносекундной при атмосферт. 45 11 8,ьство С 26, 197 торское свидетел кл. О 01 В 31./ и), ИЗМЕРЕНИЯПЕРЕ КЛЮЧА 10 е генераторпоследоваиальную лиель тока,ми двухографов, о тТОРСКОМУ СВИД.:ТЕЛЬ(71) Ордена Трудовогомени институт физики иАН Литовской ССР(56) 1. Андреев С.И. иние объемного разрядадлительности в воздухеном давлении, ЖТФ, 19с 1692,2. АвМ 543886(54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕКЛОЧЕНИЯ ЩИХ ЭЛЕИЕНТОВ, содержаще наносекундных импульсов тельно соединенные коак нию передачи и ограничи который соединен с входа стробоскопицеских осцилл 80101806 л и ч а ю щ е е с я тем, цто, с целью расширения Функциональных возможностей путем обеспечения воэможности измерения напряжения переключения единичного переключения, в него введены источник постоянного напряжения, управляемый электронный ключ, формирователь импульсов, блок управления и генератор микросекундных импульсов, причем входы синхронизации первого и второго стробоскопицеских осциллографов соединены соответственно с первым выходом генератора наносекундных. импульсов и первым выходом генератора микросекундных импульсов, второй выход которого через блок управления соединен с входом управляемогоЕ электронного ключа, который включен между источником постоянного напряжения и генератором наносекундных импульсов, второй выход которого соединен с коаксиальной линией передачи, другой выход блока управления подключен через формирователь импульсов к аналоговому выходу первого Фивами .стробоскопического осциллографа.1 О Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь.зовано для исследования параметровпереключающих элементов,Определение напряжения переключения ( в наносекундном диапазоне) является важным моментом при исследовании природы явления переключения ипри создания приборов для коммутациив импульсных электрических цепях,особенно существенным является оп.ределение напряжения переключенияза один акт включения, посколькуисследуемый образец меняет свои параметры с каждым переключением, 5Известно устройство для определения напряжения переключения, состоящее из генератора наносекундных импульсов, коаксиальной линии передачи,осциллографа с реальным масштабом 20времени,. устройства отбора и фотоаппарата. Информация об единичномакте переключения получается в результате подачи единичного переключающего импульса на переключающий 25элемент и одновременной фотосъемкиосциллограммы с экрана осциллографас реальным масштабом времени 11,Однако процесс определения напряжения переключения при помощи этого 30устройства весьма длительный, таккак при измерении амплитуда друг задругом следующих импульсов должнакак можно меньше отличаться, чтоявляется недостатком, при работе внаносекундном диапазоне. Кроме того,в случае больших. временных развертокдоли наносекунд ) интенсивность лучаосциллографа с реальным масштабомвремени настолько слаба, что практически исключает возможность регистрации сигнала на фотопленке. Этоустройство непригодно для определения напряжения переключения, если. переключающие импульсы имеют длительность в несколько сот пикосекунд.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для исследованиявольтамперных характеристик ВАХ ) полупроводниковых материалов, содержащее последовательно соединенные наносекундный генератор, ртутное релеи коаксиальную линию передачи с ограничителем тока, который соединен свходами двух стробоскопических осцил.лографов, аналоговые выходы которых55подключены к аналого-вычислительнойиашине с подсоединенным к ней двухоординатным самописцем 2. Несмотря на высокую степень автоматизации устройство обладает недостатком, заключающимся в том, что при его помощи возможно установить только напряжение первого переключе. ния. Что же касается последующих переключений, то определить напряжение переключения невозможно ввиду того, что после первого переключения на образец поступает неконтролируемое количество переключающих импульсов, поэтому следующий цикл измерений можно производить лишь после некоторого числа переключений, которое зависит от таких факторов как частота следования импульсов и быстрота, с которой оператор после обнаружения на ВАХ участка отрицательного дифференциального сопротивления успевает снизить амплитуду переключающих импульсов ниже напряжения переключения. 8 результате при помощи этого -устройства невозможно исследовать образцы, свойства которых меняются после каждого переключения.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения напряжения переключения единичного переключения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения напряжения переключения переключающих элементов, содержащее генератор наносекундных импульсов, последовательно соединенные коаксиальную линию передачи и ограничитель тока, который соединен с входами двух стробоскопических осциллографов, введены источник постоянного напряжения, управляемый электронный ключ, формирователь импульсов, блок управления и генератор микросекундных импульсов, причем входы синхронизации первого и второго стробоскопических осциллографов соединены соответственно с первым выходом генератора наносекундных импульсов и с первым выходом генератора микросекундных импульсов, второй выход которого через блок управления соединен с входом управляемого электронного ключа, который включен между источником постоянного напряжения и генератором наносекундных импульсов, второй выход которого соединен с коаксиальной линией передачи, а другой выход блока управления подключен через формирователь импульсов к аналоговому3. 10180выходу первого стробоскопическогоосциллографа.На фиг. 1 показана структурнаясхема устройства для измерения напряжения переключения переключающих элементов в наносекундном диапазоне;на фиг. 2 - эпюры работы устройства.Устройство содержит источник 1постоянного напряжения, управляемыйэлектронный ключ 2, генератор 3 1 Онаносекундных импульсов, коаксиальную линию 4 передачи, ограничитель5 тока, стробоскопические осцилло, графы 6 и 7, формирователь 8 импульсов, блок 9 управления и генератор 1%10 микросекундных импульсов.Устройство работает следующимобразом.Наобразец 1 на чертеже показанаклемма для его подключения ) подается рвсерия наносекундных импульсов сповышающейся амплитудой, когда онадостигает значения напряжения переключения О+, происходит резкое из-менение сопротивления образца и паде зние напряжения импульсного сигнала,Это изменение Фиксируется стробоскопическим осциллографом 6, и прй помощи блока 9 управления запираетсяключ 2 в цепи пйтания зарядной30линии генератора 3 наносекундных импульсов. В результате по линии 4 пе-иредачи прекращается подача наносекунд.ных электрических сигналов, а на экране с памятью осциллографа 7 фиксируется значение "0". Выключив напря- Ззжение от источника 1 питания, и с помощью блока 9 управления возвративключ 2 в первоначальное положение"Открыто", можно повторять цикл из"мерения второй раз,Серия наносекундных импульсов(фиг. 2, эпюраа) поступает от гене"ратора.3 по линии передачи 4 на образец. Величина импульсЬв зависит отнапряжения источника 1, которое плав"но изменяется со скоростью, напри"мер 1 В/с. В случае достижения ф 61 4величины Щ сигнал йа-входах осциллографов 6 и 7 имеет вид прямоугольного импульса со ступенькой (на эпюре с второй импульс). Осциллограф . 6 фиксирует амплитуду импульса в момент времени, равный 0,1 от общей длительности сигнала, а осциллограф 7 - в момент времени 0,9. Поэтому на экранах с памятью этих осциллог 1 афов светящийся трек имеет такую величину, как показывает эпюра Д. При поступлении на осциллограф 6 импульса со ступенькой на аналоговом вы" ходе происходит. изменение напряжения (эпюраб). Это изменение при помощи формирователя 8 импульсов превращается в импульс прямоугольника формы (эпюра), который, поступая на блок 9 управления, вызывает срабатывание ключа 2 (эпюрад), в результате чего последний переходит в положение "Закрыто", прекращая этим самым поступление импульсов в тракт линии 4 передачи. Одновременно включается генератор 10 микросекундных импульсов 1 эпюра Ж), обеспечивающий продолжение действия блока синхронизации осциллографов 6 и 7 и .поэтому привязывающий светящую точку на экране к отметке "0".Таким образом,. после одного акта включения система останавливается, а на экране осциллографа 7 видна амплитуда импульса в момент времени 0,1 от общей его длительности, соответствующая О единичного акта включения. После снятия напряжения с источника 1 и "стирания".памяти в блоке 9 управления цикл измерения может быть повторен.Устройство позволяет определить напряжение переключения любого переключающего импульса иэ серии, которая подается на образец тем самым расаиряя Функциональные возможности устройства, при помощи которого можно исследовать процессы изменения параметров переключения со временем.1018061 Ои ггпу Составитель Н, Чистякова едактор К. 6 олощук Техред И.Тепер Корректор С, Шекмар38 ал ППП "Патен ктная Ужгород,5 Тираж 710 ВНИИПИ Государственпо делам изобрет 113035, Москва, ЖПодписноео комитета СССРй и открытийРаушская наб., д, 1/5