Устройство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов

(19) Щ 1 3(590 01 В 3 ПИ НИЕ ИЗОБРЕТ й,тво СССР1974о СССР1979.РЕН ИЯПРЯЖЕНИЯсодерГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ(71) Саранский ордена ТрудовогоКрасного Знамени завод "Электро,выпрямитель"(54)(57) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ИЗМЕМАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОГО НАПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ,жащее источник испытательного напряжения, подключенный своими выходами к входам блока измерения и де.лителя напряжения, а также к последовательной цепи из шин для подключения испытуемого прибора и измерительного шунта, и соединенныйсвоим управляющим входим с входом запуска блока измерения, компаратор тока, подключенный входами к измерительному шунту и выходу блока задания тока, компаратор напряжения, присоединенныи первым своим входом к выходу делителя напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воз- . можностей, в него введены амплитудный детектор, блок совпадения и схема ИЛИ, а источник испытатель" ного напряжения и делитель напряжения снабжены дополнительными выходами, подключенными соответственно к входам блока совпадения и амплитудного детектора, выход которого соЮ- динен с вторым входом компараторанапряжения, подключенного своим.выходом к второму входу блока совпаде. ния, который присоединен выходом к первому входу схемы ИЛИ, соединенной вторым входом с выкодом компаратора тока, а своим выходом с входом запуска блока измерения.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля параметров различных силовых полупровод"никовых приборов (СПП), в частностидиодов, тиристоров, симисторов по 5максимально допустимому напряжению.Известно устройство, работа которого основана на фиксации измеряемогопараметра при достижении током черезиспользуемый прибор заданного зна Очения под действием нарастающегоиспытательного напряжения, содержащий источник испытательного напряжения, соединенный своими выходами спараллельно соединенным ключом, нако пительным конденсатором и индикатором,. а через шины для подключенияиспытуемого прибора с входом операционного усилителя, охваченного цепьюотрицательной обратной связи, выходкоторого присоединен к входу компаратора, подключенного к первому входуключа непосредственно, а к второмуего входу через схему задержки 1 .Недостатком известного устройстваявляются как низкая точность изме" рения, так и недостаточная надежность защиты от разрушения испытуемых приборов, обусловленные тем, что СПП даже одного типа имеют значительный разброс по максимальному току в состоянии низкой проводимости (1 макс) поэтому при Одном и том же значении заданного тока уставки 1 С, через испытуемые приборы могут протекать токи величиной,как меньше, так 35 и больше 1 цк .При 1 масс(,с,- измеряемый параметр испытуемых приборов занижается, в противоположном случае иэ-эа локально выделяющейся мощности при переключении (переход испытуемого 40 прибора по вольт-амперной характеристике (ВАХ) в область отрицательного значения дифференциального сопротив-ления) приборы разрушаются, причем высоковольтные управляемые СПП могут 45 разрушаться даже в проводящем направлении, что и наблюдается на практике. Защиту испытуемых приборов от раз рушения можно повысить путем уменьшения значенияд но в этом случае еще больше заннжается точность измерения параметра на приборах, имеющих макс 1 стНаиьолее близким к изобретению техническим решением является устрой. ство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов, содержащее источник испытательного напряжения, подключенный своими выходами к входам блока измерения и делителя напряжения, а также 60 к последовательной цепи из шин для подключения испытуемого .прибора и измерительного шунта, и соединенный своим управляющим входом с входом запуска блока измерения, компаратор 65 тока, подключенный входами к измерительному шунту и выходу блока задания тока, компаратор,напряжения,присоединенный первым своим входомк выходу делителя напряжения 2,В этом устройстве измеряемыйпараметр Фиксируется при достижениитоком через испытуемый прибор поддействием монотонно нарастающего испытательного напряжения значения,при котором дифференциальное со-.противление прибора резко уменьшается. Момент резкого уменьшения дифФеренциального сопротивления прибораопределяется в результате сравнениямонотонно возрастающего сигнала сшунта и дискретно возрастающегосигнала с блока задания тока, Прирезком уменьшении дифференциальногосопротивления ток через испытуемыйприбор резко возрастает и сигнал сшунта становится равным сигналу сблока задания тока, в результате чегокомпаратор тока срабатывает и включает блок измерения, который Фиксирует значение напряжения на испытуе",мом приборе, принимающееся за максимально допустимое.Данное устройство позволяет произвести иэмеоение максимально допус",тимого напряжения беэ разрушения испытуеьыс приборов и с высокой точностьюно только на тех приборах, которыепереключаются по ВАХ с малого положительного значения дифференциального сопротивления, т.е. на приборах,имеющих лавинную ВАХ. В этом случаеможно задаваться достаточно большими приращениями дискретно возрастающего сигнала с блока задания токапри соответствующих приращениях испытательного напряжения и это неприводит к переключению приборов приизмерении и, как следствие, к ихразрушению, а измеряемый параметррегистрируется при лавинном нараста.нии тока, что свидетельствует о егодостоверной величине,В случае измерения максимально,цопустимого напряжения на приборах,переключающихся с большого положительного значения дифференциальногосопротивления нри определенных приращениях дискретно возрастающегосигнала с блока задания тока и со"ответствующих приращениях испытательного напряжения, измерительныйблок включается как в области ВАХиспытуемых приборов с положительнымзначением дифференциального сопротивления, так и в области ВАХ с отрица-,тельным значением дифференциальногосопротивления, В первом случае измеряемый параметр эанижается, а вовтором иэ-эа локально выделякщейсямощности при переключении приборыразрушаются. Защиту испытуемас приборов от разрушения можно повыситьпутем уменьшения приращений дискретно возрастающего сигнала с блока задания тока как при неизменных соответствующих им, приращениях испытательного напряжения, так и при од-новременном уменьшении их значений. 5 Однако это приводит к еще большему занижению измеряемого параметра, потому что в первом случае измерительный блок включается при еще большем положительном значении диф ференциального сопротивления испытуемых приборов, а во втором случае измерительный блок может включаться как на начальном загибе ВАХ, где ток нарастает до уровня начальной "сту пеньки" тока через прибор, так и иа остальной части ВАХ, за счет имеющихся ступенек" тока при возникновении микроплазм в структуре испы- туемого прибора. Укаэанные недостатки ограничивают функциональные воз- ф можности известного устройства и область его применения.Целью изобретения является расши- рение функциональных воэможностей устроиства..25Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов, содержащее источник испытательного на пряжения, подключенный своими выхо,дами к входам блока измерения и делителя напряжения, а также к последовательной цепи иэ шин для подключения испытуемого прибора и измери тельного шунта, и соединенный своим управляющим входом с входом запуска блока измерения, компаратор тока, . подключенный входами к измерительному шуиту и выходу блока задания 40 тока, компаратор напряжения, присоединенный первым своим входом к выходу делителя напряжения, введены амплитудный детектор, блок совпадения и схема ИЛИ, а источник испытательного 45 напряжения и делитель напряжения снабжены дополнительными выходами, подключенными соответственно к входам блока совпадения и амплитудного детектора, выход которого соединен с вторым входом компаратора напряжения, подключенного своим выходом к второму входу блока совпадения, который присоединен выходом к второму входу схемы ИЛИ, соединенной вторым входом с выходом компаратора тока, 55 а своим выходом с входом запуска блока измерения.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит источник 1 60 испытательного напряжения, подключенный к последовательной цепи иэ шин 2 и 3 для подключения испытуемого прибора 4 и измерительного шунта 5, блок б задания тока, блок б 5 7 измерения, компаратор 8 тока, соединенный с измерительным шунтомодним из своих входов и блоком задания тока - другим входом, двухпре.дельный делитель напряжения 9, подключенный параллельно выходам источника испытательного напряжения, амплитудный детектор 10, компаратор 11напряжения, один вход которого соединен с первым выходом делителя напряжения, второй - через амплитудный детектор соединен с вторым дополнительным выходом делителя напряжения с большим коэффициентом деления, блок 12 совпадения и схему ИЛИ13, причем один вход блока совпадения подключен к дополнительномувыходу источника испытательного напряжения, второй - к выходу компаратора напряжения, выходы блока сов.падения и компаратора тока связанысо входами, схемы ИЛИ, а выход -с входами источника испытательногонапряжения и измерительного блока.Устройство работает следующимобразом,По сигналу 1 Пуск" с источника 1напряжение подается на испытуемыйприбор 4 и двухпредельный делительнапряжения 9. Напряжение с первоговыхода делителя поступает на одинвход компаратора 11, а напряжениес второго выхода делителя с большимкоэффициентом деления поступаетчерез амплитудный детектор 10 навторой вход этого же компаратора.Одновременно на вход блока 12 совпадения поступает сигнал с дополнительного выхода источника 1, присутствующий только во время нарастания испытательного импульса напряжения. Вэто же время компаратором 8 сигналс шунта сравниваетсяс сигналом блока б задания тока.По мере роста. испытательногОнапряжения увеличивается и ток в;задания тока при соответствующихприращениях испытательного напряжения таковы, что сигнал с шунта становится равным сигналу с блока 6до переключения испытуемого прибора,что может быть, например, при изтрении максимально допустимого напряжения СПП с лавинной ВАХ, компаратор 8 тока выдает сигнал по первомувходу схемы ИЛИ 13 на отключениеисточника 1 и на включение блока 7.Если же испытуемый прибор начинаетпереключаться, а сигнал с шунта нестановится равным сигналу с блока б,напряжение на испытуемом прибореначинает понижаться и, соответственно, начинает понижаться напряжениена первом входе компаратора 11 напряжения. На втором входе компаратора 11напряжение остается неизменным и равЗаказ 7332/48 Тираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ным напряжению, снимаемому с второо выхода делителя напряжения в момент времени, предшествующий началу его снижения на испытуемом приборе. При установлении равенства напряжений на входах компаратора 11 последний срабатывает и его выходной сигнал через .блок 12 совпадения и второй вход схемы ИЛИ 13 отключает источник 1 и включает блок 7.Блок 7 измерения фиксирует мак симайьиую величину напряжения на испытуембм приборе перед отключением источника 1.Для уменьшения локально выделяющейся мащности в полупроводниковой 5 структуре испытуемого прибора при его переключении время от начала снижения напряжения до момента отключения источника испытательногонапряжения уменьшают, за счет уменьшения разницы в коэфФициентах деления напряжения на выходах делителя. Изобретение позволяет произвестиизмерение максимально допустимого напряжения СПП, способных переключаться при возрастании напряжения как с малого, так и с большого положительного значения дифференциального сопротивления, что расширяет функциональные возможности устройства, обеспечивая защиту от разрушения испытуемых приборов, осуществляемую путем снятия испытательного напряжения в момент их переключения.