Устройство для измерения параметров полупроводниковых диодов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН П 9) . (И) ЗСЮ 0 01 В 31/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИн двтдддндм ддидВъд 1 у ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(72) М,М. Телемтаев, В.Н. Терехин, К.Г. Тер-Погосов и В.Д. Колмогоров (71) Алма-Атинское проектно-конструкторское бюро автоматизированных систем управления(56) 1, Полупроводнивовые диоды., Параметры, методы измерений. Под ред. Н.Н, Горюнова и др. М., Советское радио, 1968, с, 233.2. Благовещенский В.С. Измерение параметров диодов СВЧ диапазона низкочастотно-фаэовым методом." Иэв. высш, учеб. заведений, Приборостроениеф, т. 16, 1973, 9 9, с. 91-94 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ содержащее высокочастотный генератор, подключенный через последовательно соединенные аттенюатор н развязывающую цепь первым ее выходом к одному из выводов опорного резистора, другой вывод.которого присоединен к общей шине, а вторым ее выходом к одной иэ шин для подключения испытуемого прибора, другая шина которого также присоединена к общей шине, источник смещения, соединенный выходом с вторым выходом развязывающей цепи, усилитель высокой частоты и индикатор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены фазометр, вычислительный бпок и усилитель обратной связи, аттенюатор снабжен управляющим входом, а развязывающая цепь выполнена в,виде высокочастотного трансформатора, причем ее входом является первичная обмотка трансфррматора,а выходами - выводы вторичной обмотки, управляющий вход аттенюатора соединен через усилитель, обратной связи с измерительным входом фазометра и с вторьм выходом развязывающей цепи, к первому выходу кото- Я рой подключены вход усилителя высокой частоты и опорный вход фаэометра, соединенных выходами через вычислительный блок с входом индикатора.Изобретение относится к измери-.тельной технике и может быть .использовано для контроля параметров диодов ВЧ и СВЧ диапазона.Известно устройство для измеренияпараметров полупроводниковых диодов,позволяющее измерять емкости диодов,содержащее высокочастотный генератор,выход которого через шины для подключения испытуемого диода соединенс измерительным резистором, к которому подключены выход источника смещения и вход усилителя высокой частоты, нагруженного на измерительныйприбор 11,Недостатками уКазанного устройства являются невысокая точность измерений и ограниченные функциональные воэможности,Наиболее близким техническим.решением к предлагаемому является устройство для измерения параметровполупроводниковых диодов, содержащеевысокочастотный генератор, подключенный через последовательно соединенные аттенюатор и раэвяэывающуюцепь к опорному резистору и к шинедля подключения испытуемого прибора,с которой соединен выход источникасмещения, усилитель высокой частотыи индикатор. Кроме того, устройствосодержит генератор низкой частоты,переключатель, коммутатор, синхронный детектор и усилитель низкой частоты 2 .Кроме диффузионной емкости диодовизвестное устройство позволяет измерять их дифференциальное сопротивление, однако оно не позволяет автоматизировать процесс измерений и характеризуется невысокой точностьюизмерений.Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для измеренияпараметров полупроводниковых диодов,содержащее высокочастотный генератор, подключенный через последовательно соединенные аттенюатор и развязывающую цепь первым ее выходом кодному иэ выводов опорного резистора, другой вывод которого присоединен к общей шине, а вторым ее выходом к одной иэ шин для подключенияиспытуемого прибора, другая шинакоторого также присоединена к общейшине, источник мещения, соединенныйвыходом с вторым выходом развязывающей цепи, усилитель высокой частотыи индикатор, введены фаэометр, вычислительный блок и усилитель обратной связи, аттенюатор снабжен управляющим входом, а раэвяэывающая цепьвыполнена в виде высокочастотноготрансформатора, причем ее входом является первичная обмотка трансформатора, а выходами - выводы вторич-,ной обмотки, управляющий вход аттенюатора соединен через усилительобратной связи с измерительным входом фазометра и с вторым выходомразвязывающей цепи, к первому выходу которой подключены вход усилителявысокой частоты и опорный вход фазометра, соединенных выходами черезвычислительный блок с входом индикатора.10 На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит высокочастотный генератор 1, аттенюатор 2, развязывающую цепь, выполненную в виде15 1 высокочастотного трансформатора 3,опорный резистор 4 шины для подключения исследуемого (испытуемого) ди;ода 5, усилитель б обратной связи,усилитель 7 высокой частоты, фазо 20 метр 8, вычислительный блок 9, индикатар 10 и источник 11 смещения.Выход высокочастотного генератора1 через аттенюатор 2 соединен с входом развязывающей цепи, в качестве25 которого использована первичная обмотка трансформатора 3.Первый и второй, выводы вторичнойобмотки высокочастотного трансформатора 3, являющиеся выходами развязывающей цепи, подключены соответствеиЗО но к.опорному резистору 4 и .к однойиэ шин для подключЕния испытуемогодиода 5, другая шина которого и второй вывод опорного резистора 4 соединены с общей шиной, Усилитель бЗ 5 обратной связи своИм входом соединен с шиной для подключения испытуемого диода 5, а выходом - с управляющим входом аттенюатора 2. Входусилителя 7 высокой частоты соеди 40 нен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора 3 и с опорнымвходом фазометра 8, измерительныйвход которого соединен с шиной дляподключения диода 5. Выходы усилите 45 ля 7 и фаэометра 8 через вычислительный блок 9 присоедииены к входуиндикатора. 10. Выход источника 11смещения соединен сшиной для подключения испытуемого диода 5,Устройство работает следующимобразом.Выходной сигнал, генератора 1 поступает на сигнальный вход управляемого аттенюатора 2,.выходноенапряжение которого зависит от на 55 пряжения на его управляющем входе,С выхода аттенюатора 2 ослабленныйв несколько раэ сигнал поступает.на первичную обмотку высокочастотного трансформатора ),.60 С вторичной обмотки высокочастотного трансформатора 3 измерительный сигнал поступайт на опорный резистор 4 и исследуемый полупроводниковый диод 5, при этом сигнал с диода 5 подается на вход усилителя бобратной связи, с выхода которого он поступает на управляющий входаттенюатора 2.Таким образом, создается замкнутая цепь отрицательной обратной связи по напряжению на исследуемом полупроводниковом диоде 5, в результате чего напряжение сигнала на немостается постоянным независимо от параметров диода,т.е.от его дифференциального сопротивления и барьернойемкости. Стабилизация напряжения сигнала на исследуемом полупроводниковом диоде способствует повышению точности измерения. его параметров, так как исключает влияние на иих изменений величины напряжения измерительного сигнала, например, при ис-. ,следовании свойств узкоэонных р"дпереходов и полупроводниковых приборов, созданных на их основе.Помимо этого, на опорном резис-,торе 4, величина сопротивления которого находится в промежутке междувозможными максимальным и минимальным значениями дифференциального сопротивления исследуемого диода 5,.напряжение определяется по формулеоэф оигде У - модуль полной проводимостиисследуемого диода на частоте измерительного сигнала ф."ов " величина сопротивления опор. ного резисторами0 - напряжение на исследуемомдиоде;0 е = напряжение на опорном резисторе.Из формулы следует, что напряжение на опорном резисторе 4 прямо пропорционально величине проводимостиисследуемого диода 5 (образца) начастоте измерительного сигнала, которая может быть легко вычислена,поскольку остальные параметры - известные постоянные величины. Вычисление осуществляется автоматическис помощью вычислительного блока 9.Фаэометром 8, соединенным своимизмерительным входом с шиной для10 подключения исследуемого полупроводникового диода 5, а опорным входомк опорному резистору 4, измеряютугол сдвига фаз напряжения измерительного сигнала,на полупроводнико 15 вом диоде и на опорном резисторе 4,т.е. фактически угол сдвига фаэмежду напряжением на исследуемомполупроводниковом диоде 5 и током,протекающим через него. Результатыизмерений также поступают в вычислительный блок 9, который по ним вычисляет такие параметры, как барьерная емкость и первая производнаябарьерной емкости по напряжению при5 проведении измерений при разных значениях напряжения смещения, задаваемых источником 11 смещения.Индикатор 10 служит для индикацииизмеренных значений и результатоввычислений в цифровой форме, чтотакже облегчает работу оператора иисключает неоднозначность считывания показаний.Поддержание высокочастотного на-.пряжения на испытуемом приборе постоянным по амплитуде позволяет по, высить точность измерений, а введение фаэометра и вычислительного блока дает воэможность одновременно.измерять величину полной проводимос 40 ти диодов и их дифференциальные параметры при полной автоматизациипроцесса,. Огер акт 2 Зака илиал ППП Патент, г . Ужгород, ул. Проектная 48 Тираж 710 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений 13035, Москва, Ж, Раушс