Устройство для измерения вольт-фарадных характеристик

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1/2 11 о 0 ОСУДАРСТВЕНН О ДЕЛАМ ИЗОБ КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И.ОТКРЫТИЙ ПИСА ЗОБРЕТЕНИЯЕТЕЛЬСТВУ 1 В.,А 8 ТОРСКОМ Шевцов, В,И,Со и В,п,пашкуденТрудового Крас" венный универ- а рняев В.Н.роэлемантовуры и инМфг 1981РоЬгочо 1 вв оХ М 18 81 гцсцв 1 пд а всап81, Во 1 (а) т. 13,Че мик рат 54) (57) УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ИЭМЕРЕНИЯ ОЛЬТ-фАРАДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, содеращее генератор, первый выход котоого включен в первичную обмоткуорматорного моста переменноговторичная обмотка которого сост два плеча моста, в два другихкоторого соответственно вклюбраэцовый резистор и кондеисаклеммами для подключения исаао прибора, к одной клеыае для .чения испытуемого прибора подтрансфтока,тавляеплечачены отор стуемогподклю(71) Одесский орденаного Энамени государсситет им, И.И,Мечнико(56) 1. Глудкин О,ПТехнология испытанийрадиоэлектронной аппатегральныХ зыкросхем.2, На)сЬюапвоп В.ЗКу Р.Р. Хпчевг 1 даЫоп1 цге. 1 пЬовоуеп 1 сС 1 еввегсцгу ргоЬе. - РЬувР.,225, 1973,.ЯО,1100588 А ключен первый выход генератора пилообразного напряжения, второй выход которого подключен к первому входу двухкоординатного самописца, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, первый вход которого подключен к второму выходу ге" нератора, а второй вход - к выходу усилителя, вход которого соединен с выходом моста переменного тока, о т л и ч а ю а е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерения, оно снабжено блоком обрат" ной связи и блоком сопряжения, причем блок обратной связи выполнен в виде последовательно соединенных бло ка диФференцирования и блока выделе- щ ния абсолютной величины, а блок сопряжения - в виде регулятора тока, блока оптоэлектронной связи и резистора, выход блока выделения абсолютной величины соединен с входом регулятора тока, выход которого подключен к первому входу блока оптоэлектронной связи, выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения через резистор, второй вход которого соединен,с третьим выходом генератора пилообразного напряжения,а вход блока дифференцирования подключен к выходу фазового детектора.Изобретение относйтся к измерительной технике и может быть испольэонано и системах контроля парамет"ров полупроводниковых приборов и интегральных схем,известно устройство для измерения 5нольт-фарадных характеристик, автоматически записывающее значения емкости образца как функцию приложенного напряжения смещения 11,Недостатком известного устройства является низкая производительностьизмерений,Наиболее близким к изобретению посвоей технической сущности являетсяустройство, содержащее генератор, 15первый выход которого включен в первичную обмотку трансформаторного моста переменного тока, вторичная обмотка которого составляет два плечамоста, в два других плеча которого 20соответственно включены образцовыйрезистор и конденсатор с клеммамидля подключения испытуемого прибора,к одной клемме для подключения испы.туемого прибора подключен первый выход генератора пилообразного напряжения, второй выход. которого подключенк первому входу двухкоординатногосамописца, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора,первый вход которого подключен к второму выходу генератора,а второй входк выходу усилителя, вход которогосоединен с выходом моста переменноготока23Недостатком указанного устройстваявляется низкая производительностьизмерений. При увеличении скоростиразвертки участки зависимости С-Ч.где ймеют место резкие перепады величины емкости, записываются с ошибками, связанными с инерционностью измерительного устройства и регистрирующей аппаратуры.цель изобретения - повышение быстродействия измерения.Эта цель достигается тем, что устройство-содержащее генератор, первый выход которого включен в первичную обмотку трансформаторного моста переменного тока, вторичная обмотка которого составляет два плеча моста, в два других плеча которого соответственно включены образцовый резистор и конденсатор с клеммами для подключе ния испытуемого прибора подключен пер вый выход генератора пилообразного напряжения, второй выход которого подключен к первому входу двухкоординатного самописца, второй вход которого соединен с выходом фазового де тектора, первый вход которого подключен к второму выходу генератора, а второй вход - к выходу усилителя, вход которого соединен с выходом моста переменного тока, снабжено блоком 65 обратной связи и блоком сопряжения,причем блок обратной связи выполненв виде последовательно соединенныхблока диФференцирования и блока выделения абсолютной величины, а блоксопряжения - в виде регулятора тока,блока оптоэлектронной связи и резистора, выход блока выделения абсолютной величины соединен с входом регулятора тока, выход которого подключенк первому входу блока оптоэлектроннойсвязи, выход которого подключен квходу генератора пилообразного напряжения через резистор, второй вход которого соединен с третьим выходом генератора пилообразного напряжения, авход блока дифференцирования подключен к выходу фазового детектора,На фиг, 1 изображена блох-схемапредлагаемого устройства; на фиг, 2функциональная схема блока обратнойсвязи и схема блока сопряжения; нафиг. 3 - временные диаграммы работыустройства,Устройство для измерения вольтФарадных характеристик содержит генератор 1, первый выход котороговключен в первичную обмотку трансФорматорного моста 2 переменного тока,вторичная обмотка которого составляетдва плеча моста, в два других плечакоторого соответственно включены образцовый резистор.3 и конденсатор 4с клеммами 5, 6 для подключения испытуемого прибора, к одной клемме 5для подключения испытуемого прибораподключен первый выход генератора 7пилообразного напряжения, второйвыход которого подключен к первомувходу двухкоординатного самописца8, второй вход которого соединен свыходом фазового детектора 9, первыйвход которого подключен к второму выходу генератора 1, а второй вход - квыходу усилителя 10, вход которогосоединен с выходом моста 2 переменного тока, блок 11 обратной связи иблок 12 сопряжения, причем блок обратной связи выполнен,н виде последовательно соединенных блОка 13 дифференцирования и блока 14 выделения абсолютной неличины, а блок сопряженияв ниде регулятора тока 15, блока16 оптоэлекТронной связи и резистора17, выход блока 14 выделения абсолютной величины соединен с входом регулятора тока 15, выходкоторого подключен к первому входу блока 16 оптоэлектронной связи, выход которого подключен к входу генератора 7 пилообразного напряжения через резистор 17,второй вход которого соединен с третьим выходом генератора 7 пилообразного напряжения,а вход блока 13 дифференцирования подключен к выходуфазового детектора 9.Устройство работает следующим образомм.100588 иг. 1 К клеммам 5 и 6 подключают испытуемый прибор. Сигнал разбаланса моста 2 (фиг, Зв), пропорциональный измеряемому импедансу, усиливается малошумящим усилителем 10 (фиг. Зг), детектируется фазовым детектором 9 (фиг, Зд,е), настроенным на реактивную составляющую сигнала. Сигнал на мост 2 (фиг. За) и.опорный сигнал на детектор 9 поступают от генератора 1. Напряжение смещения на испытуемый 10 прибор подается от генератора 7 пилообразного напряжения (фиг. ЗЛ), собранного по схеме интегратора на операционном усилителе. Период пилообраэного напряжения задается постоянной 15 времени 1 = (й+ й )С, где В - сопротивление ограничйвающего резистора 17 (фиг, Зб), а й - фотосопротивление, входящее в состав блока 16 оптоэлектронной связи. Когда измеряемая 2 р емкость не зависит от величинй приложенного напряжения смещения на выходе фазового детектора 9, регистрируется постоянный сигнал и пройсизводная "- = О. При этом на вход 25Жрегулятора тока 15 подается нулевой относительно земли потенциал, на выходе регулятора тока 15 появляется сигнал (фиг. ЗК) и через лампочку б блока 16 оптоэлектронной связи течет значительный ток. При этом величина фотосопротивления Кс й и период генератора напряжения развертки определяются сопротивлением й, что соответствует быстрому движению каретки двухкоординатного самописца по оси напряжений (фиг. Ж) . При изменении величины измеряемой емкости испытуемого прибора на выходе устройства появляется изменяющийся во времени сигнал и становится отличной от нуля производная Зс/Ю (фиг. ЗЖ) . После дифференцирования выходного сигнала, осуществляемого блоком 13 (фиг, 33), производится операция выделения абсолютной величины блоком 14 (фиг. ЗИ) и постоянная составляющая полученного сигнала подается на блок 15. При этом ток нагрузки, уменьшается, увеличивается сопротивление й блока 16 отптоэлектронной связи и замедляется скорость развертки. Таким образом, при записи участков, где происходит изменение емкости, система медленно отслеживает изменение величины С, в то время как участки, где еввость изменяется незначительно, записываются на большой скорости.Устройство выполнено на интегральных схемах 140 и 284 серий. Блок обратной связи выполнен с использованием полевого транзистора КП 903 и оптико-электронного преобразователя ОЭП-. Время записи стандартной С - Ч характеристики ИДП-структуры составляет несколько секунд, в то время как аналогичные измерения с использованием известных устройств такого типа длятся десятки секунд.