Устройство для измерения емкости, зашунтированной проводимостью

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1636797 й 27/26,(5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТ якас и Р,В. Пра ковые. Методы из. 4- 73, Раздел к электроизмебыть испольэо,электронике,бЬг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Диоды полупроводнимеренияемкости ГОСТ 13, черт 2.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСТИ, ЗАШУНТИРОВАННОЙ ПРОВО МОСТЬЮ(57) Изобретение относитсяительной технике и можетано в электротехнике,физике твердого тела, материаловедении. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет уменьшения погрешности, обусловленной наличием шунтирующей проводимости, путем компенсации проводимости измеряемого объекта проводимостью противоположного знака. Устройство содержит высокочастотный мост 1, разделительную емкость 2, измерительный блок 5, элемент 6 развязки по частоте, источник 7 смещения, элемент 8 с регулируемой по знаку и величине дифференциальной проводимостью. разделительную емкость 9;второй источник 10 смещения, второй элемент 11 развязки по частоте моста, измерительный. блок 12. 4 ил.(Сэ.экв +тельная Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в электротехнике, . электронике, физике твердого тела и материаловедении,Цель изобретения - повышение точ ности измерений за счет уменьшения погрешности, обусловленной наличием шунтирующей проводимости, путем компенсации проводимости измеряемого объекта проводимостью противоположного 10 знака.На фиг, 1 приведена блок-схема устройства на фиг,2 - схема включения низкоомного измеряемого объекта и элемента с регулируемой дифференциальной 15 проводимостью (ДП), управляемого напряжением; на фиг,З - зависимости дифференциальной проводимости (кривая 1), эквивалентной дифференциальной прово- ДиМОСтИ Оээкв (КРиВая 11) и ЕмкоСтИ (кРи Вая И) И ЭКВИВВЛЕНТНой ЕМКОСТИ Сээкв (кривая И) от напряжения для элемента с регулируемой дифференциальной проводимостью (тунельного диода ЗИ 202 И) соответственно, 25Устройство содержит высокочастотный мост 1, включенные через разделительную емкость 2 в одно из плеч моста контакты 3 для подключения измеряемого объекта 4, к которым присоединены измерительный 30 блок 5 и через элемент 6 развязки по частоте моста источник 7 смещения. Кроме того, устройство содержит элемент 8 с регулируемой по знаку и величине дифференциальной проводимостью, подключенный через 35 разделительную емкость 9 к присоедини- тельным контактам 3, последовательно соединенные второй источник 10 смещения, второй элемент 11 развязки по частоте моста и второй измерительный блок 12, подклю ценные к элементу 8.Анализ эквивалентной схемы подключения низкоомного емкостного объекта и элемента с регулируемой ДП, управляемого напряжением (фиг.2), приводит к следую щим выражениям для эквивалентных значений измеряемой емкости Сэкв и проводимости О,экв.С, - эквивалентаня емкость элемента (ДП) при установленном напряжении смещения;Оэ,экв - эквивалентная дифференциальная проводимость элемента (ДП) при установленном напряжении смещения.Для элемента с регулируемой ДП, управляемого напряжением, значения.Сэ,экв и Оэ,экв ОПрвдЕЛяЮТСя ВЫражЕНияМИ Сэ,экв(1 + йэ Бэ-В 1.э Сэ) +СО (1 эбэ+йэ Сэ) где Оэ - эквивалентная дифференциальная проводимость элемента (ДП); в - круговая частота; Йэ - паразитное сопротивление элемента (ДП);Ь - паразитная индуктивность элемента (ДП);Сэ - эквивалентная емкость элемента (ДП).Анализ выражения (2) показывает, что наиболее широкий диапазон компенсации проводимости Ох при заданных параметрах элемента с регулируемой дифференциальной проводимостью достигается при соблюдении следующих условий; Ср 2Сэ,экв, Ср 2(5)1 Оэ,эквПри этом, как следует из (1), точность измерения емкости тем выше, чем лучше выполняется условиеО 2 С 2 (6)О 1 Сэ,эквУстройство работает следующим образом,После подключения измеряемого объекта 4 к присоединительным контактам 3 высокочастотного моста 1 и установления на нем заданного напряжения смещения по измерительному блоку 5 от источника 7 через элемент 6 развязки, определяются некоторые значения емкости и проводимости. Величина напряжения смещения, поступающего от источника 10 через элемент 11 развязки на элемент 8 с изменяемой ДП, регулируется до получения наиболее полной компенсации проводимости измеряемого объекта 4, при этом фиксируЮтся показания моста 1 и измерительного блока,09 02 0.0 О,О 0,080,1О. 120.19 12. По показанию измерительного блока 12 в соответствии с фиг,З, 4 определяются эквивалентные значения дифференциальной проводимости бэ,экв и емкости Сэ.экв элемента 8, а значение емкости измеряемого объекта 4 определяется по формулеСр 2Сэ,эквСх = Сфэквр 2 э,экв21+ йР (Ср 2 + Сэ.экв)ание предлагаемого устройрения емкостей, зашунтироводимостью, открывает для проведения физических ряда емкостных объектов (р - арьеров Шоттки при положижениях смещения, ТД и др.), анее недоступных исследоваповышенной проводимости,Использовва для изме ванных про возможности исследований п-переходов, б тельных напря практически р ний иэ-за их например определения параметров полупроводниковых материалов методами емкостной спектроскопии и др,5 Формула изобретения Устройство для измерения емкости, зашунтированной проводимостью, содержащее высокочастотный мост, включенные 10 через разделительную емкость в одно изплеч моста контакты для подключения измеряемого объекта, к которым присоединены измерительный блок и, через элемент развязки по частоте моста, источник смещения, 15 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности, оно содержит подключенный к контактам через вторую разделительнуюемкость элемент с регулируемой дифференциальной проводимостью, к кото рому присоединены второй. измерительныйблок и через второй элемент развязки по частоте моста второй источник смещен1636797 ль Ю. БогдановМорге нтал Корр Ре р А, Моты, Демч Заказ 814 Типаж 416 ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, ЖПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,Состав Техред Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР , Раушская наб., 4/5