Способ определения параметров нерезонансных трехэлемениных двухполюсников

(5)5 6 01 В 27/26 И ЕТ Б ЕИ ПИ ЕЛЬСТВ тут нефти и ПАРАМЕТ- ЭЛЕМЕНТек змем выходом,рабо- сред- Генегналы НТД 01 на ыходе дстоты а =Я ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВ(56) Авторское свидетельство ССМ 234508, кл. С 01 й 31/26, 196Авторское свидетельство ССМ 890270, кл, 6 01 В 27/26, 197(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯРОВ НЕРЕЗОНАНСНЫХ ТРЕХНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ(57) Изобретение относится к эл Изобретение относится к электроизмерительной технике. в частности к измерению и контролю параметров трехэлементных нерезонансных двухполюсников (НТД) и может быть использовано для измерения и контроля параметров полупроводниковых структур и тонких пленок при производстве полупроводниковых приборов,Целью изобретения является повышение быстродействия измерений,На фиг. 1 представлен пример реализации способа измерений; на фиг, 2 - виды нерезонансных трехэлементных двухполюсников и их характеристики.Устройство для реализации способа измерения (фиг. 2) содержит контролируемый НТД 1, управляемый генератор 2 гармонических сигналов, вольтметр 3 с цифровым выходом, частотомер 4 с цифровым выхо 1705765 А 1 рительной технике и может быть использовано для измерения и контроля парал)етров полупроводниковых структур и тонких пленок при производстве полупроводниковых приборов. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет определения частоты экстремального фазового сдвига расчетным путем, Сущность способа заключается в подаче на контролируемый объект гармонических сигналов нижней, средней и верхней частот, измерении на них модуля комплексного сопротивления, вычислении частоты экстремального фазового сдвига и определении модуля комплексного сопротивления с последующим расчетом параметров нерезонансных трехэлементных двухполюсников на микроЭВМ, 2 ил. дом, амперметр 5 с цифровымикроЭВМ 6.Сущность изобретения заключаетсяследующем.МикроЭВМ 6 задает следующиечие частоты; вн - низкую частоту, и)с -нюю частоту, йЪ - высокую частоту.ратор 2 последовательно подает синазванных частот на контролируемыйВольтметр 3 измеряет напряжениевходе НТД 1, амперметр 5 - ток на вНТД 1, частотомер 4 - значение чгармонического сигнала на частотах а)н, всов, сос выбирают как среднее геометрическое частот аЪ и вв,зз А =1-"1= Для НТД ЬВ 2 и ЬЬ 4 СР- А.; 20 А - 1 2 1- 1011 /1 1 Ав ААн - АвДля НТД ЛВ 5 и М 7 Для НТД Мби Я 8 А-111/1 111 35 1) дд Ан - АнСР)-СР (1+ дА.) Р- С(1) (1+ дА.),кстремальт код этой дятся не на 50вн ийЬ,тод: йЪ Эти данные заносятся в память микро- Э ВМ 6. В зависимости от вида НТД (фиг. 2) микроЭВМ 6 рассчитывает параметр А (моф дуль комплексного сопротивления), который может принимать значения 1 - , 121,т2 10 1 - 1 1 т 1, где 12 1- модуль сопротивления НТД 1, в - круговая частота,У 1- модуль проводимости.Для НТД ЛВ 1 и М 3 параметр А равен:15 А - 1-111/1 О 11 в: У А/в 1-10111111 в 30 МикроЭВМ 6 рассчитывает значения парэ- метра А на частотах вн в вв, соответственно Ан, Ас, Ав. 8 начале принимается где Ао - . значение А при в - О, А - значениеАпри и- оо. Поформуле40 микроЭВМ 6 вычисляет частоту э НОГО фЭЭОВОГО СДВИГа СОв И ПОДЭ частоты на генератор 2.Поскольку измерения прово частотах в " 0 и в - оо, а нэ формула для вв приобретает в Генератор 2 подает сигнал с чэстотонэ контролируемый НТД 1. Аналогичн параметрам Ан, Ао, Ав определяется параметр Ав, т.е, значение А при и - йЪ . Величины йЪ, йЬ, йЪ, Ан, Ав, Ав являются исходными данными для расчета параметров НТД, который производит микроЭВМ 6 по приведенному алгоритму.Рассмотрим алгоритм определения параметров НТД на конкретном примере для НТД Ь 1, для которого в соответствии с фиг.2 имеем: АСАСС С 1+ С В первом приближении принимаем:И сф) А 2 А Зй =(1/йЪС )Ав - Авгде С 1), С), й)-значения С 1,й вперврмприближении. Подставляем С 1 ) С 1 ), й 1 вформулу (1) один раз при о - , другой прив - йъ, получаем Ан, Ав - эначени)я(1пвартра А для первого приближения С 111,Сй на низкой и высокой частоте.По формулам определяем дА и д Аа - относителныевеличины отличий Ан от Ани Аа от Ав "(1) 1),По формулам СР, Сф, йф - второе приблищение параметров С 1, С, й. Далее С 1 ), Сц, йф опять подставляются в формулу (1) нэ частотах йЪ и йъ и определяются значения СР, Сф, й - третье приближение, Этот процесс вычислений параметров НТД происходит до тех1705765 Подставляя в формулу (2) значениеШ =М,где а, =К -,-ВС5получим выражение К через Ао, А, АдАО я, дА 6 о относительные величины жения от измеренного знаи высокой частотах;заданная погрешность.нии эти,услов 1-ое притров С , С), Вф равно С 1, тью 6.15 на справедливость привеческих выражений на приедователь Значения параметра А для разных видов НТД выбирается таким образом, чтобА = 1(в) имело вид20 опротивление 2 НТД М В 1+В+В 1,ВС+г)оВ А= где В, О, Е, 6 - коэффициенты, зависящие25 от параметров НТД, причем 21 = ВЕм образом, в данно мерение восьми тип ребуемая точно ся быстродействие 0 е воз- ости- акже Такиможно иэаетсяовы шве способ в НТД,д ть,ат змерен ВСВ 1 С В 1+В + В ла иэобр фазового ен значение чсдвига (из тот лов стремально д р/б в 1 =. Способ определения параметров нерезонансных трехэлементных двухполюсников, включающий подачу на 40 контролируемый нерезонансный трехэлементный двухполюсник напряжения га рмонического сигнала на частоте экстремального фазового сдвига, измерения модуля комплексного сопротивления на этой 45 частоте, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, на контролируемый трехэлементный двухполюсник напряжения гармонических сигналов низкой в, средней вс и высокой аь частот, 50 причем В ВС 1 Щ= -ВС араметра, о данном слуАо наченоте Ъ на деляемоС): 1С= -ФВ Щ (йс на этих чассного сопрореэонанснсоответствтоты экстр)К где К - коэффициент пр иональности пор, пока одновременно не будут выполнены два условия: где дАнИ, дАВИ -отличийприбли чения на низкой я - наперед При выполне ближение параме С, В с погрешнос Ниже показа денных математи мере НИД М 2: комплексноекомплексного сопротивлени нгенс угла фазового сдвига Эта формула получена из формулы (2). и выразить Ь через вс, то получимтотах измеряют модуль комплективления трехэлементного неого двухполюсника ААС, А енно и вычисляют значение часмального фазового сдвига ъпо измеренным значениям определяют искомые параметры трехэлементного нереэонансного даухполюсника,