Устройство для проверки и измерения параметров цифровых полупроводниковых элементов

СОюз Сооетских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено ЗО,Х 1,1970 ( 1607381/18-24)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 21.Х 1,1972, Бюллетень35Дата опубликования описания 9.1.1973 М. Кл. б 05 Ь 23/62 Иомитет оо аелзм изобретений и открытий Орн Совете Миниотрае СССРУДК 658.562(088.8) Авторыизобретения В. Т. Мошенский, В. И. Устинов и Ю, П. Безверхов Заявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЦИФРОВЫХ ПОЛУПРОВО нения точности приводит к понижению производительности таких устройств и увеличению стоимости проверки логической схемы,Предлагаемое устройство отличается тем, 5 что, с целью повышения точности отсчета ивведения автоматического измерения параметров, в устройство введены блоки управляемых преобразователей напряжения в ток, ко входам которых подключен выход блока вы работки напряжения для авто матическогосдвига синхроимпульса, а выходы соединены со входом блока автоматического сдвига синхроимпульсов, а управляющие входы преобразователей напряжения в ток подключены 15 к соответствующим выходам дешифратора,входы которого подсоединены к соответствующим выходам блока цифрового измерения интервалов времени, и блок программного измерения параметров, соединенный с соответст вующими выходами блока цифрового измерения интервалов времени и со входами блока генератора импульсов и блока управления,Это позволило полностью автоматизироватьпроцесс контроля цифровых полупроводнико вых логических элементов, введя между блоком управления и блоком генератора сигналов узел программного выбора режимов, который позволяет осуществить контроль параметров цифровых полупроводниковых элемен тов по признаку годен - брак. Изобретение относится к области цифровой контрольно-измерительной техники и предназначено для измерения статических параметров цифровых полупроводниковых элементов и их временных характеристик в наносекундном диапазоне.Известны устройства для измерения переходных характеристик полупроводниковых приборов в наносекундном диапазоне, содержащие блок стробоскопических преобразователей входного и выходного сигналов, блок генератора импульсов, блок формирования стробимпульсов, схему автоматического сдвига стробимпульсов, блок управления,Извеспны также устройства для измереаия параметров цифровых полупроводниковых логических элементов, содержащие блок стробоскопических преобразователей входного и выходного сигналов, блок генератора импульсов, блок автоматического сдвига синхроимпульсов, блок формирователей стробимпульсов, блок измерения временных интервалов и блок управления,Недостатком таких устройств является негочность отсчета временных интервалов, если измеряемые элементы имеют значительный разброс своих временных характеристик, так как требуется ручное переключение диапазона измерения временного интервала для получения необходимой точности. Попытка сохраИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВИКОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВНа чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства,Устройство для проверки и измерения параметров цифровых полупроводниковых элементов содержит блок 1, состоящий из держателя цифровых полупроводниковых элементов и коммутации источников питающих напряжений и нагрузки; блок 2 стробоскопического преобразованиявходного сигнала; блок 3 стробоскопического преобразования выходного сигнала; блок 4 генератора импульсов; блок 5 автоматического сдвига синхроимпульсов, по сдвигаемому фронту которых формируются стробимпульсы блоком 6 формирования стробимпульсов; блок 7 дискриминатора начала отсчета измеряемого временного интервала; блок 8 дискриминатора конца отсчета измеряемого временного интервала; блок 9 цифрового измерения интервалов времени; блок 10 выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов. На чертеже изображены также три блока 11 - 13 управляемых преобразователей напряжения в ток, на объединенные входы 14 - 16 которых подается напряжение для автоматического сдвига синхроимпульсов, а с выходов 17 - 19 снимается ток, пропорциональный напряжению на входах 14 - 16 соответственно, со своим для каждого преобразователя коэффициентом преобразования. Это происходит при наличии на управляющих входах 20 - 22 соответственно сигналов разрешения вырабатываемых блоком 23 дешифратора, который в свою очередь управляется сигналами с выхода схемы фиксации шага считывания блока 9 измерения временных интервалов. Задание режимов измерения параметров цифрового логического элемента, установленного в держателе блока 1, осуществляется по сигналам блока 24 управления. Последовательность измерения параметров и условия перехода к измерению следующего параметра определяются блоком 25 программного измерения параметров по принципу годен - брак.Вариант выполнения управляемого преобразователя напряжения в ток (блок 11) содержит диод 26, р - а - р транзистор 27 и сопротивление 28.Работа устройства состоит в автоматическом измерении параметров цифрового полупроводникового элемента, установленного в держателе блока 1. Входные сигналы, нагрузка и напряжение источников питания для каждого измеряемого параметра устанавливаются в соответствии с ТУ на проверяемый элемент с помощью блока 1 по сигналам блока 24 управления. Входной импульсный сигнал на цифровой полупроводниковый элемент (и одновременно на стробоскопический преобразователь 2 входного сигнала) подается с выхода блока 4 генератора импульсов, в котором вырабатываются все серии импульсов, необходимые для работы устройства,Определение временных параметров производится путем автоматического сравнения 5 10 15 го гь зо 35 40 45 50 55 60 65 трансформированных во времени с помощью блоков 2 и 3 стробоскопических преобразователей входного и выходного сигналов на заданных техническими условиями на измеряемый элемент уровнях отсчета, Момент времени, соответствующий превышению входным сигналом заданного уровня, фиксируется блоком 7 дискриминатора начала отсчета временного интервала. Момент времени, соответствующий превышению,выходным сипналом заданного уровня, фиксируется блском 8 дискриминатора конца отсчета временного интервала, Блок 9 измерения временного интервала фиксирует цифровое значение трансформированного измеряемого временного интервала пересчетом синхроимпульсов, заключенных между моментами начала и конца отсчета. Для стробирования сигналов в блоках 2 и 3 блок 6 формирования стробимпульсов вырабатывает строб импульсы по автоматически сдвигаемому фронту синхроимпульсов, подаваемых на вход этого блока с выхода блока автоматического сдвига синхроимпульсов, ко торый обеспечивает задержку фронта синхроимпульсов,по заданной программе, определяемой законом изменения величины тока, подаваемого на вход блока 5 с объединенных выходов 17 - 19 блоков 11 - 13 управляемых преобразователей напряжения в ток.На чертеже приведен вариант выполнения управляемого преобразователя напряжения в ток (блок 11), в котором база р - а - р транзистора 27 подключена к общей шине (земле), а анод диода 26 объединен с эмиттером р - п - р транзистора 27 и подключен через сопротивление 28 к клемме входа 14 и к выходу блока 10, Сигнал разрешения или запрещения преобразования напряжения на клемме 14 в ток на входе 17 подается на катод диода 26. При положительном сигнале (разрешение) диод 26 заперт, транзистор 27 открыт и через него протекает ток на выход 17, Коэффициент преобразования (отрицательного) напряжения в ток в данном случае определяется величиной сопротивления 28. Работа транзистора 27в линейном режиме обеспечивается заданием начального напряжения на выходе блока 10 и выбором сопротивления 28 значительно большим, чем сопротивление база-эмиттер открытого транзистора 27. При подаче на катод диода 26 отрицательного сигнала (запрещение) транзистор 27 закрывается и преобразователь выключен (ток на выходе отсутствует),Закон изменения величины тока на объединенных выходах 17 - 19 блоков 11 - 13 при фиксированном шаге считывания определяется законом изменения напряжения на выходе блока 10, в частном случае - это ступенчатое пилообразное:напряжение, которому соотвепствует ступенчатый пилообразный ток на объединенных выходах блоков 11 - 13, Каждой ступеныке соответствует синхроимпульс, подаваемый на вход блока. 5 с,выхода блока 4. Величина ступеныки тока на выходебло 359639ка 5 (с объединенных выходов 17 - ,19), определяет сдвиг фронта синхроимпульса в блоке б относителыно фронта предыдущепо синхроимпулыса. Этот сдвиг определяет шаг считывания сипналов блоками 2 и 3 стробоокопических преобразователей, Шаг считьщания определяется маоштабом преобразования напряжения с выхода блошка 10 в ток на входе блошка 5, Этот мааштаб преобразования равен сомме коэффициентов преобразования налипряжения в ток тех,преобразователей, на управляющих входах (20 - 22) конорых есть сигнал разрешения. Комбинация разрешающих и запрещающих сигналов вырабатывается дешифратором 23 в зависимости от кода, устано 1 влевного в схеме фиксации шага считьпвания блошка 9. Длителыность развертки при даином шаге очитывания определяется чиалом синхроимпульсов за один цикл измерения (числом ступенек в односум импульсе ступенчатого пилообразного напряжения), Так как заранее неизвестна величина измеряемого временного интервала, то блок 24 устанавливает в схеме фиксации шага очитывания блока 9 код, соответспвующий минималыному шагу считывания (минимальной длительности разверстки).Если измеряемый временной интервал больше установленной длительности развертки, то происходит переполнение счетчика синхроимпульсов блока 9 и блок 24 устанавливает в схеме фиксации шага считывания блока 9 код, соответствующий большему шагу считывания.Для оптимального использования длительностей разверток в блоке 5 предусмотрена регулировка момента начала стробирования входных и выходных сигналов.Предмет изобретенияУстройство для проверки и измерения параметров цифровых полупроводниковых элементов, содержащее дешифратор, блок управлепия, соединенный с блоками держателя цифровых полупроводниковых элементов и коммутации источников питающих напряжений и нагрузки, выработки напряжения для авто матического сдвига синхроимпульсов и генератор импульсов, который соединен с блоком выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов, с блоком автоматического сдвига синхроимпульсов, с блоком 10 управления, с блоком стробоскопическогопреобразования входного сигнала, а через блок держателя цифровых полупроводниковых элементов и коммутации источников питающих напряжений и нагрузки - с блоками 15 стробоскопического преобр азования выходного сигнала, которые соединены через дискриминаторы начала и конца отсчета измеряемого временного интервала с блоком цифрового измерения интервалов времени, блок автома тического сдвига синхроимпульсов черезблок формирования стробимпульсов соединен с блоками стробоскопического преобразования входного и выходного сигнала, отличаюиееся тем, что, с целью повышения точности 25 отсчета временных интервалов и автоматизации измерения параметров, в устройство введены блоки управляемых преобразователей напряжения в ток, ко входам которых подключен выход блока выработки напряжения 30 для автоматического сдвига синхроимпульса,а выходы соединены со входом блока автоматического сдвига синхроимпульсов, уаравляющие входы преобразователей напряжения в ток подключены к соответствующим выхо дам дешифратора, входы которого подсоединены к соответствующим выходам блока цифрового измерения интервалов времени, и блок программного измерения параметров, соединенный с соответствующими выходами блока 40 цифрового измерения интервалов времени исо входами олока генератора импульсов и блока управления,359639 Редактор Н. Коляда Заказ 4249/10 Изд. Хо 1758 Тираж 406 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 Составитель И. Василенков Техред Л, Богданова Корректоры: Л. Кирилловаи А, Дзесова