Измеритель заряда переключения полупроводниковых диодов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик от авт. свидетельстваОЗХ 1.1971 ( 166-";249/26-9нением заявки-ависи мое М, Кл, 6 01 г 312 Заявлено рисое асударственныи комит Совета Министров ССС па делам изобретенийи открытий иоритет 1,317.318(088 Опубликовано 03.Х,1973. Бюллетень3Дата опубликования описания 13.11.1974 Автор зобретения П. Урбонас явител ИЗМЕРИТЕЛЬ ЗАРЯДА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения заряда переключения полупроводниковых диодов,Известны измерители заряда переключения полупроводниковых диодов, содержащие задающий генератор, запускающий генератор импульсов обратного напряжения и генератор импульсов тока, которые подключены к последовательно соединенным исследуемому диоду, детектору, селективному усилителю и индикатору.Однако известные измерители недостаточно точны.Целью изобретения является увеличение точности измерения и расширение функциональных возможностей измерителя.Для этого в измеритель введены два триггера и схема совпадения, при этом выход задающего генератора соединен со входом пер. вого триггера и одним из входов схемы совпадения, выходы обоих триггеров соединены с соответствующими входами схемы совпадения, один из выходов первого триггера одновременно подсоединен ко второму триггеру, а выход схемы совпадения соединен с генератором импульсов обратного напряжения, причем генератор импульсов тока через амплитудный дискриминатор подсоединен к схеме совпадения, а селективный усилитель настроен ца вторую гармонику частоты повторения импульсов тока.Изобретение пояснено чертежами.На фиг. 1 приведена блок-схема измерителя; на фиг. 2 - временные соотношения.Измеритель заряда переключения полупроводниковых диодов состоит из задающего генератора 1, подключенного к счетному входу триггера 2, выход 3 которого соединен со 10 счетным входом триггера 4 и со входом схемы 5 совпадения, а выход 6 - со схемой 5 совпадения. Выходы 7, 8 триггера 4 соединены со входами схемы 5 совпадения, а выход 8 - еще и с генератором 9 тока импульсов.Другие входы схемы 5 совпадения соединены с задающим генератором 1, амплитудным дискриминатором 10 и с выходами 11, 12 схемы 13 управления. Выход схемы 5 сов падения соединен с генератором 14 импульсовобратного напряжения. Выходы генератора 9 импульсов тока и запускающего генератора 14 импульсов обратного напряжения подключены к одному из электродов измеряемого 25 диода 15, к другому электроду которого подключсн детектор 16. К выходу детектора 16 подключен селективцый усилитель 17, к выходу которого подключено индикаторное устройство 18.30 Измеритель работает следующим образом,3Задающий генератор 1 выдает импульсы (см. фиг. 2 а), запускающие триггер 2. На выходах 3, 6 триггера 2 появляются прямоугольные импульсы с частотой повторения, в два раза меньшей, чем частота повторения импульсов задающего генератора 1 (см. фиг. 2 б, в). Импульсы с выхода 3 триггера 2 запускают триггер 4, на выходах 7 и 8 которого действуют прямоугольные импульсы с частотой повторения, в четыре раза меньшей частоты импульсов задающего генератора 1 (см. фиг. 2 г, д). Импульсы с выходов триггеров 2 и 4 поступают на схему 5 совпадения, на которую также подаются управляющие сигналы со схемы 13 управления и амплитудного дискриминатора 10. Выход 8 триггера 4 служит для управления генератором 9 импульсов тока, ца выходе которого появляются импульсы тока, приведенные ца фиг. 2 е.Схема 13 управления определяет измеряемую составляющую заряда переключения диода 15. При выдаче схемой 13 управления на выход 11 единичного уровня сигнала, а на выход 12 - нулевого уровня (уровни могут быть и обратными) - измеряется суммарный заряд переключения р.В этом случае выходной импульс схемы 5 совпадения запускает генератор 14 импульсов обратного напряжения в момент протекания прямого тока через измеряемый диод 15 (см, фиг. 2 ж), т. е. диод 15 переключается с прямого тока на обратное напряжение, Импульс обратного тока измеряемого диода 15 выделяется детектором 16 и поступает на селективный усилитель 17, настроенный на вторую гармонику частоты повторения импульсов прямого тока, и, тем самым, на вторую гармонику частоты повторения импульсов обратного напряжения. Индикаторное устройство 18 в этом случае показывает суммарную величину заряда переключения.При поступлении с обоих выходов 11 и 12 схемы 13 управления единичных уровней на схему совпадений 5, на выходе последней образуются пачки из двух импульсов, следующие с периодом повторения импульсов прямого тока. Импульсы в пачках смещены на четверть периода повторения пачек. Эти импульсы запускают генератор 14 импульсов обратного напряжения, выходные импульсы которого приведены на фиг, 2 з. Как видно из фиг, 2 з, первый импульс пачки совпадает с импульсами прямого тока, а второй - с паузой между импульсами прямого тока. Эти импульсы попадают на измеряемый диод 15, и на выходе детектора 16 появляются импульсы, пропорциональные заряду переключения Яр при переключении с прямого тока на обратное напряжение и пропорциональные ем костному заряду Я при перезарядке барьерной емкости измеряемого диода 15 импульсом обратного напряжения. Ввиду того, что эти импульсы один относительно другого смещены на четверть периода, их вторые50 55 60 65 10 15 20 25 30 35 40 45 4гармоники являются прозивофазными и выходной сигнал селективного усилителя 17 равен разности их амплитуд, т. е. выходной сигнал пропорционален Яг - Яс= Я , и индикаторное устройство 18 показывает собствеццый заряд переключения диода Я, .В случае поступления на схему 5 с выхода 11 схемы 13 управления нулевого уровня, а с выхода 12 - единичного, на выходе генератора 14 импульсов обратного напряжения появляются импульсы, совпадающие с паузой между импульсами прямого тока (см. фиг. 2 и). В этом случае выходные импульсы детектора 16 пропорциональны величине емкостной составляющей заряда переключения Я, измеряемого диода 15, и индикаторное устройство 18 показывает величину Я,Защита измерителя заряда переключения от неправильного включения измеряемого диода 15 происходит в следующем порядке.При неправильном включении диода 15 через него не протекает прямой ток от генератора 9 импульсов тока, что вызывает увеличение его выходного напряжения. При этом амплитудный дискриминатор 10 выдает на схему 5 совпадения уровень напряжения, прекращающий проход через цее импульсов, запускающих генератор 14 импульсов обратного напряжения, Тем самым исключается перегрузка и повреждения измеряемого диода 15 и селективного усилителя 17.Настройка селективного усилителя 17 на вторую гармонику частоты повторения импульсов прямого тока исключает влияние прохождения импульсов прямого тока через детектор 16 на вход селективного усилителя 17, так как амплитуда второй гармоники 1 и других четных гармоник) прямоугольных импульсов тока со скважностью 0,5 равна нулю, а другие гармоники селективным усилителем не усиливаются. Поэтому настройка селективпого усилителя 17 ца вторую гармонику импульсов прямого тока повышает точность измерения. Таким образом, расширение функциональных возможностей измерителя заряда переключения диодов обеспечивается за счет введения триггеров 2, 4, схемы 5 совпадения, генератора 9 импульсов тока и настройки селективного усилителя 17 ца вторую гармонику частоты повторения импульсов тока, позволяющих произвести прямое измерение отдельных составляющих ЯЯ, и всего заряда переключения ЯгУвеличение надежности обеспечивается введением амплитудного дискриминатора 10, предохраняющего измеритель от неправильного включения измеряемого диода 15 и селективного усилителя 17.Увеличение точности измерения достигается за счет того, что из-за настройки селективного усилителя 17 на вторую гармонику частоты повторения импульсов тока не сказывается влияние паразитного прохожденияпрямого тока через детектор 16 на величинуизмеряемого заряда переключения.Предмет изобретенияИзмеритель заряда переключения полупроводниковых диодов, содержащий задающий генератор, запускающий генератор импульсов обратного напряжения и генератор импульсов тока, которые подключены к последовательно соединенным исследуемому диоду, детектору, селективному усилителю и индикатору, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения и расширения функциональных возможностей измерителя, в пего введены два триггера и схема совпадения, при этом выход задающего генератора соединен со входом первого триггера и одним из входов схемы совпадения, выходы обоих триггеров соединены с соответствующими входами схемы совпадения, один из выходов первого триггера одновременно подсоединен ко второму триггеру, а выход схемы совпадения соединен с генератором импульсов обратного напряжения, причем генератор импульсов тока через амплитудный дискриминатор подсоединен к схеме совпадения, а селективный усилитель настроен на вторую гармонику частоты повторения импульсов тока.399798 Ьа Ъм иа 2 Составитель С. Лукинскаяиньковский Техред Л. Грачева Корректор Т. Добровольская едакто Заказ 209 Подписностров СССР ипография, пр, Сапунова, 2 и,о яре Изд.36 ИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и Москва, Ж.35, Раушская