Устройство токовой корректировки величины сопротивления тонкопленочных резисторов

(61) Дополнительное к авт. свил.ву(ЩЗаввлево 07. 06. 76 (2 с присоединением заявки 2369478/18 1) М. Кл, 6 01 и 17/1 О Гаауааратюаюй еавтет СССР в малан иаабратюе а еткркта(72) Авторы изобретен А. Лабунов, В. А, Сокол и Д. Н, Михайлов Минский радиотехнический инс(54) УСТРОЙСТВО ТОКОВОЙ КОРРЕКТИРОВКИ ВЕЛИЧИНЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ Изобретение относится к области микроэлект. роники, преимущественно к технологии изготовления гибридных интегральных схем, н может быть использовано при корректировке величины сопротивления тонкопленочных резисторов,Известно устройство токовой корректировки номиналов резисторов, содержащее мостовую схему измерения на постоянном токе, в измерительную диагональ которой включен фотоэлектричес. кий индикатор разбаланса моста, а к корректиру. емому резистору через регулятор тока подключен источник переменного напряжения корректировки 1).Недостатком этого устройства является низкая точность корректировки величины сопротивления резисторов;Известно также устройство токовой корректировки величины сопротивления тонкопленочных резисторов, содержащее мостовую схему для измерения номинала корректируемого резистора, источник корректирующего напряжения, подключенный к корректируемому резистору, усилитель. детектор сигнала разбаланса моста, к выходу ко. торого через электронный ключ подключен пороговый элемент, а такжедифференцируюший блоки последовательно соединенный с ним пороговыйэлемент минимума производной, выход которого соединен с управляющим входом электронногоключа, а также схему, управляюшую процессом 5 корректировки 2.Недостатком этого устройства является ограниченная точность корректировкйвеличины сопротнвления тонкопленочных резисторов, связанная сотсутствием возможности контроля за изменени ем сопротивления корректируемого резистора одновременно с электрическим воздействием на не.го и отсутствием эффективного управления энергией электрического воздействия на протяжениипроцесса корректировки,15 Цель изобретения - повышение точности процесса токовой корректировки величины сопротивления тонкопленочных резисторов.Поставленная цель достигается тем, что устройство токовой корректировки величины сопротив.пения тонкопленочных резисторов, содержащееуправляемый источник напряжения корректировки, подключенный к корректируемому резисторучерез измерительное сопротивление, мостовую схе.3му измерения, выход которой через последователь.но соединенные уалитель - детектор сигнала разбаланса мост, ключ, пороговый элемент подключенк входу триггера управления, причем выход усилителя-детектора сигнала разбаланса моста соединенс последовательно соединенными дйфференциру.ющим блоком и пороговым элементом минимумапроизводном, введены последовательно соединен.ные второй ключ, запоминающее устройство иблок сравнения текущего значения сигнала разбаланса, последовательно соединенные измерительмощности, блок вычисления приращения мощностии нуль - орган, второй триггер управления, третийи четвертый ключи, второе и третье запоминающееустройство и блок сравнения мощности, причем 15один из выходов второго триггера управления через последовательно соединенные третий ключ ивторое запоминающее устройство соединен с од.ним из входов блока сравнения мощности, а другой выход второго триггера управления через последовательно соединенные четвертый ключ и третьезапоминающее устройство соединен с вторым входом блока сравнения мощности, выход которого" через-нуль-орган соединен с входом первого триггера управления, одновременно соединенного с 25блоком сравнения текущего значения и сигналаразбаланса, выход первого триггера управленияодновременно соединен с входом управляемого источника напряжения корректировки и счетнымвходом второго триггера управления, при этом ЗОвыход порогового элемента минимума производной соединен с управляющим входом первогоключ, а выход порогового элемента соедггнен свходом второго ключа, входы третьего и четвер.того ключей соединены с выходом измерителя З 5мощности, подключенного параллельно измери.тельному резистору, при этом другой вход блока цычисления приращения мощности соединеныс выходом усилителя - детектора сигнала разбапанса моста, соединенного одновременно с входом 40блока сравнения текущего значения сигнала разбаланса и второго ключа,На чертеже приведена блок - схема предлагаемого устройства,Устройство токовой корректировкивеличины 45сопротивления тонкопленочных резисторов содержит корректируемый резистор 1, подключенный квходу мостовой измерительной схемы 2, последо.вательно соединенные усилитель - детектор 3 сигнала разбаланса моста, электронный ключ 4, пороговый элемент допуска 5, триггер 6 управления,управляемый источник 7 напряжения корректировки, измерительный резистор 8, параллельнокоторому включен измеритель 9 мощности, дифференцирующий блок 10, его выходной сигнал 55поступает на вход порогового элемента 11 мини.мума производной, а выход порогового элементасоединен с управляющим входом ключа 4, блок12 сравнения текущего значения сигнала разбалаи. 4са, один из вхоцов которого подсоединен непосредственно к выходу усилителя - детектора, а дру. гой - через электронный ключ 13 и загюминающееустройство 14, блок 15 сравнения мощности, одиниз его входов подключен к выходу измерителямощности 9 через последовательно соединенныйключ 16 и запоминающее устройство 17 другой -через последовательно соединенные ключ 18 и за.поминающее устройство 19, при этом управляющиевходы ключей 16 и 18 соединены с соответству.ющими выходами триггера 20, счетный вход которого соединен с выходом триггера управления 6, ,блок 21 вычисления приращения мощности, одинвход которого соединен с выходом усилителд -детектора 3, а другой - с выходом измерителя 9мощности, нуль - орган 22, один из входов которого соединен с выходом блока сравнения 15, адругой - с выходом блока 21 вычисления, причем выход нуль - органа 22 соединен со входомтриггера управления 6.Устройство работает следующим образом.До начала корректировки сопротивление ре.зистора 1 отличается от номинального значения ,поэтому на вьгходе мостовой схемы измерения 2находится соответствующее напряжение разбаланса,которое усиливается и детектируется усилителем -детектором 3 и через открытый ключ 4 поступает на вход порогового элемента допуска 5, Одно.временно исходное напряжение разбаланса поступает на вход блока 2 вычисления приращения мощности, а через ключ 13 - на вход запоминающегоустройства 14, Сигналом с выхода порогового элемента 5 переключается триггер 6, что приводит кзапуску генераторов возрастающего напряжениякорректировки источника 7. Напряжение с выхода источника 7 через измерительный резистор 8поступает на корректируемый резистор 1. Величина электрической мощности, рассеиваемая на кор.ректируемом резисторе 1, измеряется при помощиизмерителя 9 мощности, а сигнал, пропорциональный величине указанной мощности с выхода измерителя 9 поступает на вход блока 21 вычисленияприращения мощности и в зависимости от состояния триггера 20 через ключи 16 и 18 - на входзапоминающих устройств 17 и 19,В результате рассеивания электрической мощ. ности на резисторе 1 он разогревается, при этом, его сопротивление изменяется, что приводит к изменению величины разбаланса мостовой измернг тельной схемы 2 и к соответствующему измене. нию сигнала на выходе усилителя - детектора 3, Величина этого изменения постоянно сравнивает. ся в блоке 12 сравнения, а по достижении требуемой разности между исходным и текущим значением разбаланса моста с выхода блока 12 подается импульс на триггер 6, который изменяет свое состояние, сбрасывает источник 7 и переводит в противоположное состояние триггер 20, в результате чего напряжение на корректируемом резис.торе становится равным нулю, а в запоминающихустройствах 17 и 19 запоминается сигнал, пропорциональный величине максимальной мощности,рассеиваемой на резисторе 1 в данном цикле кор.ректиров ки.После уменьшения напряжения на резисторе.1 до нуля он начинает охлаждаться и его сопротив.ление резко изменяется. За счет сигнала, пропор.ционального величине производюй от функции 1 Оизмерения сопротивления резистора 1 в процессеохлаждения, поступающего с выхода дифферен.цируюшего блока 10, срабатывает пороговыйэлемент 11 минимума производной и закрываетключ 4. По мере охлаждения резистора 1 величина 15производной уменьшается и по достижении допуотимого минимального значения пороговый элемент11 минимум производной вьпслючается, а следовательно, открывается ключ 4 и с помощью поро.гоВого элемента 5 оценивается соответствие допус.20ку сопротивления резистора 1 после первого циклакорректировки. Если отклонение сопротивлениярезистора 1 от требуемого значения больше допус.ка, то пороговый элемент 5 срабатывает, при этомзакрывается ключ 13, а в запоминающем устрой.стве 14 запоминается сигнал разбаланса моста пос- .ле первого цикла корректировки, а также срабатывает триггер 6, запускается источник 7 и качи.нается второй цикл корректировки, который происходит аналогично описанному выше порядку ра 30боты устройства,Этот порядок работы устройства сохраняетсядо появления необратимых изменений сопротивления корректируемого резистора, после очередногоцикла электрического воздействия на резистор 1, 3В этом случае в блоке 21 вычисления приращениямощности формируется сигнал, пропорциональныйдопустимому приращению мощности в данном цикле по отношению к максимально достигнутой мок.ности в предыдущем цикле, например сигнал 40ЛР алых 1 д р д 1 игде 1 вых - выходное напряжение блока 21;45К - постоянный коэффициент;ЬР, - приращение мошности в п - 1) - омцикле по сравнению с мощностьюдостигнутой в (о - 2) ом цикле;Ьб Р - необратимое изменение сопротивления корректируемого резистора 1 зап)-ый цикл;ЬВ, - отклонение сопротивления этого резистора от номинального значенияпосле (и)-го цикла корректиров.ки.Затем работа устройства в и - ом цикле воздействия происходит следуюшим образом,6По мере увеличения электрической мощности, рассеиваемой на корректируемом резисторе 1, ее величина сравниваетсяс величиной максимально достигнутой мощности в предыдущем цикле в блоке 15, а с момента достижения равенства этих мощностей сигнал, пропорциональный их последу.юшей разности, поступает на соответствующий вход нуль - орган 22, на другой вход которого поступает сигнал с блока 21 вычисления .При равенстве сигналов на обоих входах нуль- органа 22 на его выходе формируется импульс сброса триггера 6. После. переключения триггера 6 сбрасывается источник 7 и переключается триггер 20, в результате прекращается электрическое воз.действие на корректируемый резистор 1, меняется состояние ключей 16 и 18, и на одном из запоминавицих устройств 17 или 19 фиксируется макси.мальное значение мощности, достигнутое в данном цикле. корректировки. В дальнейшем работа уст.ройства повторяется;Циклы корректировки прекращаются, если после очередного остывания резистора 1 окажется, что сигнал раэбаланса мостовой измеритель.ной схемы 2 меньше сигнала, соответствуюшего допустимому отклонению сопротивления резистора 1 от номинального значения. В этом случае пороговый элемент 5 не срабатывает н триггер б остается в исходном состоянии, а следовательно, не запускается источник 7, и резистор 1 не подвергается электрическому воздействц о.Формула изобретенияУстройство токовой корректировки величины сопротивления тонкопленочных резисторов, содер.жащее управляемый источник напряжения корректировки, подключенный к корректируемому резистору через измерительное сопротивление, мостовую схему измерения, выход которой через последовательно соединенные усилитель - детек.тор сигнала разбаланса моста, ключ, пороговый элемент подключен к входу триггера управления, причем выход усилителя - детектора сигнала разбаланса моста соединен с последовательно соединенными дифференцируюшим блоком и пороговым элементом минимума производной, о т л и ч аю ш и й с я тем,что,с целью повышения точности процесса токовой корректировки, в него введены последовательно соединенные второй ключ, запоминающее устройство и блок сравнения текущего значения сигнала разбаланса, последовательно соединенные измеритель мощности, блок вычисления прирашения мощности и нуль - орган, второй триггер управления, третий и четвертый ключи, второе и третье запоминаюцее устройство и блок сравнения мощности, причем один из выходов второго триггера управления через по667902 оставитель И, Бахтинехред С. Мигай Корректо енко Редакт но Тираж 1089ИПИ Государственделам изобретений35, Москва, Ж 35,Заказ 3458/40 Подписноого комитета СССРоткрытийаушская наб., д. 4/5 И по 13 гная. 4 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул 7следовательно соединенные третий ключ и второе запоминающее устройство соединен с одним извходов блока сравнения мощности, а другой вы." ход второго триггера управления через последо.вагельно соединенные четвертый ключ и третье запоминающее устройство соединен с вторимвходом блока сравненйя "мопЭости; вьъход"которого " "-Ферм нуль - бргансоедййен"с входомЙервого триггера управления, одновременно соединенного с блоком сравнения текущего значения сигнала раз о баланса, выход первого триггера управления одновременно соединен с входом управляемого источ.ника напряжения корректировки и счетным входом второго триггера управления, при этом выход порогового элемента минимума производной 1 Б соединен с управляющим входом первого ключа,а выход порогового элемента соединен с входомвторого ключа, входы третьего и четвертого ключей соединены с выходом измерителя мощности,подключенногопараллельно измерительному ре.эистору, при этом другой вход блока вычисленияприращения мощности соединен с выходом усили.тел 1 г - детекторасигнала разбаланса моста, соеди.пенного одновременно со входом блока сравнениятекущего значения сигнала разбаланса и второгоключа,Источники информации, принятые во внима.ние при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР У 232352,кл. Н 01 С 17/00, 28. 09. 67,2. Авторское свидетельство СССР Кф 468168,кл, 6 01 В 17/00, 20. 02. 75.