Устройство для сравнения вольт-амперных характеристик нелинейных элементов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет 6 01 В 31/26 Государственный комитет СССР ио дедам изобретений и открытий. 2 (088, 8) 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВ ХАРАКТЕРИСТИК НЕЛИН НИ Я ВОЛЬТ-АМПЕ РНЫХНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ тся к контрольике и можетоперативногоных характерисоводниковыханзисторов и ние сущ Изобретение относино-измерительной технбыть использовано длясравнения вольт-ампер 5 тик нелинейных полупрэлементов (диодов, тррезисторов).Известно устройство для разбраков-ки полупроводниковых ттриборов, содер п жащее источник напряжения, формирователи, дифференциальный усйлитель, пер вый и второй элементы сравнения 11 .Недостатком известного устройства является низкая достоверность раэ" браковки, обусловленная тем, что, сравнение вольт-амперных характеристик производится не во всем диапазоне токов и напряжений вольт-амперной: характеристики.20Наиболее близким техническим реше"м к изобретению по техническойности является характериограф, содержащий блок регистрации, генератор импульсов, элемент И и реверсивный счетчик 21 .Недостатком этого характериографа является низкая достоверность сравнения вольт-амперных характеристик и низкое быстродействие, обуслов" ленные тем, что оравнение осуществляет оператор визуально по экрану электроннолучевой трубкиЦель изобретения - повышение достоверности результатов сравнения и быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения вольт-амперных характеристик нелинейных элементов, содержащее блок регистрации, первый генератор импульсов, элемент И и реверсивный счетчик, введены инвертор, сумматор, Формирователь, первый и второй элементы сравнения, второй генератор импульсов, последовательно соединенные генератор случайного напряжения, полосовой фильтр, согласующий блок, соединенный выходом со входами первого испытуемого нелинейных элементов и через инвертор со входом второго испытуемого нелинейного элемента, соединенного выходом с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого испытуемого нелинейного элемента, выход - через Фор" мирователь с первым входом элемента И, соединенного вторым входом с выходом первого генератора импульсов, выходом - с первыми входами первого и второго элементов сравнения, вторые входы которых соединены с выходом второго генератора импульсов, а выходы - с соответствующими входами реверсивного счетчика, соединенного выходом с блоком индикации.На фиг.1 приведена блок-схема 5 устройства; на фиг.2 - кривые, поясняющие принцип,его действия.Устройство. содержит генератор 1 случайного напряжения, полосовой фильтр 2, согласующий блок 3, первый используемый элемент (например диод) 4, инвертор 5, второй испытуемый элемент б, сумматор 7, формирователь 8, элемент И 9, первый генератор 10 импульсов, первый элемент 11 сравнения, второй генератор 12 импульсов, второй элемент 13 сравнения, реверсивный счетчик 14, блок 15 регистрации.Устройство работает следующим образом.Изобретение позволяет перейти от параметрического способа сравнения (измерения) вольт-амперных характеристик нелинейных элементов к непараметрическому. Переход от параметрического способа сравнения к непараметрическому осуществляется на основе использования в качестве испытательного напряжения с амплитудной распределенной во времени Я) по стан 40 дартному эргодическому случайному процессу. Устройство позволяет осуществлять сравнение не отдельных (вполне определенных) значений вольтамперных характеристик, а их усред ненных (интегральных) числовых характеристик, описывающих ход всей вольтамперной характеристики.С выхода генератора 1 напряжение, пропорциональное случайному стацио нарному процессу реализации Т) (фиг.2 а) и обладающему эргодическим свойством, через полосовой фильтр 2 и согласующий блок 3 поступает на первый элемент 4 и через инвертор 5 - 45 на элемент 6, Полосовой фильтр представляет собой избирательную линейную систему и предназначен для получения плотности распределения вероятностей Ю процесса .;(1), близкой к нормальному распределению (фиг.2 б). СОгласую щий блок 3 обеспечивает условие согласования между выходом полосового фильтра 2 и входами элементов 4 и б и дает возможность варьировать математическое ожидание (в) и среднеквад 5 ратическое отклонение процессаб т.е. выбирать требуемый участок сравнения вольт-амперных характеристик.Инвертор 5, включенный перед входом элемента , обеспечивает цереобразующие полярности напряжения, что позволяет располагать кривые вольт-амперных характеристик .сравниваемых элементов в 1-ом и 1 И-ем квадратах обобщенной характеристики (фиг.2 в), для их 5 сложения с обратными знаками в блоке 7. С выходов элементов 4 и 6 преобразованный процесс (С) поступает на сумматор 7 и с него на формирователь 8. На сумматоре 7 выделяется резистный сигнал, который поступает на формирователь 8 (блок).Сформированные блоком 8 из непрерывного сигнала импульсы случайной последовательности поступают на один из входов элемента И 9На другой вход элемента 9 от генератора тактовых импульсов 10 поступают стробирующие импульсы длительности Т, равной времени анализа процесса. Сформиро" ванные импульсы проходят через элемент 9 за время действия стробирующего импульса и поступают на входы элементов сравнения, состоящих из элементов 11 и 13. Элементами 11, 13 и счетчиком 14 производится оценка асимметрии кривой плотности распределения вероятностей Х(фиг.2 г), не имеющей уже нормальной плотности респределения вероятностей в силу прохождения случайного стационарного процесса через нелинейные безынерционные элементы 4 и 6. Оценивается асимметрия относительно математй- .- ческого ожидания в процесса (1). Количественной оценкой асимметрии кривой Ю относительно впроцес" са (1) является коэффициент асимметрии. В случае совпадения вольт-амперных характеристик испытуемых элементов 4 и 6 коэффициент асимметрии ф равен О, т.е. асимметрия кривой И относительно в отсутствует, в противном случае ф 0 и асимметрия И .относительно в существует.=( -в ) . является количест венной характеристикой асимметрии кривой И(4). Выражение для практического определения ( при условии Т Се(Ъо ввремя корреляции процесса К(1) ) имеет вид:=А 21(т тп - = (. ф 1 Ь)а-С где У(Т в) - относительное времяпребывания процессанад уровнем в;- постоянный коэ 1 рфициент;= -( у; 4,=3(2 Я =сопзС.1(й) вО 1(1) 4 вЕ,Согласно (1) 3 пропорционален относительному времени пребывания процесса под некоторым Фиксированным уровнем, в данном случае в, причемгде Х; - длительность единичного выброса процесса;Т - время анализа процесса.Элементы 11, 13 и 14 производятсравнение времени пребывания процесса выше математического ожидания,в 5й временем пребывания ниже в, завремя анализа Т. При этом равенствопребывания процфсса выше и ниже означает, что=0. Положительные выбросы случайной последовательности 10(выше щ ),поступают на один из вхо-,дов элемента.11, а отрицательныевыбросы ниже (в) - на элемент 13.На другие входы элементов 11 и13 поступают счетные импульсы от ге- (5нератора импульсов 12,Единичные выбросы случайной после. довательности элементы 11 и 13 преобразуют в последовательность счетных импульсов Бг, число которых пропорционально длительности единичных выбросов, т,е.,(Е 1,) = пм , .(3) где И - счетные импульсы, поступающие с генератора 12;и - коэффициент пропорциональности.Реверсивный счетчик 14 производит подсчет счетных импульсов, поступаю 30 щих с элементов 11 и 13 и выдает результат на блок регистрации 15 в виде разности числа импульсов по первому и второму входам.Оценка асимметрии кривой плотнос ти распределения вероятностей процесса 1 относительно ш н блоке 15 имеет вид:Т 1Г.40 где А,=325 Г;И - число счетных импульсон сшвыхода элемента 11;Б - число счетных импульсов с,ьгВыхода элемента 13. 45Блок регистрации 15 осществляет индикацию коэффициента асимметрии в цифровой форме. Таким образом, введение блоков 1-3, 5, 7, 8 и 11-13 позволяет осудестнлять автоматическое сраннение вольт-амперных характеристик, исключнть оператора из цикла сравнения, что повышает достоверность контроля н быстродействия устройства.формула изобретенияУстройство для сравнения вольт-амперных характеристик нелинейных элементов, содержащее блок регистрации,первый генератор импульсов, элементИ, ренерсивный счетчик, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатовсравнения и быстродействия устройства, в него введены инвертор, сумматор, формирователь, первый и второйэлементы сравнения, второй генераторимпульсов, последовательно соединенные генератор случайного напряжения,полосоной фильтр, согласующий блок,соединенный выходом с нходом перво"го испытуемого нелинейного элементаи через инвертор с входом второго испытуемого нелинейного элемента, соединенного выходом с первым входомсумматора, второй вход которого соединен с выходом первого испытуемогонелинейного элемента, выход - черезформирователь с первым входом элемента И, соединенного вторым входомс выходом первого генератора импульсов, выходом - с первыми входами,первого и второго элементов сравнения,вторые входы которых соединены свыходом второго генератора импульсон, а выходы с соответствующимивходами реверсивного счетчика, соединенного выходом с блоком индикации.Источники инФормации,принятые но внимание при экспертизе1, Авторское свидетельстно СССРР 687419, кл. 6 01 В 31/26, 1979.2. Техническое описание характерографа, Тй - 4802,(ЕМ 6-1559. ВНР,1975 (прототип)..к Зак 331/49 ;Тираж 719 ВНИИПИ Росударственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб.