Устройство для измерения характеристик переключающих диодов

(71) Заявите Ордена Трудового Красного Знамени институт.физики полупроводников АН ЛитовскоФЮСРЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКХ ДИОДОВ Изобретенио-измеритель относится к контроль ой технике и может бы ри измерении вольтамристик переключающих изобрете альных вфункц ства. использовано верных харак диодов.По основному авт.св, Ю 64627 известно устройство для измерения характеристик переключающего элемента, содержащее генераторы прямоуголь- ных импульсов, блоки модуляции, сум" мирования, задержки, осциллографы, дифференциальный усилитель, ограничитель тока, измерительную цепь импульсный радиометр, индикатор, диоды и генератор управляющих импульсов 11.Известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности из-за зависимости уровня тока от диапазона переключающих напряжений и задержки переключения, а также изэа ограниченности интервала времени измерения зависимости шумовой температуры от тока. Цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор управляющих импульсов, оба выхода которого соединены соответст" венно с двумя генераторами прямоугольных импульсов, выход первого генератора соединен через модулятор оамплитуды импульсов с одним иэ вхо" дов блока суммирования, а второй вход которого соединен с выходом второго генератора прямоугольных им" пульсов, выход блока суммированиь че" 5реэ ограничитель токасоединен со входом измерительной цепи, состоящей иэ последовательно соединенных резистора и контролируемого диода, и со входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с контролируемым диодом и вхо" дами У первого и второго осциллографов, а выход соединен со входом Х3 92первого осциллографа, вход Е которого соединен с выходом модулятораяркости, вход которого через двадиода соединен с обоими выходами генератора управляющих импульсов, входЕ второго осциллографа соединенс выходом генератора импульсов, входкоторого через блок задержки соединен со вторым выходом генераторауправляющих импульсов, с которым соединен и вход синхронизации второго осциллографа, радиометр, вход которого соединен с волноводом, а стробируемый вход радиометра соединен с ,выходом генератора импульсов, инди,катор., вход которого соединен с выхо дом радиометра, введены два дополнительных блока задержки, генератор зондирующих импульсов, генератор переключающих импульсов, дополнитель ный блок суммирования и дополнительный осциллограф, причем входы дополнительных блоков задержки объединены и соединены с первым выходом генератора управляющих импульсов, выход первого блока задержки через генератор зондирующих импульсов и через дополнительный блок суммирования соединен с входом измерительной цепи, выход второго дополнительного блока задержки через генератор переключающих импульсов соединен с вторым входом дополнительного блока суммирования, вход У, вход 2 и вход синхронизации дополнительного осциллографа соединены соответственно с выходами дифференциального усилителя, генератора импульсов и с вторым выходом генератора управляющих импульсов.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.В устройство входят генератор 1 управляющих импульСов, первый генератор 2 прямоугольных импульсов, генератор 3 переключающих импульсов, генератор 4 зондирующих импульсов, дополнительные блоки задержки 5 и б, волновод 7, диод 8, модулятор яркости 9, первый осциллограф 10, второй генератор 11 прямоугольных импульсов, второй осциллограф 12, третий осциллограф 13, диод 14, блок задержки 15, генератор 16 импульсов, радиометр 17, индикатор 18,модулятор амплитуды импульсов 19, блок суммирования 20, ограничитель тока 21, резистор 22, контролируемый диод 23, дополнительный блок сум 8265, 4мирования 24 и дифференциальный усилитель 25.Предлагаемое устройство работаетследующим образом.Управляющие сигналы, вырабатываемые генератором 1, попеременно запускают генераторы 2 и 11 прямоугольных импульсов напряжения. При помощи модулятора 19 формируется последова- тельность прямоугольных импульсов с монотонно от импульса к импульсу о изменяющейся амплитудой. Эта последовательность импульсов используется для измерения импульсной вольтампер 15 ной,характеристики, При помощи блокасуммирования 20 она складывается с последовательностью импульсов, поступающих от генератора 11, Суммарноенапряжение через ограничитель тока 20,21, который предназначен для огра,ничения тока при переключении исследуемого элемента в низкоомное состояние и тем самым предотвращениеего выхода из строя, поступает навход измерительной цепи (22 и 23),Одновременно с запуском генераторов 2 и 11 через диоды 8 и 14 за"пускается модулятор 9 яркости лучаосциллографа 1 О, который вырабатывает импульсы напряжения, сдвинутые по отношению начала Формирования импульсов на выходах генераторов 2 и 11. Величина этого сдвига вырабатывается большей продолжительности переходных процессов 35в измерительной цепи. При этомсумма сдвига и. длительности импульса, вырабатываемого модулятором 9,не превышает длительность любогоиз импульсов, поступающих от генеораторов 2 и 11. При поступленииимпульса от модулятора 9 на вход2 осциллографа 10 на экране последнего появляется светящаяся точка.Ее координаты пропорциональны 45напряжению на исследуемом элементеи току через него.От генераторов импульсов 3 и 4через сумматор 24 на вход измерительной цеи (22 и 23) поступаютпрямоугольные импульсы, сдвинутыекак между собой, так и относительно импульса на выходе генератора 2.Первый из них, служащий переключающим импульсом напряжения, либо наложен, либо своим спадом совпадаетс импульсом, поступающим от генератора 11 и служащим импульсом напряжения поддержки ниэкоомного состо28265 бследуемого переключателя, на фонекоторой более высокой яркостьювыделяется точка, соответствующаянапряжению и току смещения в низко"омном состоянии. о5ю2 О 25 пряжений. 35 4 о 45 5 О 55 яния переключающего элемента. Второй импульс является зондирующим,При исследовании характеристикнизкоомного состояния он накладывается на импульс напряжения под 1 держки, а при исследовании процесса восстановления высокоомного состояния сдвинут относительно последнего. В первом случае его полярность противоположна, а во втором "совпадает с полярностью поддерживающего напряжения.Радиометр 17 измеряет шумовую температуру, которая отсчитывается попоказаниям индикатора 18, тольков короткий интервал времени, когдана егс вход запуска поступает импульс от генератора 16. Запуск последнего происходит сигналом от блока 15регулируемой задержки, запускаемого,в свою очередь, одновременно с генератором 11. Длительность импульса навыходе блока 16 меньше длительностиподдерживающего, но не больше длительности зондирующего импульса.Регулируя задержку запуска радиометра, можно измерить шумовую температуру в различные моменты времени внизкоомном состоянии и при востановленки высокоомного состояния исследуе. мого элемента, При этом, изменяя амплитуду зондирующего импульса присинхронном запуске радиометра 17 игенератора 4, можно исследовать токовую зависимость шумовой температурыпроводящего канала. Для того, чтобыв процессе этих измерений сохранилисьнеизменными размеры проводящего канала, длительность зондирующего импульса выбирается меньше времени восстановления высокоомного состоянияконтролируемого диода 23,Задержка между сигналами на выходах генератора 1 и частота их следования подобраны таким образом, чтоочередной запуск генератора 2 происходит не раньше, чем напряжениена выходах каждого из остальных генераторов 3,4 и 11 при предыдущем ихзапуске уменьшится до нуля. Следовательно, импульсы напряженияот генераторов 3, 4 и 11 появляются на входеизмерительной цепи в промежутках между импульсами, предназначеннымидля измерения вольтамперной характеристикиТаким образом, на экранеосциллографа 10 в виде последова-.тельности меток наблюдается импульсная вольтамперная характеристика испапряжение на исследуемом элементе и ток в момент подачи зондирующего импульса определяются при помощи осциллографов 12 и 13 соответственно. При их помощи регистрируется также задержка зондирующего импульса по отношению переключающего и момент измерения шумовой температуры.Последний определяется по местопо" ложению более яркой метки, появляющейся на экранах осциллографов в момент поступления импульса от блока 16 запуска радиометра на входы их каналов,Предлагаемое устройство дает возможность исследовать токовую зависимость шумовой температуры в низко" омном состоянии переключающего эле" мента, не изменяя состояния проводя" щего канала. Кроме того, исследова" ния на нем можно проводить в более широком интервале переключающих наФормула изобретения Устройство для измерения характе" ристик переключающих диодов по авт.св. И 646277, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с цепью расширения функциональных воэможностей, в него введены два дополнительных блока. задержки, генератор зондирующих импульсов, генератор переключающих импульсов, дополнительный блок суммирования и дополнительный осциллограф, причем входы дополнительных блоков задержки объединены и соединены с первым выходом генератора управ 1 яьщих импульсов, выход первого блока задержки через гене" ратор зондирующих импульсов и через дополнительный блок суммирования соединен с входом измерительной цепи, выход второго дополнительного блока задержки через генератор переключающих импульсов соединен с вторым входом дополнительного блока". суммирования, вход У, вход Е и вход синхронизации дополнительного осциллографа соединены соответствен"7 928265 но с выходами дифференциального усилителя, генератора импульсов и с вто- и рым выходом генератора управляющих импульсов. аставитель В.Гусе хред 7 Фанта Корректор А.Грицен Парфенова Реда 719 Подписноственного комитета СССРобретений и открытий, И"35, Раушская наб., д. 4/5 каз 3231/ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ВНИИПИ Госуд по делам113035, Моск 8 Источники информации,ринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 646277, кл. С 01 В, 31/26, 1977