Устройство для автоматического контроля выпрямительных полупроводниковых элементов

(22) Заявлено 22.02.80 (21) 2886125/18с присоединением заявки М Й 31/26 Ъеударствеииый каиитет СССР ае делан изебрвтеиий. Шевцов, В. В.,:Веревкин, П . и В. В, Ершов о рени гжельский институт объединенреобразова тель"(71) Заявител исследовафП 54) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ ПОЛУПРОВ ЭЛЕМЕНТОВИКОВ та, делителя сигоединенных так 2 й онтро- аозльный и- повышение достосчет обнаружениявосстанавливаемым амичесоготвенно ивл-.етветс- дию 3.Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть ис-. пользовано в устройствах контроля йа раметров выпрямительных диодов в процессе их изготовления.Известно устройство контроля вольт. амперных характеристик диодов, содержащее источник синусоидального напря жения, измерители тока и напряжения, блок зашиты испытуемого вентилй иосциллограф,ЮНедостатками данного устройства являются значительное время измерений и недостаточная достоверность контроля.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее ис" точник испытательных сигналю, соедя ,ненный с датчиком тока и клеммамй объекта контроля, датчик напряжения, датчик динамического сопротивления, соединенные с объектом контроля, комнараторы допустимого значения тока и динамического сопротивления, дифференцируюшего элеменпалов и измерителя, сс объектом контроляНедостатком известного усявляется низкая достоверностьля, заключающаяся в отсутствможности различить окончатевосстанавливаемый брак.Цель изобретенияверности контроля заобъектов контроля сбраком. Поставленная цель достигается темчто в устройство содержащее источник испытательных импульсов, с выходомкоторого через датчик тока соединены клеммы подключения объекта контроля.и датчик напряжения, датчик дин кого сопротивления, входы котор соединены с выходами соответс 31.датчиков напряжения и тока, компараторы тока й динамического сопрот ния, входы которых соединены соо венно с выходами датчиков тока инамического сопротивления, введены компараторы напряжения, блок опорных . напряжений и логический блок, причем сигнальные входы каждого компаратора напряжений соединены с выходом датчика напряжений, а входы опорных напряжений компараторов напряжений соединены с соответствующими выходами блока опорных напряжений, выходы компара торов напряжений, динамического сопротивления и тока соединены с соответствующими входами логического блока, выходы которого соединены с выходными клеммами устройства.На фиг. 1 представлена.функциональ ная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - характеристика объектов контроля.Устройство содержит источник 1 испытательных импульсов, датчик 2 тока, клеммы 3 для подсоединения объекта контроля, датчик 4 напряжения, блок 5 опорных напряжений, датчик 6 динамического сопротивления, компараторы 7- 9 напряжений, компаратор 10 тока, компаратор 11 динамического сопротивления, логический блок 12. Количество компараторов напряжения 7 -9 определяется необходимым дискретом контроля в пределах допустимого напряжения.Устройство работает следующим образом.С выхода источника 1 испытательных импульсов импульс напряжения через датчик 2 тока поступает на объект контроля, соединенный с клеммами 3 и на датчик 4 напряжений. Датчики 2 тока и 4 напряжения выдают на выходе сигналы, пропорциональные току и напряжению, которые подаются также на . входы датчика 6 динамического сопротивления, выходной сигнал которого пропорционален динамическому сопротивлению объекта контроля. Сигналы с выходов датчиков 2, 4и 6 тока, напряжения 11 динамического сопротивления подаются на входы компараторов 7 - 10, и по напряжению к току, и динамическому сопротивлению соответственно, На вторые входы компараторов 7 - 9 по напряжению с блока 5 опорных сигналов подаются уровни напряжения, пропорциональные определенным значениям напряжения на испытуемом приборе, которые и определяют различные участки вольтамперной характеристики. На фиг. 2 они равны 5 В,5 Ю 15 20 25 50 35 ао 45 50 55 250 В, 500 В. На второй вход компаратора 10 по току поступает постоянный уровень напряжения, пропорциональный заданной норме тока утечки, например, 10 мА, а на второй вход компаратора 11 по динамическому, сопротивлению поступает постоянный уровень напряжения, пропорциональный заданной величине динамического сопротивления например, 45 Ом. Уровни опорных постоянных напряжений формируются блоком 5 опорных сигналов, а значения опорных напряжений, тока и динамического сопротивления выбраны, исходя из требований технологии производства данного типа полупроводниковых приборов, и могут меняться при контроле качества выпрямительных элементов различных типов. При линейном нарастании напряжения на испытуемом выпрямительном элементе напряжение на выходе датчика 4 напряжения также растет линейно. При этом оно по очереди превышает значения опорных сигналов, поступающих на вторые входы компараторов 7 - 9 по напряжению.Пока сигнал на первом входе каждого компаратора 7 - 9 по напряжению меньше опорного, на выходе сигнал отсутствует, Как только сигнал от датчика 4 напряжения становится больше опорного напряжения, на выходе компараторов 7- 9 выходной сигнал появляется.Таким образом, на выходах компараторов по напряжению 7 - 9 последовательно во времени появляются выходные сигналы. При.увеличении напряжения на испытуемом выпрямительном элементе каждому значению напряжения соответствует определенное значение тока утечки через выпрямительный элемент и определенное значение величины динамического сопротивления. Пропорциональные этим величинам уровни напряжения поступают на первые входы соответствующих компараторов 10 и 11, Если изменяющийся во времени уровень напряжения, пропорциональный току через испытуемый выпрямительный элемент, поступающий на вход компаратора 10, оказывается меньше опорного уровня напряжения, пропорционального заданной норме тока утечки (1 доп.), то на выходе компаратора 10 появляется выходной сигнал, Если изменяющийся во времени уровень напряжения, пропорциональный величине динамического сопротивления ( Й) и поступающий на вход компаратора 11, оказывается меньше опорного уровня напряжения, то на выходе ком917141 6 13 - 15 фБрак", "Восстанавливаемый брак", "Годен". паратора 1 1 появляется выходной сигнал. Эти сигналы в совокупности скомбинацией сигналов на выходах компараторов 7 пр напряжению содержат информацию о форме вольтамперной характеристики в каждом интервале напряжений. На основании данных (фиг. 2) о форме вольтамперных характеристик принимаются следующие решенияа - характеристика без изломов -К 0 1 О Р 0 и и 1 1 д, на всех тРех интеРвалах напряжений - прибор годен;б - характеристика с изломом - К 0 сд , но 11 копна втором либо на15 третьем интервале напряжений восстанавливаемый брак (требуется дополнительное травление фаски структуры);в - характеристика с изломом. - КаКаоп и 11 доп на пеРвом или втоРоминтервале напряжений - окончательныйбрак (в этом случае после появлениятакой комбинации сигналов дальнейшеенарастание напряжений не производитсяво избежание аварии по сигналу фСтоп"с выхода логического блока 12 на входисточника 1 испытательных импульсов;г - характеристика с изломом - а1 а агап И 1 11 доП На трЕтЬЕМ ИитврцаЛЕ Налряжений - прибор годен;д - характеристика с изломоМ - Ка, но 11, и на пеРвом интеРвалеадоп фнапряжений - восстанавливаемый брак;е - характеристика беэ изломов,но 11 доп на тРетьем интеРвале напРЯке 35ний - прибор годен;з - характеристика без изломов,но 11 дна пеРвом либо втоРом интеРвале напряжений (00010 либо.00000,100 10) - восс танавливаемый брак.40Таким образом, совокупность сигналов, появляющаяся на выходах компараторов, более достоверно характеризуетформу вольтамперной характеристики.Опеределение качества полупроводниковогс45элемента на основе этой информациипроизводится логическим блоком 12,который формирует выходные сигналы формула изобретения Устройство для автоматического контроля выпрямительных полупроводниковых элементов, содержашее источник испытательных импульсов, с выходом которого через датчик тока соединены клеммы подключения объекта контроля и датчик напряжения, датчик динамического сопротивления, входы которого соединены с выходами соответственно датчиков напряжения и тока, компараторы тока и динамического сопротивления, входы которых соединены соответственно с выходами датчиков тока и динамического сопротивления, о т - личаюшееся темчто,сцелью повышения достоверности контроля, в него введены компараторы напряжения, блок опорных напряжений и логический блок, причем сигнальные входы каждого компаратора напряжений соединены с выходом датчика напряжений, а входы опорных напряжений компараторов напряжений соединены с соответствуюшими выходами блока опорных напряжений, выходы компараторов напряжений, динамического сопротивления и тока соединены с соответствующими входами логического блока, выходы которого соединены с выходными клеммами устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бердин В. М и др. Аппаратура иметоды контроля параметров силовыхполупроводниковых вентилей, М.,"Энергия, 1971, с. 54 - 62, рис,2-6.2. Вайварс М. П. Устройство дляавтоматического определения допустимого обратного напряжения полупроводниковых диодов. Сборник Полупроводники и их применение в электроникеРига, 1961 (прототип).и открытии аушская набд илиал ППП Патент, г. Уаород, ул. Проектная,