Устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик и 893173(23) Приоритет Р 1 М К з С 01 й 31/26 Государственный комитет СССР но делам нзобретеинй н открытийОпубликовано 3001.83. Бюллетень М 4 531 УДК 621. 3823 (088. 8) Дата опубликования описания 300183(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКОГО КОЭМИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ТОКА ТРАНЗИСТОРОВ Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике и может быть использовано при разработке автомати-. зированных систем для измерения ста 5 тических параметров транзисторов.Известно устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов, содержащее источник задания режима, токосъемный резистор в цепи базы подключенный к нему усилитель, к выходу которого подключена цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора и ключа, амплитудно-временной преобразователь и счетчик 1 .Однако в этом устройстве падение напряжения на токосъемном резисторе при большом диапазоне задания тока - эмиттера.(порядка от единиц микроампер до единиц ампер ), не позволяет получать высокую точность задания режима, а амплитудно-временной преоб разователь не обеспечивает высокого быстродействия.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения статического оэффициента передачи тока транзисторов, содержащее генератор импульсов тока, источник коллекторного напряжения, операционный усилитель с управляемой цепью обратной связи, вход которого соединен с базой измеряемого транзистора, селектор тока эмиттера, выход которого соединен с цепью обратной связи опера ционного усилителя, алгебраический инвертор и цифровой индикатор 1,2.К недостаткам известного устройства относятся невозможность обеспечения высокого быстродействия (порядка единиц и десятков микросекунд), так как цифровой отсчет значения коэффициента передачи тока и выбор диапазона измерения выдутся во время действия импульсов тока эмиттера, а также недостаточная точность измерения, так как для высокоточных цифро вых вольтметров время измерения составляет порядка единиц и даже десят ков миллисекунд и возможен нагрев испытуемых транзисторов.Кроме того, известное устройство не учитывает влияния неуправляемого тока базы1 кв на результат измерения, что снижает точность измерения, особенно на малых величинах тока эмиттера.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерения., 993173Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для измерениястатического коэффициента передачитока транзисторов, содержащее управляемый генератор тока эмиттера, соециненный с клеммой для подключениямиттера транзистора, источник коллекторного напряжения, соединенныйс клеммой для подключения коллектоРатранзистора, операционный усилительс управляемой цепью обратной связи, 1 Овход которого соединен с клеммойдля подключения базы транзистора,селектор тока эмиттера, подключенный к управляющим входам генератора тока эмиттера и управляемой цепи 15обратной связи, алгебраический инвертор, выход которого соединен с цифровым индикатором, введены последовательно соединенные запоминающий конденсатор и ключ, схема управления, 2 Облок пуска, схема выборки и хранения,вход которой подключен к ключу ипервой обкладке запоминающего конденсатора, вторая обкладка которогосоединена с выходом операцис.ного 25усилителя, выход схемы выборки и хранения соединен с входОм алгебраического инвертора, управляющий входсхемы выборки и хранения соединен спервым выходом схемы управления, а ЗОуправляющий вход ключа подключен квторому выходу схемы управления,третий выход которой соединен с входомисточника тока змиттера, а вход - сблоком пуска, 35Схема управления выполнена натрех одновибраторах и триггере, причем вход первого одновибратора подключен к входу схемы управления исбросовому входу триггера, выход - квходам второго и третьего одновибраторов и второму выходу схемы управления, выход второго одновибратораподключен к третьему выходу схемыуправления, а выход третьего одновибратора соединен с установочным 45входом триггера, выход которого подключен к первому выходу схемы управления,На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов; на Фиг 2 - временная диаграмма работы элементов устройства для одного периода измерения.устройство для измерения стати ческого коэффициента передачи тока транзисторов содержит клеммы для подключения эмиттера 1, базы 2, и коллектора 3 транзистора, селектор 4 тока эмиттера, управляемый генера" 6 О тор 5 тока эмиттера, источник 6 коллекторного напряжения, операционный усилитель 7 с управляемой цепью 8 об ратной связи, запоминающий конденсатор 9, ключ 10, схему 11 выборки и хранения, схему 12 алгебраическойинверсии, цифровой индикатор 13,схему 14 управления, состоящую изпервого одновибратара 15, второго одновибратора 16, третьего одновибратора 17 и триггера 18, блок 19 пуска и измеряемый транзистор.Блок 19 пуска выдает импульс 20,первый одновибратор 15 - импульс 21,второй одновибратор 16 - импульс 22,третий одновибратор 17 - импульс 23,на выходе триггера 18 возникает напряжение 24.Вход операционного усилителя7 соединен.с клеммой для подключения базы измеряемого транзистора, аего выход подключен к цепи последовательно соединенных запоминающего конденсатора .9 и ключа 10, к точкесоединения которых присоединен входсхемы 11 выборки и хранения, выходкоторой соединен с алгебраическиминвертором (схемой алгебраическойинверсии ) 12. Селектор 4 тока эмиттера соединен с генератором 5 токаэмиттера и с управляемой цепью 8обратной связи операционного усилителя 7. Вход первого одновибратора15 подключен к блоку 19 пуска, аего выход - к входам второго одновибратора 16 и третьего одновибратора 17 и управляющему входу ключа 10.Выход второго одновибратора 16 подключен к управляющему входу генератора 5 тока эмиттера, выход третьего одновибратора 17 соединен с установочным входом триггера 18, выходкоторого подключен к управляющемувходу схемы 11 выборки и хранения,а сбросовый вход триггера 18 соединенс блоком 19 пуска.Устройство работает следующимобразом,Блок 19 пуска выдает импульс 20пуска, который запускает первый одновибратор 15, включающий ключ 10.При этом на коллектор измеряемоготранзистЬра подается напряжение, токэмиттера отсутствует, и в цепи базытранзистора протекает обратный .токперехода коллектор - база 1 О, который преобразуется операционнымусилителем 7 в выходное напряжение0 , равное"окто "ос О 2где Йос - величина сопротивления управляемся цепи обратной связи, До этого напряжения(цод заряжается запоминающий конденсатор 9 через ключ 10.По заднему фронту первого одновибратора 15 запускается второй одновибратор 16 и третий одновибратор 17. Второй одновибратор 16 включает управляемый генератор 5 тока эмиттера, который задает в эмиттер измеряемого транзистора ток э, установленный селектором 4 тока эмиттера. При этом в базе измеряемого трав зистора течет ток, представляющий собой сумму управляемого тока базы и тока 1 т51 (г)Ъэ+гдеэ- коэффициент передачи токатранзйстора, и, соответственно, навыходе операционного усилителя уста-навливается напряжение О 4О == - +с кво"ос. )Жором 1, 6 оскео15Так как ключ 10 во время действия тока 1 разомкнут, то к входу схемы выборки и хранения приложено напряжение Ое равное напряжению на выходе операционного усилителя 7 20 за вычетом напряжения на запоминающем конденсаторе 9, т. е.Оыь Ова- Ооя"- 25Ь Ж + 1 эВос. Морос кеокос=+ 4)Так в это время схема 10 выборки и хранения находится в режиме выборки,З 0 то это же напряжение устанавливает,ся на выходе схемы 11 выборки и хранения.По заднему фронту импульса 23 третьего адновибратора 17, который короче импульса второго одновибрато" ра 16, включается триггер 18, переклю чая схему 11 выборки и хранения в режим хранения, в котором схема запоминает установившееся значение напря- жения Иапряжение на выходе ахеыя 12 алгебраической инверсии и, следовательно, на входе цифрового индикатора 130,У)обратно пропорционально входному току, т. е.Ьц= 1+ Ил з,Таким образом, в перерыве между импульсами тока эмиттера цифровой вольтметр измеряет напряжение, которое численно равно или пропорциональ но измеряемой величине коэффициента передачи тока транзистора.В предлагаемом устройстве ддя измерения статическогокоэффициента усиления по тоху транзисторов достигается значительно более высокое быстродействие по сравнению с извест ными устройствами, так как предлагаемое устройство позволяет производить непосредственное измерение значения статического коэффициента передачи тока эа время действия одного импульса тока эмиттера, длительность которого может составлять единицы микросекунд, при этом информация о величине коэффициента переда чи может регистрироваться в паузе между измерениями, например в момент коммутации или подключения другого транзистора, что позволяет эффективно применять устройство в автоматических системах контроля. Кроме того, устройство обеспечивает высокую точность измерения при боль" шом диапазоне задания тока эмиттера от единиц микроампер до десятков ампер, так как, с одной стороны, исключается влияние обратного тока коллектора на результат измерения, а с другой стороны, из"за малой дли,тельности импульсов устраняется нагрев транзистора в процессе измерения.Таким образом, .выходное напряжение 45 схемы выборки и хранения прямо пропорционально установленному току эмиттера и обратно пропорциональйо измеряемой величине 1 + Ъэ , при этом обратный ток перехода коллектор база не влияет на результат измерения, Выходное напряжение сохраняется до прихода -.следующего пуска.Поскольку селектор 4. тока эмиттера задающий ток эмиттера в цифровом коде одновременно соединен с цепью 9 управляемой обратной связи, сос;тоящей из резисторов, взвешенных в том же цифровом коде, то произведение 1. %всегда поддерживается постояннйм йезависимо от задаваемого тока эмиттера, например, равным единице, т е.ФО = 1)фаз аэ формула изобретения 1. Устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов, содержащее управляемый генератор тока эмиттера, соединенный с клеммой для подключения эмиттера транзистора, источник коллекторного напряжения, соединенный с клеммой для подключения коллектора транзистора, операционный усилитель с управляемой цепью обратной связи, вход которого соединен с клеммой для подключения базы транзистора, селектор тока змиттера подключенный к управляющим входам генератора, тоха эмиттера и управляемой цепи обратной связи, алгебраический инвертор, выход которого соединен с цифровым индикатором, отличающееся тем, что, с целью повьыения точности и быстро-.цеистгигг игмереция, в него введены цо лелонцтельцо соединенные запомичающии конденсатор и ключ, схема уцранлеция, блок пуска, схема выборки и хранения, вход которой подключен к ключу и первой обкладке запоминающего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с выходом операционного усилителя, выход схемы выборки и хранения соединен с входом алгебраического инвертора, упранляюций вход схемы выборки и хранения оедццец с первым выходом схемы упранлеция, а управляющий вход ключа подключен к второму выходу схемгг упранлеция, третий выход которой сое-. динен с входом. источника тока эмиттера, а вход - с блоком пуска,2. Устройство по п. 1, о т л ил ю щ е е с я тем, что схема управления выполнена на трех одновибраторах и триггере, причем вход первого одновибратора подключен к входу схемы управления и сбросовому входу триггера, выход - к входам второ 5 го и третьего одновибраторов и второму выходу схемы управления, выходвторого одновибратора подключен ктретьему выходу схемы управления, авыход третьего одновибратора соеди 1 О нен с установочным входом триггера,выход которого подключен к первомувыходу схемы управления.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе15 1. Авторское свидетельство СССРР 594466, кл. С 01 й 31/26, 25.02.78.2, Авторское свидетельство СССРУ 548814 кл. С 01 К 31/26, 22.03,77прототип)9931 73 Составитель Н, Ниянов Редактор Лфиль Техред М,Тепер Корректор М. Шар8 писное илиал ППП "Патент", г. Ужтород, ул. Проектная,ЯюамтуРа лу гасоЮЗаказ 449/61ВНИИПИ ГосУпо делам113035, Москв Тираж арств зобре Жного комитета СССРний и открытий Раушская наб , д. 4/