Способ определения y-параметров матрицы проводимости четырехполюсника

СОЮЗ СООЕТСНИХайнжлатапюЩСПУБЛИН щ)у С 01 Е 27/28 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ. ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Винницкий политехнический институт(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ У-ПАРАМЕТРОВ МАТРИЦЫ ПРОВОДИМОСТИЧЕТЫРЕЕХПОЛ 10 СНИКА (57) Изобретение может быть использовано для контроля параметров полупроводниковых приборов в процессе их 80564571 А 1 производства и исследования. Целью изобретения является повышение достоверности и точности характеристических параметров матрицы проводимости четырехполюсника. Устройство, реализующее способ, содержит измерительэлектромагнитных колебаний, четырехполюсник 3, нагрузку 8, содержащую тро:;пик 9, реактивное О и активное 1 переменные сопротивления. Способ предусматривает неоднократное изменение величины реактивной нагрузки и выделение иэмери елем 1 активных и реактивных составляющих результирующих колебаний, уровни которых измеряют, и обработку этих дачных для е получения соответствующих измеряемых параметров. 2 ил.Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для контроля параметров полупроводни" ковых приборов в процессе их производ 5 ства и исследования.Целью изобретения является повышение достоверности и точности определения У-параметров матрицы проводимости четырехоплюсника, 1 ОНа фиг.1 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг, 2 - зависимости изменения уровней результирующих колебаний на клеммах четырехполюсника со стороны источника 15 электромагнитных колебаний при изменении величины и характера нагрузки.Устройство фиг.1 содержит источник и измеритель 1 электромагнитнь 1 х колебаний, входную клемму 2 четырехполюсника 3, выходную клемму 4 .четырехполюсника, клеммы 5 и 6 четырехполюсника, соединяемые в его общий вывод 7, нагрузку 8, включающую в себя тройник 9, переменное реактивное 25 10 и активное 11 сопротивления, общий вывод 12 источника электромагнитных . колебаний и устройства, неподвижные 13 и 14 и подвижный 15 контакты первого коммутатора 16, Неподвижные 17 и 18 и подвижный 19 контакты второго коммутатора 20, неподвижные 21 и 22 и подвижный 23 контакты третьего коммутатора 24, неподвижные 25 и 26 и подвижный 27 контакты четвертого коммутатора 2835На фиг.2 обозначены:первая зависимость 29 изменения уровней составляющих результирующего колебания от изменения величины реактивной нагрузки; вторая зависимость 30 изменения уровней составляющих результирующих колебаний от величины изменения реактивной нагрузки при пбдключении активно-реактивной нагрузки; точка 31 равенства уровней активной и реактивной составляющих результирующих колебаний.В качестве источника и измерителя 1 использован измеритель РЧ, а в качестве переменной реактивной нагрузки 10 - измерительная линия Р 1-17.Устройство работает в четырех режимах.55В первом режиме электромагнитные колебаний постоянной мощности и частоты с выхода источника 1, соединенного с неподвижными контактами 13 и 25 коммутаторов 16 и 28 соответственно, через замкнутые контакты 17 и 19 коммутатора 20 подают в цепь общего вывода 7 четырехполюсника З,сигнальный вход которого через замкнутые контакты 22 и 23 коммутатора 24 соединен с общим выводом 12 источника 1, а выход 4 четырехполюсника через замкнутые контакты 14 и 15 коммутатора 16 подключен к входу тройника 9 нагрузки 8. Первый выход тройника 9 соединен с входом реактивной нагрузки 10, выполненной регулируемой, а второй выход тройника 9 не нагружен. Изменяя . величину реактивной нагрузки 10 не менее трех раз, измеряют измерителем, объединенным с источником 1 в один прибор, уровни активных и реактивных составляющих результирующих колебаний на входе измерителя.1, по значениям которых определяют известным способом первую зависимость 29 (фиг.2) изменения уровней составляющих результирующих колебаний в цепи общего вывода 7 четыреполюсника 3 от изменения величины реактивной нагрузки )О.Затем выход 4 четырехполюсника 3 через последовательно соединенные замкнутые контакты 14 и 15 коммутатора 16 и второй выход тройника 9 нагружают дополнительно на активное сопротивление 11 и вновь подают электромагнитные колебания в цепь общего вывода 7 четырехполюсника, Изменяя величину только реактивной нагрузки 1 О не менее трех раз,выделяют измерителем 1 активные и реактивные составляющие результирующих колебаний, уровни которых измеряют. По этим уровням известным способом определяют вторую зависимость 30 (фиг.2) изменения уровней составляющих результирующих колебаний от изменения только величины реактивной нагрузки 10, Полученные зависимости 29 и 30 сравнивают между собой и регистрируют уровни активной и реактивной составляющих 31 (фиг.2), одинаковые для обеих зависимостей, которые характеризуют величину проводимости У матрицы проводимости четырехполюсннка.Во втором режиме электромагнитные колебания с выходаисточника 1 через последовательно соединенные замкнутые контакты 25 и 27 коммутатора 28 и замкнутые контакты 21 и 23 коммутатора 24 подают на сигнальный вход 2 четырехполюсника 3, клеммы 5 и 6 кото5 5645 рого, соединенные в общий вывод ), через замкнутые контакты 18 и 19 коммутатора 20 подключены к общему выводу источника 1, а выход 4 четырехполюсника через последовательно соединенные замкнутые контакты 14 и 15 коммутатора 16, тройник 9 и реактивную нагрузку 10 соединен с общим выводом источника, Второй вывод тройника 9 не нагружен, Изменяя величину реактивной нагрузки 10 не менее трех раэ, выделяют активные и реактивные составляющие результирующих колебаний на входе измерителя 1, не изменяют их уровни, по значениям которых известным способом определяют первую зависимость 29 (фиг.2) изменения уровней составляющих результирующих колебаний на сигнальном входе 2 четырехполюс ника от изменения величины реактивной пагрузки 10. Затем выход 4 четырехполюсника 3 через последовательно соединенные замкнутые контакты 14 и 15 коммутатора 16 и второй выход 25 тройника 9 дополнительно нагружают на активное сопротивление 1, на сигнальный вход 2 четырехполюсника через последовательно соединенные замкнутые контакты 25 и 27 коммутатора 28 замкнутые контакты 21 и 23 коммутатора 24 снова подают электромагнитные колебания с выходаисточника.Изменяя величину только реактивной нагрузки 10 не менее трех раз, веделяют на входе измерителя 1 активные и35 реактивные составляющие результирующих колебаний и измеряют их уровни, по значениям которых известным способом определяют вторую зависимость 30 0 (фиг.2 ) изменения уровней результирующего колебания от изменения величины только реактивной нагрузки 1 О. Полученные зависимости 29 и 30 (фиг.2) сравнивают между собой и регистриру ют уровни активной и реактивной составляющих результирующих колебаний, одинаковые для обеих зависимостей, которые характеризуют величину проводимости У матрицы проводимости четырекполюсника.В третьем режиме электромагнитные колебания с выхода источника 1 подают на выход 4 четырехполюсника 3 через замкнутые контакты 13 и 15 коммутатора 16, при этом сигнальный вход 2 четеырехполюсника 3 через последовательно соединенные замкнутые контакты 21 и 23 коммутатора 24 и 7 бзакнутые контакты 26 и 27 коммутатора 28 подключен к входу тройника 9, первый выход которого .;оединен с входом реактивной нагрузки 10, Общий вывод 7 четырехполюс;ика через замкнутые контакты 18 и ," коммутатора 20 подключен к общеу выводу 12 источника 1Второй выход тройника 9 не нагружен. Изменяя величину реактивной нагрузки 10 не менее трек раз, выделяют активные и реактивные составляющие результирующих колебаний на вхо" де измерителя 1 и измеряют ик уровни, по значениям которых известным способом определяют первую зависимость 29 (фиг.2) изменения уровней составляющих реэультирующик колебаний ыа выхо" де четырехполюсника 3 от изменения величины реактивной нагрузки 10. Затем вход 2 четырехполюсника 3 через последовательно соединенные замкнутые контакты 21 и 23 коммутатора 24 и замкнутые контакты 26 и 27 и второй выход тройника 9 нагружают дополни" тельно на активную нагрузку 11 к снова подают с выхода источника 1 электромагнитные колебания на выход 4 четырехполюсника 3 через замкнс тые контакты 13 и 15 коммутатора 16.Изменяя только величину реактивнои нагрузки 1 О ие менее трех раэ, вы. деляют активные и реактивные составляющие результирующих колебаний на входе измерителя 1 и измеряют их уров ни, по значениям которых известным способом определяю вторую зависимость 30 (фиг.2) изменения уровней составляющих результирующих колебаний от изменения величины только реактивной нагрузки 10, Полученные зависимости 29 и 30 (фпг. 2) сравнивают между собой и регистрируют уровни 31 активной и реактивной составляющих результирующих колебаний, одинаковые для обеих зависимостей, которые характеризуют величину проводимости У матрицы проводимости четырехполюсника.В четвертом режиме электромагнитные колебания с выхода источника 1 подают на выход 4 четырехполюсника 3 через замкнутые контакты 13 и 5 коммутатора 16. При этом общий вывод 7 четырекполюсника 3 соединен через замкнутые контакты 18 и 19 коммутатора 20 с общим выводом источника 1, а сигнальный вход 2 четырехполюсника через последовательное соеди 15 б 4571пенные замкнутые контакты 21 и 23 коммутатора 24 и замкнутые контакты 2 б и 27 коммутатора подключены к входу тройника 9, первый выход которого соединан с входом реактивной нагрузки 1 О (а второй выход тройника 9 не нагружен. Установив в измерителе 1 фазу результирующих колебаний, равную четверти их длины волны, и изменяя при 1 О этом величину реактивной нагрузки 10 не менее трех раэ, выделяют активные и реактивные составляющие результирующих колебаний и измеряют их уровни, по значениям которых известным спо"15 собом определяют первую зависимость 29 (фиг.2) изменения уровней составляющих результирующих колебаний на выходе 4 четырехполюсника 3 от изменения величины реактивной нагрузки 1020 Затем сигнальный вход 2 четырехполюсника через последовательно соединенные замкнутые контакты 21 и 23 коммутатора 24 и замкнутые контакты 26 и 27 коммутатора 28 и второй выход тройника 9 нагружают дополнительно на активную нагрузку 11 и снова с выхода источника подаит электромагнитные колебания на выход 4 четырехполюсника 3 через замкнутые контакты 13 и 30 15 коммутатора 16. Изменяя тольковеличину реактивной нагрузки 10 не менее трех раз при установленном ранее на входе измерителя 1 сдвиге фаз на четверть длины волны,.выделяют 35 активные и реактивные сосотавляющие результирующих колебаний.и измеряют их уровни, по значениям которых изве" стным способом определяют вторую зависимость 30 (фиг.2) изменения уров ней результирующих колебаний от изменения величины только реактивной нагрузки 1 О. Полученные зависимости 29 и 30 (фиг;2) сравнивают между собой и регистрируют уровни активной и 45 реактивной составляющих регулирующих колебаний, одинаковые для обеих зависимостей которые характеризуют величийу сопротивления Ематрицы сопротивлений четырехполюсника. Затем 50 проводимости У. и У, матрицы проводимости четырехполюсника вычисляют по математическим выражениям Х. У=Узз У 11 Уг)2 Из у 11 Уи) Уи"У зэ Ун "м)(2+ ГЛ ) "11 У) / И-т-(/х)1 ( .Формула изобретения Способ определения У-параметров матрицы проводимости четырехполюсника, основанный на подаче электромагнитных колебаний постоянной мощности и частоты на вход, а затем на выходе четырехполюсника, выделении( активной и реактивной составляющих результирующих колебаний на его входе, а затем на выходе при соответствующем изменении величины и характера нагрузки на выходе четырехполюс" ника, а затем на его входе и измерении уровней составляющих этих колеба- ний, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности и точности определения, электромагнитные колебания подают в цепь общего вывода четырехполюсника, сигнальным входом соединенного с общим выводом источника электромагнитных колебаний, а выходом нагруженного на реактивную нагрузку, и не менее трех раз выделяют активную и реактивную составляющие результирующих колебаний в цепь общего вывода четырехполюсника при соответствующем изменении величины нагруз.ки и измеряют их уровни, по значениям которых определяют первую зависимость изменения уровней составляющих результирующих колебаний в цепи общего вывода четырехполюсника от изменения величины реактивной нагрузки, затем выход четырехполюсника нагружают на активно-реактивную нагрузку, в цепь общего вывода которого подают электромагнитные колебания, и не менее трех раз выделяют активную и реактивную составляющие результирующих колебаний в этой цепи при соответствующем изменении величины только реактивной составляющей нагрузки и измеряют их уровни, по значениям которых определяют вторую зависимость изменения уровней составляющих результирующих колебаний от изменения величины реактивной нагрузки, а затем сравнивают эти зависимости и регистрируют уровни активных и реактивных составляющих результирующих колебаний, одинаковые для обеих зависимостей, и определяют известным способом параметр Уз матрицы проводимости четырехполюсника, после чего электромагнитные колебания подают на сигнальный вход четырехполюсиика, цепью общего вывода соединенного с общим выводом источникаэлектромагнитных колебаний, а выходом нагруженного на,реактивную нагрузку, и не менее трех раэ выделяют. активную и реактивную составляющие результирую 5 щих колебаний на его входе при соответствующем изменении величины нагрузки и измеряют их уровни, по значениям которых определяют первую зависимость изменения уровней составляющих результирующих колебаний на входе четырехполюсника от изменения величины реактивной нагрузки, затем выход четырехполюсника нагружают на активно- реактивную нагрузку, а на его вход 15 подают электромагнитные колебания и не менее трех раз выделяют активную и реактивную составляющие резуЛьтирующих колебаний в -той цепи.при соответствующем изменении величины 20 только реактивной составляющей нагрузки и измеряют их уровни, по значениям которых определяют вторую зависимость изменения уровней составляющих результирующих колебаний от изменения величины реактивной нагрузки, а затем сравнивают эти зависимости и регистрируют урови активных и реактивных составляющих результирующих колебаний, одинаковые для обеих 30 зависимостей, и определяют известным способом параметр у, матрицы проводимости четырехполюсника, после чего электромагнитные колебания подаит на выход четырехполюсника, сигнальным входом нагруженного на реактивную нагрузку, и не менее трех раз выделяют. активную и реактивную составляющие результирующих колебаний на его выходе при соответствующем изменении ве личины нагрузки и измеряют их уровни, по значениям которых определяют первую зависимость изменения уровней составляющих результирующих колебаний на выходе четырехполюсника от из менения величины реактивной нагрузки, затем сигнальный вход четырехполюсника нагружают на активно-реактивную нагрузку, а на его выход подают электромагнитные колебания и не менее 50 трех раз выделяют активную и реактивную составляющие результирующих колебаний в этой цепи при этом соответствующем изменении величины толь" ко реактивной составляющей нагрузки 55 и измеряют их уровни, по значениям ко. торых определяют вторую зависимость изменения уровней результирующих колебаний от изменения величины реактивной нагрузки, а затем сравнивают эти зависимости и регистоируют уровни активных и реактивнык составляющих результирующих колебаний, одинаковые для обеих зависимостей, и определяют известным способом параметр У матрицы проводимости четырехполюсйика, после чего электромагнитные колебания подают на выход четырехполюсника, сигнальным входом нагруженного на реактивную нагрузку, и, изменяя на четверть длины волны Аазу результирующего колебания, не менее трех раз выделяют активную и реактивную составляющие результирующих колебаний на его выходе при соответсвующем изменении величины нагрузки и измеряют их уровних, по значениям которых определяют первую зависимость изменения уровней составляющих результирующих колебаний ча выходе четырехполюсника от изменения величины реактивной нагрузки, затем сигнальный вход четырехполюсника нагружают на активно-реактивную нагру. ку, а на его зыхсд подают электромагнитные колебания и не менее трех раз выделяют активную и реактивную ссставляащие результирующих колебаний в этой цепи при соответствующем изменении только реактивной составляющей нагрузки и измеряют их уровни, по значениях которых определяют вторую зависимость изменения уровней результирующих колебаний от изменения величины реактивной нагрузки, а затем сравнивают эти зависимости и регистрируют уровни активных и реактивных составляющих результирующих колебаний, одинаковые для обеих зависимостей, и определяют известным способом параметр 2матрицы сопротив - лений четырехполюсяика, после чего определяют параметр у матрицы проводимости четырехполюсника из математического выражения у в (у у -у 1;2- (у -у -у15645 У Составитель Л. МураноРедактор М, Циткина Техред М.Ходаиич Кучерява оррек Тираж 5 Подписи роиэводственно-издательский комбинат "1 Гатент" Гагарина, 1 жгород,аказ 1158КППШ Государ венного комите 113035, Москва о изобретениям и открытиям при ГКНТ СС35, Раушская наб., д, 4/5