Устройство для измерения напряжения переключения переключающих элементов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО 1ИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D G 01 R 31/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двто скомм свид=тяльствм

jglJ,, с :„.

I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ V OTHP1. é (21) 3214222/18-21 (22) 11,12.80 (46) 15.05.83. Бюл. И 18 (72) С.З. Балявичюс, И-К.Б. Бурдулис и А.-Ш.К. Пошкус (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики полупроводников

АН Литовской ССР (53) 621 317.35 (088.8) (56) 1. Андреев С ° И. и др. Исследование объемного разряда наносекундной длительности в воздухе при атмосферном давлении. ЖТФ, 1975, т. 45, 11 8, с 1692.

2. Авторское свидетельство СССР

N 543886, кл. G 01 R 31/26, 1975 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕКЛОЧЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИХ ЭЛЕИЕНТОВ, содержащее генератор наносекундных импульсов, последовательно соединенные коаксиальную линию передачи и ограничитель тока, который соединен с входами двух стробоскопических осциллографов, о т„„SU„„1018061 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения воэможности измерения напряжения переключения единичного переключения, в него введены источник постоянного напряжения, управляемый электронный ключ, формирователь импульсов,-блок управления и генератор микросекундных импульсов, причем входы синхронизации первого и второго стробоскопических осциллографов соединены соответственно с первым выходом генератора наносекундных. импульсов и первым выходом генератора микросекундных импульсов, второй выход которого через блок управления соединен с входом управляемого Ф электронного ключа, который включен между источником постоянного напряжения и генератором наносекундных импульсов, второй выход которого соединен с коаксиальной линией передачи, другой выход блока управления подключен через формирователь импульсов к аналоговому выходу первого Эваа4 . стробоскопического осциллографа.

С1

1018061

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования параметров переключающих элементов.

Определение напряжения переключения (в наносекундном диапазоне) является важным моментом при исследовании природы явления переключения и при создания приборов для коммутации в импульсных электрических цепях, особенно существенным является оп.ределение напряжения переключения за один акт включения, поскольку исследуемый образец меняет свои параметры с каждым переключением. !5

Известно устройство для определения напряжения переключения, состоя щее из генератора наносекундных им пульсов, коаксиальной линии передачи, осциллографа с реальным масштабом 20 времени,. устройства отбора и фотоаппарата. Информация об единичном акте переключения получается в результате подачи единичного переключающего импульса на переключающий элемент и одновременной фотосъемки осциллограммы с экрана осциллографа с реальным масштабом времени 1 ) .

Однако процесс определения напряжения переключения при помощи этого 30 устройства весьма длительный, так как при измерении амплитуда друг за другом следующих импульсов должна как можно меньше отличаться, что является недостатком, при работе в наносекундном диапазоне. Кроме того, в случае больших. временных разверток юдоли наносекунд) интенсивность луча осциллографа с реальным масштабом времени настолько слаба, что практи- 40 чески исключает возможность регистрации сигнала на фотопленке. Это устройство непригодно для определения напряжения переключения, если . переключающие импульсы имеют длитель- 45 ность в несколько сот пикосекунд.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для исследования вольтамперных характеристик (ВАХ ) полупроводниковых материалов, содержащее последовательно соединенные наносекундный генератор> ртутное реле и коаксиальную линию передачи с ограничителем тока, который соединен с входами двух стробоскопических осциллографов, аналоговые выходы которых

55 подключены к аналого-вычислительной иашине с подсоединенным к ней двух<оординатным самописцем $2 ) .

Несмотря на высокую степень автоматизации устройство обладает недостатком, заключающимся в том, что при его помощи возможно установить только напряжение первого переключе ния. Что же касается последующих переключений, то определить напряжение переключения невозможно ввиду того, что после первого переключения на образец поступает неконтролируемое количество переключающих импульсов, поэтому следующий цикл измерений можно производить лишь после некоторого числа переключений, которое зависит от таких факторов как частота следования импульсов и быстрота, с которой оператор после обнаружения на ВАХ участка отрицательного дифференциального сопротивления успевает снизить амплитуду переключающих импульсов ниже напряжения переключения. 8 результате при помощи этого -устройства невозможно исследовать образцы, свойства которых меняются после каждого переключения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения напряжения переключения единичного переключения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения напряжения переключения переключающих элементов, содержащее генератор наносекундных импульсов, последовательно соединенные коаксиальную линию передачи и ограничитель тока, который соединен с входами двух стробоскопических осциллографов, введены источник постоянного напряжения, управляемый электронный ключ, формирователь импульсов, блок управления и генератор микросекундных импульсов, причем входы синхронизации первого и второго стробоскопических осциллографов соединены соответственно с первым выходом генератора наносекундных импульсов и с первым выходом генератора микросекундных импульсов, второй выход которого через блок управления соединен с входом управляемого электронного ключа, который включен между источником постоянного напряжения и генератором наносекундных импульсов, второй выход которого соединен с коаксиальной линией передачи, а другой выход блока управления подключен через формирователь импульсов к аналоговому

3. 10180 выходу первого стробоскопического осциллографа.

На фиг. I показана структурная схема устройства для измерения напряжения переключения переключающих элементов в наносекундном диапазоне, на фиг. 2 - эпюры работы устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, управляемый электронный ключ 2, генератор 3 ie наносекундных импульсов, коаксиальную линию 4 передачи, ограничитель

5 тока, стробоскопические осцилло, графы 6 и 7, формирователь 8 импульсов, блок 9 управления и генератор is

10 микросекундных импульсов.

Устройство работает следующим образом.

На образец 1на чертеже показана клемма для его подключения ) подается рв серия наносекундных импульсов с повышающейся амплитудой, когда она достигает значения напряжения переключения О+, происходит резкое изменение сопротивления образца и паде- уэ ние напряжения импульсного сигнала.

Это изменение фиксируется стробоскопическим осциллографом 6, и прй помощи блока 9 управления запирается ключ 2 в цепи .пйтания зарядной

30 линии генератора 3 наносекундных импульсов. В результате по линии 4 nev редачи прекращается подача наносекундных электрических сигналов, а на экране с памятью осциллографа 7 фиксируется значение "0". Выключив напряжение от источника 1 питания, и с помощью блока 9 управления возвратив ключ 2 в первоначальное положение

"Открыто", можно повторять цикл из" мерения второй раз.

Серия наносекундных импульсов (фиг. 2, эпюрац) поступает от гене"ратора.3 по линии передачи 4 на образец. Величина импульсЬв зависит от напряжения источника 1, которое плавно изменяется со скоростью, напри" мер 1 В/с. В случае достижения

61 4 величины Щ сигнал йа-входах осциллографов 6 и 7 имеет вид прямоугольного импульса со ступенькой (на эпюре с второй импульс). Осциллограф . 6 фиксирует амплитуду импульса в момент времени, равный О,f от общей длительности сигнала, а осциллограф

7 - в момент времени 0,9. Поэтому на экранах с памятью этих осциллографов светящийся трек имеет такую величину, как показывает эпюра Д . При поступлении на осциллограф 6 импульса.со ступенькой на аналоговом вы" ходе происходит изменение напряжения (эпюра5). Это изменение при помсици формирователя 8 импульсов превращается в импульс прямоугольника формы (эпюра ), который, поступая на блок

9 управления, вызывает срабатывание ключа 2 (эпюрад), в результате чего последний переходит в положение

"Закрыто", прекращая этим самым поступление импульсов в тракт линии

4 передачи. Одновременно включается генератор 10 микросекундных импульсов (эпюра ®), обеспечивающий продолжение действия блока синхронизации осциллографов 6 и 7 и поэтому привязывающий светящую точку на экране к отметке "0".

Таким образом,. после одного акта включения система останавливается, а на экране осциллографа 7 видна амплитуда импульса в момент времени

0,1 от общей его длительности, соответствующая Ug единичного акта включения. После снятия напряжения с источника 1 и "стирания". памяти в блоке 9 управления цикл измерения может быть повторен.

Устройство позволяет определить напряжение переключения любого переключающего импульса иэ серии, которая подается на образец„ тем самым расжиряя функциональные возможности устройства, при помощи которого можно исследовать процессы изменения параметров переключения со временем.

1018061

her

vj

UnK

120 ИНС

Составитель Н. Чистякова

Редактор К. Волощук Техред M,Тепер КорректоР С, Шекмар

Заказ 3538/45 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4