Устройство для измерения @ -образных вольтамперных характеристик двухполюсников

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ 5-ОБРАЗНЫХ ЮЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕ;РИСТИК ДВУХПОЛЮСНИКОВ, включающее генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к резистивному делителю, осциллограф, шины для подключения двухполюсника, первый и второй усилители напряжения, о т л ичающееся тем, что, с целью повьпяения точности, в него введены управляемый стабилизатор тока и источник постоянного напряжения, при этом выход резистивного делителя соединен с управляющим входом управляемого стабилизатора тока и входом первого усилителя, выход которого соединен с входом X осциллографа, вход Y которого соединен с выходом усилителя, вход которого соединен с первой шиной для подключения двухполюсника и первой выходной шиной управляемого стабилизатора тока, вторая выходная шина которого соединена с общей шиной, вторая шина для подключения двухполюсника соединена с первым полюсом источника V) постоянного напряжения, второй полюс которого соединен с общей шиной.

аиЯ0ио A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

CIUW

РЕСПУБЛИН

3(Я) С 01 R 31/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф%

Ою

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3451102/18-21 (22) . 11 ° 06.82. (46) 30. 12. 83. Бюл, 9 48 (72) Е.И. Крючков, A.M. Богданченко и И.В. Завалин (71) Ордена Ленина институт киберне-. тики им. В.М. Глушкова (53) 621. 382. 3 (088;8) (56) 1. Патент США 9 3264563, кл. 324-158, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 557333, кд, С 01 В 31/26, 1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

5-ОБРАЗНЫХ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ XAPAKTE,РНСТНК ЛВУХПОЛ@СИИ1(ОВ, включающее генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к реэистивному делителю, осциллограф, шины для подключения двухполюсника, первый и второй усилители напряжения, о т л иI ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены управляемый стабилизатор тока и источник постоянного напряжения, при этом выход резистивного делителя соединен с управляющим входом управляемого стабилизатора тока и входом первого усилителя, выход которого соединен с входом X осциллографа, вход 1 которого соединен с выходом второго усилителя, вход которого соединен с первой шиной для подключения двухполюсника и первой выходной шиной управляемого стабилизатора тока, вторая выходная шина которого соединена с общей шиной, вторая шина для подключения двухполюсника сое- Е а динена .с первым полюсом источника постоянного напряжения, второй полюс которого соединен с общей шиной.

1064246

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для наблюдения б -образных вольт-амперных характеристик нелинейных двухполюсников, в частности переключающих элементов из аморфных материалов.

Известно устройство для измерения вольт-амперных характеристик нелинейных элементов, содержащее осциллограф и измерительную цепь, представляющую собой последовательно соединенные исследуемый элемент и посто янный резистор, к которой подключен источник меняющегося со временем напряжения, модулированного небольшим ступенчатым сигналом. На экране осциллографа наблюдается вольтамперная характеристика элемента в виде точек (1) .

Недостатком данного устройства является малая точность измерения при больших напряжениях и токах и при исследовании элементов, чувствительных к изменениям температуры.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для визуальной индикации характеристик полупроводниковых приборов включающее генератор пилообразного напряжения, выход которог

I о подключен к резистивному делителю, осциллограф, шины для подключения двухполюсника, первый.и второй усилители напряжения, генератор тактовых сигналов, формирователь линейно уменьшающегося напряжения, электронный коммутатор, ключи, элементы ИЛИ реостаты и токосъемные резисторы

Известное устройство характери- зуется недостаточной точностью измерений и требует больших затрат времени при исследовании 5 -образных вольт-амперных характеристик переключающих элементов из-за необходимости каждый раз корректировать местоположение рабочей точки так, чтобы нагрузочная прямая не пересекала

Q-образную характеристику в нескольких точках, так как может произойти переключение элемента пь нагрузочной прямой.

При большой величине отрицательного дифференциального сопротивления нагрузочная прямая должна быть параллельна оси напряжений, чтобы обеспечить достоверность измерения вольт-амперных характеристик. Воэможности известного устройства не могут обеспечить такого наклона нагруэочяой прямой, что снижает точность измерения 5 --образной характеристики. 1

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения

6-образнЫх вольт-амперных характеристик двухполюсников, включающее генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к реэистивному делителю, осциллограф, шины, для подключения двухполюсника, первый и второй усилители напряжения, введены управляемый стабилизатор тока и источник постоянного напряжения, при этом выход реэистивного делителя соединен с управляющим

10 входом управляемогр стабилизатора тока и входом первого усилителя, выход которого соеДинен с входом

X осциллографа, вход У которого сое. динен с выходом второго усилителя, )5 вход которого соединен с первой шиной для подключения двухполюсника и первой выходной шиной управляемого стабилизатора тока, вторая выходная шина которого соединена с общей

20 шиной, вторая шина,для подключения двухполюсннка соединена с первым полюсом источника Постоянного напряжения, второй полюс которого соеди- . нен с общей шиной., На фиг.1 приведена блок-схема, устройства для иэмЕрения 5 -образных вольт-амперных характеристик двухполюсников; на фиг.2 — управляемый стабилизатор тока, вариант исполнения

Устройство для измерения S -образных вольт-амперных характеристик двухполюсников содержит генератор 1 пилообразного напряжения, выход ко35 торого подключен к резистивному делителю 2, осциллограф 3, измеряемый двухполюсник 4, первый и второй усилители 5 и 6 напряжения, управляемый стабилизатор 7 тока и Источник

40 8 постоянного напряжения. Выход резистивного делителя 2 соединен с управляющим входом управляемого стабилизатора 7 и входом первого усилителя 5, выход которого соединен с

45 входом Х осциллографа 3 вход У которого соединен с первым полюсом, измеряемого двухпопюсника 4.и первой выходной шиной управляемого стабилизатора 7, вторая. выходная шина которого coezjHHeH@ с общей шиной, второй полюс измеряемого двухполюсника 4 соединен с первым полюсом источника 8, второй полюс которого соединен с общей шиной, Управляемый стабилизатор тока может быть выполнЕн, например, в виде операционного усилителя 9, неинвертирующий вход которого является управляющим входом стабилизатора 7 тока, выход операционного усилителя

60 9 соединен с затвором полевого транзистора 10, исток,которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 9 „ а сток подключен к первой шине управляемого стабилиза65 тора 7, вторая шина которого соеди 10б4246

Составитель В. Карпов

Редактор А. ОГар Техред М. Тепер Корректор О. T>гор

Заказ 10527/48 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r . Ужгород, ул. Проектная, 4 иена через резистор 11 с истоком полевого транзистора 10.

Устройство работает. следующим образом.

С генератора 1 линейно нарастающее напряжение через резистивный делитель 2 поступает на управляющий вход управляемого стабилизатора 7, Стабилизатор тока обеспечивает по.стоянство тока через свои выходные шины. Величина 3 этого тока определяется в любой момент времени на-. пряжением 0, поступающим на неинвертирующий вход операционного усилителя 9, и величиной R токозадающего резистора 11 и может быть опре« делена по формуле - . <

Я

Данная схема позволяет изменением величины сопротивления К выбирать диапазоны регулирования тока 3 от долей микроампера до нескольких мил- лиампер, что достаточно при исследо.вании полупроводниковых переключаю-, щих двухполюсников, Таким образом, на усилитель 5 напряжения .поступает сигнал, пропор-. циональный току через измеряемый двухполюсник 4, а на усилитель б напряжения - сигнал, пропорциональный падению напряжения на элементе 4, что обеспечивает визуальное наблюдение формы вольт-амперной характеристики на экране осциллографа в диапазоне частот генератора 1<

Применение полевого транзистора в стабилизаторе тока позволяет исследовать высокоомные образцы с сопротивлением до 10В Ом, при этом усилитель напряжения 5 должен обладать достаточно большим входным сопротивлением.

Нагрузочная прямая предлагаемого устройства параллельна оси напряжений и всегда имеет одну точку пересечения с 5 -образной характеристикой исследуемого элемента, что обеспечивает достоверность и высокую точность воспроизведения вольт-амперной характеристики на экране ос15 циллографа.

Изобретение позволяет зафиксировать неустойчивую ветвь 5 -образной характеристики с отрицательным дифференциальным сопротивлением на эк- ране запоминающего осциллографа или на пленке фотоаппарата при подаче на вход стабилизатора 7 тока пи лообразного импульса напряжения достаточно малой длительности.

Предлагаемое устройство в отличие от прототипа значительно облегчает электрический и тепловой режимы испытания двухполюсного элемента, так как при переключении элемента в низкоомное состояние не происходит увеличения протекающего через него тока, что повышает стабильность его ,параметров и срок службы.