Способ определения аттестационных параметров напряжения однотипных лавинных фотодиодов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АТТЕСТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ОДНОТИПНЫХ ЛАВИННЫХ ФОТОДИОДОВ, включающий подачу на фотодиод регулируемого постоянного напряжения, его засветку модулированным оптическим излучением и измерение рабочего напряжения И; напряжения пробоя, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, засветку модулированным оптическим излучением и измерение рабочего напряжения и на1пряжения пробоя проводят только для фотодиодов выборки из партии, затем на все фотои диоды партии через балластные сопротивления подают постоянное.. напряжение , измеряют устанавливающиеся при этом на фотодиодах напряжения стабилизации и определяют аттестационные параметры напряжения для остальных фотодиодов партии по формулам V oi-V проб стоб V« b-V став ) где q среднестатистическое значение отношения напряжения пробоя к напряжению стабилизации для фотодиодов твыборки; Ь среднестатистическое зна (Л чение отношения рабочего напряжения к напряжению стабилизации для фотодиодов выборки напряжение npo6oHf проб Vp - рабочее напряжение; стаб напряжение стабилизации фотодиодов партии. ю :ji 1 & стад j

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6A tf ф 1 ° ) 3 диоды партии через балластные сопротивления подают постоянное.напряжение-, измеряют устанавливающиеся при этом на фотодиодах напряжения стабилизации и определяют аттестационные параметры напряжения для остальных фотодиодов партии по формулам

llP06 СТОБ

Ч =Ъ Чи, где q

1 ПРОБ

Р

ЧСТОБ

Жиг,1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3515707/24-21 (22) 19. 11.82 (46) 15.12.84 Бюл. У 46 (72) В.А.Афанасьев, M.Е.Чумичева, Е.А.Клушина и Н.П.Швица (53) 62 1.383(088.8) (56). 1. Авторское свидетельство СССР

Р 421959, кл. G 01 R 31/26, 1972.

2. Технические условия на фотодиод ФД-10-129, 3.368.011 ТУ. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АТТЕСТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ОДНОТИПНЫХ ЛАВИННЫХ ФОТОДИОДОВ, включающий подачу на фотодиод регулируемого постоянного напряжения, его засветку модулированным оптическим излучением и измерение рабочего напряжения и напряжения пробоя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения спосбба, засветку модулированным оптическим излучением и измерение рабочего напряжения и напряжения пробоя проводят только для фотодиодов . выборки из партии, затем на все фотосреднестатистическое значение отношения напряжения пробоя к напряжению стабилизации для фотодиодов выборки", среднестатистическое зна-. чение отношения рабочего напряжения к напряжению стабилизации для фотодио- . дов выборки, напряжение пробоя( рабочее напряжение, напряжение стабилизаций фотодиодов партии.

1129569 сущности к предлагаемому является способ, в котором измерение аттестационньгх параметров напряжения ЛФД 25 производится путем подачи на измеряемый ЛФД регулируемого постоянного напряжения и засветки лавинного фотодиода модулированным оптическим излучением. Оптическое излучение фокусируютЗ0 на чувствительный элемент ЛФД и регистрируют сигнал, снимаемый с нагрузки ЛФД. Затем путем плавного увеличения постоянного напряжения, подаваемого на ЛФД, устанавливают сигнал, соответствующий заданному коэффициенту умножения, и фиксируют рабочее напряжение (Чр). Далее, увеличивая напряжение, подаваемое на фотодиод, фиксируют начало падения сиг-4 нала, что соответствует значению максимального коэффициента умножения, а измеренное при этом напряжение соответствует пробивному напряжению (Ч„,„ Г2).

Для паспортизации лавинных фотодиодов по указанным выше параметрам этим способам необходим сложный . комплекс измерительной аппаратуры, а сами измерения характеризуются большой трудоемкостью, обусловленной индивидуальной тщательной настройкой каждого из паспортизуемых лавинных фотодиодов по величине сигнала, коэффициента умножения и напря 55 жения. В особенности это касается оп ределения аттестационных параметров напряжения в регламентированном рабо50

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано при серийном изготовлении лавинных фотодиодов (ЛФД).

Известен способ измерения аттестационных параметров напряжения ЛФД, таких как напряжение пробоя, соответствующее максимальному коэффициенту умножения, и рабочее напряжение, соответствующее заданному значению 10 коэффициента умножения; предусматривающий подачу на ЛФД регулируемого, постоянного или импульсно-Нарастающего напряжения с одновременной засветкой фоточувствительного элемента 15 оптическим излучением (1j .

При этом считается обязательнЫм соблюдение условия: подаваембе на ЛФД напряжение не должно превышать напряжение пробоя, что требует постоянного20 контроля за напряжением.

Наиболее близким по технической чем диапазоне температур в связи с необходимостью заведения в испытательную термокамеру оптического излучения со стабильными параметрами.

Цель изобретения — упрощение спо— соба определения аттестационных параметров.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения аттестационных параметров напряжения однотипных лавинных фотодиодов, включающему подачу на фотодиод регулируемого постоянного напряжения, его засветку модулированным оптическим излучением и измерение рабочего напряжения и напряжения пробоя, засвет1 ку модулированным оптическим излучением и измерение рабочего напряжения и напряжения пробоя проводят только для фотодиодов выборки из партии, затем на все.фотодиоды партии через балластные сопротивления подают постоянное напряжение, измеряют устанавливающееся при этом на фотодиодах напряжение стабилизации и определяют аттестационные параметры напряжения для остальных фотодиодов партии по формулам

tlPoQ cTOI 6 р став где g — среднестатистическое значение отношения напряжения пробоя к напряжению стабилизации для фотодиодов выборки

" — среднестатистическое значе ние отношения рабочего напряжения к напряжению стабилизации для фотодиодов выборки, Чпр 6 напряжение пробоя, 4p рабочее напряжение, |1с|п — напряжение стабилизации фотодиодов партии.

На фиг.1 приведена схема включения ЛФД в стабилитронном режиме, на фиг.2 — сопоставительные графики

9 построенные на основе экспериментальньгх данных (а — зависимость коэффициента умножения M от напряжения,bзависимость напряжения стабилизации от напряжения).

Стабилитронный режим характеризуется подачей на ЛФД 1 с подключенной к нему нагрузкой 2напряженияУ заведомо превышающего напряжение

1129569 пробоя. В этом случае, характерном

1 для работы стабилитронов — полупроводниковых приборов, близких по физическому принципу действия к лавинным фотодиодам, нагрузка играет роль балластного сопротивления, фотодиод работает как стабилитрон, и напряжение с де, снимаемое непосредственно с фотодиода, оказывается практически независимым от изменения 10 напряжения (фиг.2).

При этом напряжение стабилизации

Чстс,е однозначно и линейно связано с напряжением пробоя (1) 15

Ч =аЧ прое паь ) где Q — экспериментально определяемая константа, равная

0,95-0,99 в зависимости от типа ЛФД и величины бал- 20 ластного сопротивления 0п

Кроме того, существует однозначная линейная связь между рабочим напряжением Ip, соответствующим заданному значению коэффициента ум- 25 ножения, и величиной напряжения стабилизации Чctos стае (2) где Ь вЂ” экспериментально опреде- 5б ляемая константа, зависящая от типа ЛФД, величины коэффициента умножения и балластного сопротивления

Предлагаемый способ состоит в измерении величины напряжения стабилизации I1ñTàå и в определении расчетным путем по формулам (1) и (2) напря жения пробоя V проь и рабочего напря-4р жения Чр, соответствующего заданному значению коэффициента умножения.

Значения коэффициентов а и Ъ предварительно определяются для данного. типа ЛФД и выбранного балластного сопротивления как среднестатистичес-. кие величины для определительной выборки ЛФД известным .способом описан. ным выше.

Объем определительной выборки Й находится из условия обеспечения требуемой точности определения коэффициентов a и Ь со среднестатистической ошибкой в соответствии с формулами

Ка-а„

Как показывают исследования, для определительной выборки достаточно взять 10 шт ЛФД данного типа, так как при этом погрешность определения аттестационных параметров напряжения с использованием среднестатистических значений коэффициентов 0 и b. уже не превышает погрешность измерения этих параметров .известным способом.

Согласно предлагаемому способу при аттестации крупных партий ЛФД к каждому из аттестуемых ЛФД подключается балластное сопротивление одного номинала (R ) на всю группу аттестуемых ЛФД подается общее напряжение V, значение которого должно отвечать условию

Мпрое+ к Ч Ч макс, (4) где Ч прое наибольшее для данного типа ЛФД значение напряжения пробоя, указан1 ное в технических услови. ях на данный тип ЛФД, напряжение соответствующее зоне изгиба. стабилитронной характеристики в области выхода ЛФД на стабилитронный режим, приближенно равное

Чп ое . + 0,05Чпрое с — наибольшее допустимое значение тока, протекающего через фотодиод в ст абилитронном режиме "

11 — балластное сопротивле Н ние в цепи ЛФД.

Соответствующей коммутацией цепей к каждому из аттестуемых ЛФД поочередно подключается измерительный прибор для определения величины Чс 6 в прота е. цессе измерений.

При осуществлении предлагаемого способа упрощается аттестация

ЛФД, уменьшается количество используемых дорогостоящих приборов, так как отпадает необходимость засветки фоточувствительной площадки ЛФД оптическим излучением, при этом уменьшается трудоемкость и увеличивается производительность труда в

10-20 раз, особенно при определении аттестационных параметров напряжения ЛФД в регламентированном диапазоне.температур окружающей среды.

1129569

Ьрод мин д

Фиг. g

Составитель А. Ольховский

Редактор Н.Киштулинец Техред С.Легеза Корректор В.Гирняк

Заказ 9447/37 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