Устройство для измерения импульсных вольтамперных характеристик полупроводниковых материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ВОЛЬТАМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и измерительную линию задержки с введенными в нее резистивным зондом, выход которого подключен к входу осциллографа , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство введена дополнительная линия задержки с входным сопротивлением, равным волновому сопротивлению измерительной линии задержки, причем выход дополнительной линии задержки подключен ко второму входу осциллографа, а вход - к исследуемому образцу. (Л

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;, К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

РИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и измерительную линию задержки с введенными в нее резистивным зондом, выход которого подключен к входу осциллографа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений, в устройство введена дополнительная линия задержки с входным сопротивлением, равным волновому сопротивлению измерительной линии задержки, причем выход дополнительной линии задержки подключен ко второму входу осциллографа, а вход — к исследуемому образцу.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3465396/24-25 (22) 05.07.82 (46) 23.03.86. Бюл. И 11 (71) Институт полупроводников .

АН УССР (72).В.И.Файнберг (53) 621.38.032(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 935835, кл. G 01 R 27/00, 1981 °

Molfgang Jantsch and Helmut

Heinkich A Method for subnanosecond

Pulse measuremeuf of g-v characteristics Rev Sei УизСг 41, У 2, 1970, с. 228-230. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ИМПУЛЬСНЫХ ВОЛЬТАМПЕРНЫХ XAPAKTF.—

„„SU„„1132685 A (д) 4 G 01 R 31/26 27/00

1132685

t0

Изобретение относится к измерив тельной технике и может быть использовано для исследования полупроводниковых материалов и приборов преимущественно в наносекундном диапазоне длительностей.

Известно устройство для измерения импульсных вольтамперных характеристик (ВАХ).

Это устройство содержит последовательно соединенные генератор, линию задержки, два реэистивных зонда, выходы которых подсоединены ко входам стробоскопического осциллографа, измерительную линию задержки.и исследуемый образец, Параллельно входам осциллографа подсоединены две идентичные дополнительные линии задержки, нагруженные на активные сопротивления, и выходы осциллографа подключены ко входам двухкоординатного самописца. Вход синхронизации осциллографа соединен с выходом генератора.

Устройство работает следующим образом.

Импульс от генератора через линию задержки поступает на входы реэистивных зондов, где разделяется на три части. Первые два импульса через резистивные зонды поступают на входы дополнительных линий задержки, а третий импульс подается. непосредственно на вход измерительной линии задержки. Все три импульса отражаются от нагрузок линий задержки,по которым они распространяются, и одновременно достигают входов резистивных зондов. При этом на выходе одного зонда (вход А осциллографа) выделится сумма импульса, отраженного от исследуемого образца, и импульса, отраженного от активного сопротивления, который пропорционален падающему на образец импульсу. Аналогичная сумма выделится на выходе второго реэистивного зонда. Величины активных сопротивлений выбираются таким образом, чтобы суммарный импульс на выходе первого резистивного зонда был пропорционален импульсу напряжения на образце, а импульс на выходе второго зонда был пропорционален импульсу тока на образце.

Недостатком устройства является низкая точность измерения при сопротивлениях нагрузки, существенно отличных от волнового сопротивления линий задержки, и сложность. Низкая точность обусловлена тем, что на входы осциллографа, кроме измеряемых импульсов "тока" и "напряжения", перед ними попадает падающий импульс.

При R и «Х, где R — сопротивление образца, а Z1 — волновое сопротивление линий задержки, импульс напряжения будет значительно меньше падающего, что не позволяет установить чувствительность в канале напряжения в соответствии с величиной импуль.. са "напряжения" из-за перегрузки осциллографа. Аналогичная ситуация будет при Н„ » Еь. В этом случае будет низкой точность измерения импульсов "тока".

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения импульсных вольтамперных характеристик полупроводниковых материалов, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, и измерительную линию задержки с введенным в нее реэистивным зондом, выход которого подключен к входу осциллографа.

Устройство позволяет измерять импульсы ВАХ преимущественно в наносекундном диапазоне по измерениям падающего и отраженного от образца импульсов. Из .величин этих импульсов с помощью простых математических преобразований получают напряжение и ток на образце. Проводя такую обработку для различных амплитуд падающих импульсов, получают ВАХ.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений приВ >10Е иВс01 Е . Это свяв и н зано с тем, что при указанных соотношениях между R è Е„ амплитуды падающего и отраженного импульсов будут примерно одинаковы и их разность становится близкой к погрешности измерений. Следствием такого положения является низкая точность измерения, отсутствие автоматизации и малая скбрость измерений. Этот недостаток обусловлен тем, что ни падающий, ни отраженный импульс не пропорционален ни импульсу тока, ни импульсу напряжения и для получения ВАХ нужна ручная обработка результатов измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

1132685

Фиг.2

Достижение цели обеспечивается тем, что в устройство для измерения импульсных вольтамперных характеристик; содержащее соединенные последовательно генератор импульсов, измерительную линию задержки с введенным в нее реэистивным зондом, выход которого подключен ко входу осциллографа, введена дополнительная линия задержки с входным сопротивлением, равным волновому сопротивлению измерительной линии задержки, причем выход дополнительной линии задержки подключается ко второму входу осциллографа, а вход — к ис- следуемому образцу.

На фиг, 1 дана блок-схема устройства с параллельным подключением образца (при R„<Е„); на фиг. 2 блок-схема устройства с последовательным подключением образца (при н 4)

Устройство содержит генератор

1 импульсов, измерительную линию

2 задержки, резистивный зонд 3, осциллограф 4, дополнительную линию 5 задержки и образец 6.

При работе устройства импульс от генератора 1 поступает на измерительную линию задержки, с выхода которой попадает на образец 6.

При попадании импульса на образец возникает два новых импульса— отраженный и прошедший. Прошедший импульс через дополнительную линию

5 задержки поступает на вход осциллографа, а отраженный импульс через измерительную линию 2 задержки и резистивный зонд 3 поступает на другой вход осциллографа. Регист- рация импульсов на экране осциллографа осуществляется одновременно.

За счет выбора параметров линий за-держки (равенство величины задерж ки части измерительной линии между реэистивным зондом и образцом величине задержки дополнительной линии задержки) или за счет использования осциллографа с линией эадерж- .

1п ки в одном из каналов.

Исследуемый образец в случае

R«Z< подключается параллельно (см. фиг. 1). В этом случае отраженный импульс будет пропорционален импульсу тока, а прошедший — импульсу напряжения на образце, В случае

Б„>Е образец подключается последовательно (см. фиг. 2).При таком включении импульсу тока будет пропорционален прошедший импульс, а импульсу напряжения — отраженный импульс. За счет того, что введена дополнительная линия задержки, входное -сопротивление которой равно вол2 новому сопротивлению измерительной линии задержки, обеспечивается пропорциональность одного из измеряемых импульсов импульсу тока, а другого — импульсу напряжения на

3О образце . Это обеспечивает как повышение точности измерений, так и воэможность автоматизации, так как исключается ручная обработка результатов, которая является причиной вы35 соких погрешностей при R >10 Z и н

R„0,1 Е < и отсутствия автоматизации у прототипа. Для автоматизации измерений к выходу осциллографа может быть подключен самописец или вычислительное устройство.

ВНИИПИ Заказ 1340/3 Тираж 728 Подписное

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

Устройство для измерения импульсных вольтамперных характеристик полупроводниковых материалов Устройство для измерения импульсных вольтамперных характеристик полупроводниковых материалов Устройство для измерения импульсных вольтамперных характеристик полупроводниковых материалов 

 

Похожие патенты:

Устройство для измерения импульсных вольтамперных характеристик полупроводниковых материалов

Наверх