Патент ссср 402836

 

О П И С А Н И Е 402836

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 31.Ч.1971 (№ 1664825/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 19.Х.1973. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 10.IV.1974

M. Кл. G 01г 31/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.382(088.8) Авторы изобретения

И. Я. Билинский, А. В. Иванс и П. П. Трейс

Заявитель Институт электроники и вычислительной техники АН Латвийской ССР

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

БАРЬЕРНЫХ ЕМКОСТЕЙ р — n-ПЕРЕХОДОВ

Изобретение относится к области электронной техники и может быть применено для измерения параметров полупроводниковых приборов.

Известны устройства для определения параметров барьерных емкостей р-п-переходов, содержащие систему возбуждения колебаний, колебательный контур и измеритель частоты.

Для определения параметров барьерных емкостей р-и-переходов необходимо получить зависимость емкости от напряжения смещения, однако известное устройство не позволяет автоматизировать установку требуемых напряжений на измеряемом р-п-переходе, поэтому на измерение затрачивается много времени.

Цель изобретения — автоматизация процесса измерений.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит опорный генератор, управляемый делитель частоты, фазовый детектор, фильтр нижних частот, делитель частоты и цифровый вольтметр, при этом выход опорного генератора через управляемый делитель частоты подключен к входу фазового детектора, к другому входу которого через делитель частоты подключен выход системы возбуждения колебаний, а выход фазового детектора подключен к цифровому вольтметру и через фильтр нижних частот к одной из клемм для подключения исследуемого р-п-перехода, другая клемма подключена к индуктивности колебательного контура и входу системы возбуждения колебаний.

5 На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства.

Устройство содержит опорный генератор 1, выходной сигнал которого поступает на вход управляемого делителя 2 частоты с входом уп10 равления (или переключателем) 3 коэффициента деления частоты. Выход делителя 2 частоты соединен с одним из входов фазового детектора 4, к выходу которого подключены элементы фильтра 5 нижних частот: резистор

15 6 и емкости 7 и 8. Исследуемый р-и-переход 9 по переменному току подключен к индуктивности через емкость 8, а по постоянному току к выходу фазового детектора 4 через индуктивность 10. Исследуемый р-и-переход 9 с ин20 дуктивностью 10 образует колебательный контур, подсоединенный к системе 11 возбуждений малых колебаний.

Выход системы возбуждения колебаний под25 ключен к входу делителя 12 частоты, выходной сигнал которого поступает на вход фазового детектора 4. Устройство содержит также цифровой вольтметр 13 и устройство 14 для обработки данных.

30 Устройство работает следующим образом.

402836

С, = a(b+ с2,) —

С, = a(b+U,) —"

С, == a(b+U,,) 35

Барьерная емкость с р-и-перехода описывается уравнением:

С = а(b+ U) — ", где а — постоянная;

b — контактная разность потенциалов;

U — приложенное к р-п-переходу обратное внешнее напряжение, n — показатель степени.

Три параметра а, b, п, не поддаются непосредственному измерению. Они могут быть определены путем решения, например, системы уравнений: где C), С, Cg — значения емкости р-п-перехода, измеренные при напряжениях U>, U>, U> соответственно.

Исследуемый р-и-переход 9 с индукт ивностью 10 образуют колебательный контур. (Емкость 8 намного больше барьерной емкости, она является блокировочпой).

В контуре при помощи системы 11 возбуждения возбуждаются колебания малой амплитуды на резапансной частоте контура.

Фазовый детектор 4, сравнивающий резонансную частоту, деленную на коэффициент деления делителя 12, с частотой на выходе управляемого делителя 2 частоты, устанавливает на р-и-переходе 9 величину напряжения, при которой эти частоты строго равны. Это означает, что стационарным состояниям (после переходных процессов) системы регулирования устройства при коэффициентах деления управляемого делителя 2 частоты Кь К ...

Л соответствуют уравнения системы:. о (Za) 2 (U )ад

К, 2-„$ (La) (b+ U ) "

К, 2л$

Х . (La) — (b+ U )з"

К,„2к$ где S — коэффициент деления делителя 12;

f0 — частота опорного генератора;

L — величина индуктивности 10 «олебательного контура, Каждое уравнение получают, подставляя в формулу Томсона выражение барьерной емкости p-n-перехода.

При определении искомых параметров а, о, п по этой системе уравнений в устройство

14 для обработки данных в процессе измерений переда2о-.ся только величины Ut, U>

U с выхода цифрового вольтметра 13. Величины коэффициентов Кь К ..... К„и частоты fo могут быть заложены в память устройства обработки данных заранее.

В тех случаях, когда не требуется определить номинальную емкость или параметр а р-п-перехода, величина 4 может быть исключена. К частоте опорного генератора 1 тогда предъявляют толька требование стабильности во время цикла переключений коэффициентов

К,К....К

Благодаря астатичности системы фазовой автоподстройки резонансной частоты контура с исследуемым р-и-переходОм точность определения параметров зависит практически только от погрешносчи цифрового вольтметра 13.

Путем подключения р-и-перехода и переключения коэффициентов деления управляемого делителя (что тоже может быть автоматизировано) устройство 14 для обработки данных выдает величины искомых параметров.

Емкость 8 фильтра нижних часто- сглаживает пульсации на выходе фазового детектора.

Резистор б и емкость 7 образуют цепочку, обеспечивающую устойчивость системы автоматического регулирования.

Предмет изобретения

Устройство для определения параметров барьерных емкостей р-п-переходов, содержащее систему возбуждения колебаний и колебательный контур, отлича ощееся тем, что, с целью автоматизации процесса измерений, оно содержит опорный генератор, управляемый делитель частоты, фазовый детектор, фильтр нижних частот, делитель частоты и цифровой вольтметр, при этом выход опорного генератора через управляемый делитель частоты подключен к входу фазового детектора, к другому входу которого через делитель частоты подключен выход системы возбуждения колебаний, а выход фазового детектора подключен к цифровому вольтметру и через фильтр нижних частот к одной из клемм для подключения исследуемого р-п-перехода, вторая клемма подключена к индуктивности колебательного контура и входу системы возбуждения колебаний.

402836

Составитель 3. Челнокова

Техред А. Камышиикова

Корректор Т. Хворова

Редактор И. Шубина

Заказ 709!3 Изд. Ае 2082 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2