Устройство для визуальной индикации характеристик полупроводникового прибора

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (11) 557333 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио25.10.74 (21) 2070004/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опублчковано 05.05.77.Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.07.77 (51) М. Кл.

5 01 R 31/26

Государственный ионитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.382 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. П. Антанавичюс, Ч. В. Мачюлайтис и Н. А. Шахтинов

Институт физики полупроводников АН Литовской CCP (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОЙ ИНДИКАЦИИ

ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров нагрузочного режима полупроводниковых приборов, в частности, высокочувствительных тензодатчиков на основе тунельных диодов, работающих в режиме усиления, и полупроводниковых датчиков других возмущений — температуры, магнитного поля, химического воздействия на р-и-переход (травления), радиационного щ облучения и т. д.

Известно устройство, для визуального наблюдение вольтамперных характеристик (BAX) р-п-переходов11), содержащее источник напряжения специальной формы, блок i5 модуляции яркости луча осциллографа и цепь формирования ВАХ . На экране осциллографа наблюдается ВАХ исследуемого прибора в виде точек.

Известно устройство для визуальной ин- 20 дикапии характеристик полупроводникового прибора 12), содержащее генератор такто вых сигналов, электронный коммутатор, ключи, осциллограф, блоки суммирования, синхронизации, задержки, генератор прямоуголь- 25 ных импульсов, ограничитель, блок модуляции яркости лучаосциллографа, источник напряжения треугольной формы, цепь формирования ВАХ, состоящую из последовательно включенных генератора линейно нарастающего напряжения, резисторного делителя напряжения, реостата, токосъемного резистора и усилителя.

На экране осциллографа наблюдается в

ВАХ р-п-перехода в виде последовательности яркостных меток. Известное устройство не позволяет визуально контролировать местоположение рабочей точки полупроводникового прибора, определяемой пересечением ВАХ прибора с нагрузочной прямой, оценивать величину ее смещения при изменении нагрузки и напряжения питания прибора, при воздействии на полупроводниковый прибор разных возмущений, а также исключает возможность автоматизации процесса сортировки, разбраковки, электролитического подтравливания пороговых полупроводниковых приборов (имеющих BAX Й вЂ” и > — тип ). Известное устройство, не поз557 333

Устройство для визуальной индикации характеристик полупроводниковых приборов содержит; генератор тактовых сигналов 1, генератор линейно-нарастающего напряжения 2, дифференциальный усилитель 3, формирователь линейно-уменьшающегося напряжения 4, усилители 5, б„электронный коммутатор 7, ключи 8 — 13, элементы ИЛИ

14, 15, осциллограф 16, резистсрный делитель напряжения 17, реостаты 1 8, 1 9, связанные жестко и управляемые одной осью, резисторный делитель напряжения 20, токосъемные резисторы 21, 22, клеммы

23, 24, для подключения анода и катода исследуемого лрибора, соответственно. (а-средняя точка цепи формирования вольтамперной характеристики прибора;

Б — средная точка цепи формирования

1 нагрузсчной прямой)

Генератор тактовых сигналов 1 управляет цепью формирования ВАХ исследуемого прибора, цепью формированиянагруэочной прямой, а также электронным коммутатором 7.

Цепь формирования BAX прибора состоит из последовательно включеннъ|х генератора линейно-нарастающего напряжения 2, резисторного делителя напряжения 17. реостата 18, токосъемнсгз резистора 21 н усилителя 5 (по величинам сопротивлений R „й й„, ).Напряжение на электро— пах исследуемого прибора 25 (клеммы23, - 4) измеряется H lôåðåíöèànbíûì усилителем 3. цепь формирования нагрузоччсй . рямой состоит из последовательно вкпю;ецных формирователя линейно-уменьшаю35

60 воляет определять параметры нагрузсчного режима р-п-перехода.

Целью изобретения является определение параметров нагрузочного режима исследуемого прибора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введена цепь формирования нагрузочной прямой, состоящая из последовательно включенных формирователя линейно-уменьшающегося напряжения, резисторного делителя напряжения, реостата, токосъемного резистора и усилителя, и два ключа, первые входы которых соедине«ы с коммуòàòîðîì. Второй вход одного ключа соединен с клеммой для подключения анода испытуемого прибора, а второй вход другого ключа — с выходом усилителя цепи формирования нагрузочной прямой. Выходы ключей соединены с осциллографом через элементы ИЛИ.

На фиг. l представпепа блок-схема предположеннсго устройства; на фиг. 2— временные диаграммы напряжений узлов устройства.

l5

ЗО щего напряжения 4, резисторногс делителя напряжения 20, реостата 19, токосъемного резистора 22, усилителя 6, (по велиIHHBM сопротивлений л (Q 19

Для синхронного управления амплитудами линейно-нарастающего и линейно-падающего напряжений резисторные делители напряжения 17 и 20 жестко связаны-управляются опной осью (по величинам сопротивлений К,. = R<@) °

Реостаты 18 и 19 также жестко связаны и управляются одной осью (по величинам сопротивлений R, = R,> ). Усилители 5 и 6 выбраны одийаксвыми по коэффициентам усиления и другим параметрам.

Генератор линейно-нарастающего напряжения 2 и формирователь линейно-уменьшающегося напряжения 4 вырабатывают импульсы одинаковой амплитуды, таким образом, режим питания цепей формирования ВАХ и нагрузочной прямой меняются одинаково.

13ля иэображения ВАХ попуцроводникового прибора, нагрузочной прямой и осей прямоугопью|х координат введен четырехтактный электронный коммутатор 7. Коммутатор с определенной частотой у-правпяет электронными ключами 8 — 13. На ключи 12, 13 и 10, 11 поступают сигналы, являющиеся функциями, соответственно . тока, прогекающего через полупроводниковой прибор и напряжения на нем;тока, протекающего через эквивалент нагрузки (реостат 19), и напряжения на нем.

На электронные ключи 8, 9 поступает линейно-нарастающее напряжение для иэображения координатных осей. Выход электронных ключей 8 — 13 соединены с элементами ИЛИ. Сигналы для развертки по оси Х поступают на элемент ИЛИ 14, а сигналы для развертки пс оси У- на элемент

ИЛИ 15. Выходы элементов ИЛИ подключены к соответствующим входам Х и У осциллографа 16.

Работа устройства иллюстрируется временными диаграммами напряжений, приведенными на фиг. 2 (индексация напряжений дана в соответствии с номерами блоков устройства), На электронные ключи 8-13 непрерывно поступают сигналы с разныхузлов схемы с частотой, равной частоте генератора тактовых сигналов 1

Электронный коммутатор 7 с частотой, в четыре раза меньшей тактовой, открывает соответствующие ключи на время, равное периоду такта (расстоянию между двумя тактовыми импульсами во времени).

Таким образом„на элемент ИЛИ 14 или

15 для развертки по оси Х или по У, соответственно, в любой момент времени поступает только один сигнал:

557 333

- для изображения ВАХ полупроводникового прибора — с выхода ключей 13 (ось

Х) и 12 (ось У); — для изображения координатных осей— с выхода ключей 8 (ось Х) и 9 {ось У); — для изображения нагрузочной прямой — с выхода ключей 10 (ocb Х) и (ось У).

Нагрузочная прямая с координатными осями Х и У пересекается на оси Х в точке, соответствующей напряжению U=. Е „ит, на оси У в точке, соответсвующей току пит

ЭНАГР

Угол наклона нагрузочной прямой определяется сигналами с реостатов 18 и 19.

Резисторные делители напряжения 17 и 20 позволяют управлять перемещением нагрузочной прямой при постоянном угле ее наклона, Таким образом визуализируется местоположение рабочей точки на ВАХ полупроводникового прибора. В случае измерения перепадов давления полупроводниковым датчиком на основе шунтированного тунельного диодаустройство позволяет визуально следить за перемещением рабочей точки по учас тку ВАХ, соответствующему высоким величинам чувствительности и линейности датчика. Таким образом, описываемое устройство позволяет осуществить визуальный контроль за режимом работы датчиков, Если рабочая точка под действием внешних возмущений выходит за пределы упомянутого участка ВАХ, что видно на экране осциллографа, то изменением параметров нагрузочного режима прибора (подбором местоположения рабочей точки, угла наклона нагрузочной прямой) обеспечивают максимальное использование этого участка. Последнее позволяет быстро (при наличии визуального контроля) рс— ализовать оптимальные величины тензсчувствительности и линечности датчика при разных величинах перепада давления.

Формула изобретения р Устройство pJIH визуальной индикации характеристик полупроводникового прибора„ содержащее генератор тактовых сигналов, электронный коммутатор, ключи, осциллограф, цепь формирования вольтамперной

)ф характеристики, состоящую из последовательно включенных генераторалинейно-нарастаюшего напряжения резист орного делите;:я напряжен,1я, ресс та а, т окосъе!,1но! ., пезпс--тора и усилителя, о т л и ч а ю щ е е20 с я тегл, что, с целью определения параметров нагрузочного режима исследуемого прибора, введена цепь формирования нагрузочной прямой, состоящая из последователь— но включенных формирователя линейно-умень25 шающегося напряжения, резисторного делителя напряжения реостата, токосъемного резистора и усилителя, и цва ключа, первые входы которых соединены с коммутатором, а вторые входы одного ключа соединены с

30 клеммой для подключения анода испытуемого прибора, а другого- с вь ходом усилителя цепи формирования нагрузочной прямой,при этом, выходы ключей соединены с осциллографом через элементы ИЛИ„

85 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3264563 кл. 324158, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

40 № 280679 кл G 01 Я 31/26, 1968. (прототип).

557333 Риг. 1

V5 777

72

Vg

U Op

БНИИПИ Заказ 842/58

Тираж 11 01 Подписное филиал ППП Патент", r, Ужгород, ул. Проектная,4