Измеритель добротности варикапов

 

Союз Советским

Соцуелистичеаиа

Республик Ф } ю тв ! /, " фу, - т - r ð ". т е 1% (я} М. Кл.

В О1Я 27/26 (6т) Дополнительное к авт. сеча-в) (22) Заявлено 27.04.76 (2} ) 2354543/1825 с присоединением заявки №rwygycrssvvti апатит

СССР

М двум яыбретюеФ и аткРмпм4 (23) ПриоритетОпубликовано 95.03.79.Бюллетень №9

Дата опубликования описания 09.03.79 (53) УДК 621.317. .335.2(088.8} (72) Авторы изобретении

B. 3. Лубяный, В. С. Тверезовский и Б. П. Полешко (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДОБРОЧ НОСТИ ВАРИКАПОВ

Изобретение относится к области электронной техники и может использоваться B производстве полупроводниковых приборов для измерения добротности варикапов.

Известно устройство для измерения добротности варикапов, содержащее изме рительный контур, схему управления, генератор, усилитель, управляемое сопротивление, измерительный прибор, детекторы, схемы сравнения (1)

Недостатком известного устройства является участие оператора в настройке контура по частоте, т.е. устройство не может автоматически измерять доброч ность варикапа.

Известно устройство для измерения добротности варикапов, содержащее колебательный контур, включающий образцовый варикап, соединенный через элементы связи с высокочастотным генератором.и усилителем и через элемент развязки с источником смещения, блок управления, измеритель и регистратор 2} .

K недостаткам известного устройства следует отнес.ти то, что оно не позволяет автоматически производить измерение добротности. Добротность можно опреде лить лишь по формуле, предварительно замерив параметры испытуемого варикана.

Бель предлагаемого изобретенияавтоматизапня нропесса измерения добротности варикапов.

Она достигается тем, что в измеритель введены вычислительное устройство, устройство вьщеления экстремума, источник изменяющегося напряжения, преобра зователь емкости в напряжение, дойолнительный образцовый варикал, ключ, элементы развязки и связи, причем ис точник изменяющегося напряжения соединен с блоком управления, через один элемент развязки с образцовым варнк ьпом измерительного контура, через другой элемент развязки с одним входом периодически подается изменяющееся HAпряжение. Иэ источника 11 напряжения смешения через элемент 14 развязки на испытуемый Варнкап задается уровень напряжения смешения, при котором ведется измерение его добротности. С высокочастотного генератора 18 через элемент 17 связи на контур поступает напряжение возбуждения. Также высокочастотное напряжение подается через элемент 16 связи на дополнительный образцовый варикап 23. На варикап 23 также синхронно подается через элемент

12 развязки с источника 3 изменяющееся напряжение.

С поступлением изменяющегося напряжения на варикап 22 происходит изменение его емкости с частотой подводимого напряжения.

Следовательно, с этой частотой изменяются и параметры измерительного контура 1 и в определенный момент он будет настроен в резонанс с частотой подводимого от генератора 18 высоко-: частотного напряжения. В это время на выходе измерительного контура 1 и на входе усилителя 10 появится импульс высокочастотног напряжения, так как напряжение на входе и выходе измерительного контура связаны известным соотноц ечием

02 01 О где 0 — высокочастотное напряжение на выходе измерительного контура, U — высокочастотное напряжение на входе измерительного контура, Q - добротность измерительного контура, то амплитуда импульсов высокочастотного напряжения будет зависеть от добротности измеряемого варикапа 24.

Напряжение с контура поступает через элемент 15 связи и услитель 10 на вход устройства 9 выделения экстремума.

Устройство 9 имеет два выхода, на одном из которых действует выделенное экстремальное напряжение, пропорциональное напряжению резонанса в контуре, а на другом — действует импульс нанряжения, соответствующий во времени моменту резонанса в контуре.

Емкость дополнительного образцового варикапа 23 с помощью преобразователя 4 преобразуется в напряжеиие. Это напряжение через ключ 5 поступает на вход измерительного прибора 6.

3 651272 преобразователя емкости в напряжение и дополнительным образцовым ваонкапом причем этот же вывод варикапа соединен через элемент связи с высокочастотным генератором, а другой вывод этого вариliana соедиисн с другим входом преоб раэователя емкости в напряжение, выход которого через ключ и измерительпый прибор соединен с вычислительным устройством, выход которого соединен 3Q с регистратором, а вход с первым выходом устройс-гва выделения экстремума, вход которого соединен с выходом усилителя, а второй выход - с управляющим входом ключа. f$

На чертеже показана схема предлагаемого измери мля.

Измеритель добротности варикапов содержит колебательный контур 1, блок

2 управления, источник 3 изменяющего 26 ся напряжения, преобразователь 4 емкости в напряжение, ключ 5, измерительньФ прибор 6, регистратор 7, вычислительное устройство 8, устройство выделения 9 экстремума усилитель 1G, ис- 2 точник 11 напряжения смещения, эле» менты 12, 13, 14 развязки, элементы

15, 16, 17 связи, высокочастотный генератор 18, индуктивность 19, емкости 20, 21, образцовые варикапы 22, 23. Испытуемый варикап 24. Барикапы

23 и 22 подобраны с идентичными вольт фарадными характеристиками.

Индуктивность 19, емкости 20, 21 и варикапы 22, 24 представляют собой колебательный контур. Элементы 15, 17 связи служат длч связи с контуром усилителя 10 и генератора 18. Элемент

16 связи служит для связи генератора с обр ацовым варикапом 23.

Элементы 12, 13 и 14 развязки служат для развязки источника 3 измен няющегося напряжения с контуром и образцовым варикапом 23, также источника 11 напряжения смешения с кон« туром. Блок 2 управления синхронизирует работу всего устройства.

Емкость и добротность контура с варикапом 22 известны. Значение емкости контура соответствует резонансу контура

50 без испытуемого варикапа 24, при $axсированном смещении на варикапе 22, Принцип работы устройства заключа ется в следующем.

С поступлением испытуемого варикапа на измерительные позиции, с источ.ника 3 изменяющегося напряжения через элемент 13 развязки на варикапы 22

f (Cga) и

f(c„>u ((-31 в

«;.=, 12

П()и наступлении ()езоца«3св е3 кО«Гтуре с выхода устройства э 9 поступит управ« ляющий потенциал на ключ 5, после чего он запретит поступление изменяющегося напряжения на вход измерительного прибора 6. Измерительный прибор вь?делит максимальное напряжение, поступившее «а его вход. Оно будет прямо пропорционально емкости вврикапы 23 в момент резонанса в контуре. Иапряже- 36 ние с измерительного прибора 6 поступает на вход вычислительного устройст ва 8,.на другой вход которого подается напряжение с устройства 9, пропорциональное напряжению резонанса в контуре. у

В вычислительном устройстве реализуются операции, описываемые выражением и

00= 4-0 Цв где 0(э, — напряжение на выходе вычислительного устройства, прямо пропорциональное добротности испытуемого ва риквпа, 11 напряжение, поступающее с в выхода измерительного прибора, прямо: пропорциональное емкости варикапв 23

О - напряжение, постуцакицее с выхода устройства 9.

К (22

39

С., где Q, - добротность контура без испытуемого вар, которая зависит от емкости вариквпа 22;

С1» емкость, соответству1ощая резонансу в контуре (co?ig<).

В формуле (1) за единицу принята максимальная добротность контура (те. добротность Гез испытуемого варикапа или Она же Q ). Учитывая то, что ло добротность контура Q 1 .)ависит От напряжения смещения на варикапе 22, для увеличения точности измерителя в вычислительное устройство можно ввести коррекцию. Так как 01 зависит от ем- as кости варикапа 22, т.е. И,(- f (С ) а характеристики варикапов 22 и 23 идентичные, то 4„= f (С ),{2).

Эту зависимость легко определить экспериментально. Вычислительное устрой- 50 ство 8 тогда должно содержать функциональный элемент, ревлизуюнц(й зависимость (2).

В этом случае в вы11исэ(ите««ьном устройстве реализуются операци)3, описывае- SS мые выражением

Где О,(- «1,1111>яже)11(О, соотвгтстпук)шее емкости кш(тура в момент резо)ганса « (э - нанряже«?ие прямо нропор

В це?о«10лы1ое емкосги ва«)ц((апа 23 в МОмент резо«(анса и контуре, 1 .Оррекция будет цо нужна в том слу«ве, если добротность варикяпа 22 будет з«(ачителыЕО больше добротности ис пытуемого варикала и рабочий учвсток

Ф вао«1ка««а 23 будет находитьс«1 в узком диапазоне его во1(ьтфарадной характерист««ки.

Иапряжение с выхода вь(числительного устройства поступает на вход регистрирующего устройства. Емкости 20 и

21 служат для разделения постоянных составляющих в контуре.

Формуле из Обретения

Измеритель добротности варикапов, содержащий колебательный контур, вкл«очаюIций Образцовый варика(3р соед«(нен ный чеоез элементы связи с высокочвстотным ri)««epoio и усилителем и через элемент развязки с источником напряженля смеше«пIЯ блок p ïра вл ения измеритель и регистратор, D т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью автоматизации процесса яз«лерепия, в него введены вычислительное устройство, устройство выделения экстремума, источник изменяющегося «Запря)хе«п«я, преобразовательь емкости в напряжение, дополнительный Образ«новый:дарикап, кл(оч, элементы развя:;"11 н связп, прнч =м блок

У11РВВЛЕНИЯ СОЕДИНЕН С НСТО11П(1(ОК3 И. »

МЕНЯЕОШЕГОСН Нано 11» >«I«III, «10!- О ) >I«1 t(OPOQ

Один зле?4(нт р)з1)язк«1 соед«п(е«! с Об разцовым BQpIIF; çë ç?3 измор««тель«1ог1) контура, через другой элема«тГ «)азвязк(1 соединен с одним входом преобразователя емкости в напряжение и дополнительным Образцовым варикапом, прячем этот же вывод варикапа соеди)ген через элемент связи с высокочастгтнь«м генератором, а другой вывод этого варикапа соединен с другим входом преоб рвзователя емкости в напряжение, вых)д которого через ключ и измерительный прибор соединен с вьг?ислихельным ус( рОЙСГВОМ вь«ход кото«ЗГ)ГО соед(1нен с регистратором, в вход с первым выходом устрDHcTBG вьшеления экстремума Бхоп коуорого соединен с вь«холом усилителя, а второй выход с уп(эавля«о«ним входа«1

K3IKPiG

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1..Авторское свидетельство СССР

%429375,кл.6 01 R,27/26, 09.02.72, 2. "Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений" под ред.

H. Н. Горюнова, М., Советское радио, 1968у с. 116-117»

Составитель В. Немцев

Редактор Б. Павлов Техред З. Чужик Корректор Л. Василина

3aiaa 798/42а ТиРаж 1089 Подписное

Ш4ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4