Устройство для регистрации статического коэффициента передачи тока транзистора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТ НИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ %ТЕДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено Об . 01. 78 (21) 2566 29 1/18-25 (51) М. Кл.

G 01 R 31/26 с присоединением заявки HP— (23) Г1риоритет

Государственный комитет

СССР гго делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.07,80. Бюллетень Мо 26

Дата опубликования описания 150780 (S3) ПЖ б 21. 382 . 2 (088,8) (72) Авторы изобретения

Г.Г.Усачев, К.Н.Лебедев и А.Н.Сыромятников (71) Заявитель (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ СТАТИЧЕСКОГО

КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ТОКА ТРАНВИСТОРА

/

4

Изобретение относится к электронной промышленности и может быть использовано для измерения параметров полупроводниковых приборов, в частности для регистрации изменений параметров транзисторов под действием различных дестабилизирунших факторов.

Известны устройства для измерения статического коэффициента передачи тока транзистора, содержашее источник импульсного напряжения, источник постоянного напряжения, эмиттерное сопротивление, базовое сопротивление, усилители и регистрирунхггее 15 устройство и обеспечиваюшие измере..ние параметров транзисторов в импульсном режиме Я .

Однако известные устройства об- 20 ладают малой точностью, так как при воздействии различных дестабилиэирукиаих факторов, например, температуры, ионизирукшего излучения и т.д., через базовое сопротивление кроме тока базы протекает неуправляемый обратный ток коллектора, сравнимый по величине с базовым током и вносяший большую погрешность в измерения параметров на.малом сигнале.

Наиболее близким к данному изобретению техническим решением является устройство, которое содержит генератор импульсного напряжения с резистором, подключенным к эмиттеру испытуемого транзистора, генератор постоянного напряжения, подключенный к его коллектору, операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи, подключенный к базе транзистора, ключ, запоминающий конденсатор, схему управления и регистратор 12) .

Для ускорения заряда запоминанхггего конденсатора малым по величине обратным током коллектора ключ обычно замкнут и размггкается перед началом импульса эмиттерного тока.

Благодаря перезаряду запоминаюшего конденсатора прямым базовым током на нем производится вычитание из обшего базового тока значения неуправляемого обратного тока коллектора и запоминание напряжения, пропорционального статическому коэффициенту передачи тока, Недостатком известного устройстsa является низкое быстродействие, определяемое тем, что ток базы, вызванный импульсно током эмитте.3

748302 ра, имеет переходный процесс со значительными выбросами. Особенно это относится к высокочастотным транзисторам. Для обеспечения удовлетворИтельной точности регистрации коэффициента передачи тока величину емкости запоминающего конденсатора выбирают достаточно большой для интегрирования выбросов тока, а период следования токовых импульсов - много больше времени Переходного процесса в базе транзистора.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено вторым ключом с запоминающим конденсатором и дифференциальйым усилителем, при- чем входы ключей соединены с выходом операционного усилителя, выходы ключей — с дифференциальным усилителем, выход которого подключен к регистратору, входы — к эапомина»ющим конденсаторам, а схема уп""равления выполнена»в виде двух це пей из последовательно соединенных дифференцирующей цепочки, одновибРатора и двух логических элементов в каждой, причем входы цепей подключены к выходу генератора импульсного найряжения, выход первой цейи сое- динен с управляющим электродом одного ключа через пятый логический элемент, выход второй цепи подклю че»й "к»пе»живому входу" шестого-"логй-чеЬкогО элемента, второй вход: котоРЬго связан с выходом генератора импульсного напряжения через седьмой логический элемент, а выход соединен с управляющим электродом другого ключа через восьмой логический элемент.

Описываемое устройство позволяет запомнить значения тока базы транзистбра йа одном запоминающем кон- денсаторе, а значение обратного тока .коллектора - на другом, и после вычитания напряжения дифференциальным усилителем получить напряжение, пропорциональное T.Ь, Е,к 4.4, гдето. амплитуда импульсов тока эммитера, - 4е- статический коэффициент передачи тока эммитера,:из которого лег " ico определяется и регистрируется 24 К.

На Фиг. 1 представлена блок-схема устройства на Фиг. 2 — Форма импульсов базового тока испытуемого транзистора; на Фиг. 3 — временные диаграммы токов и напряжений, поясиякицие работу устройства. . Устройство содержит испытуемый транзистор l генератор 2 постоян,ного иапряжейия, эмиттерный реэйс-. тор 3, генератор 4 импульсного напряженйя операционный усилитель 5 с резистором 6 в цепи отрицательной" обратной связи, аналоговые ключи.

7 и 8," запоминающие конденсаторы 9

40 и 10, дифференциальный усилитель

11, регистратор 12, схему 13 управления ключами, которая состоит нз двух цепей, содержащих одновибраторы 14 и 15, дифференцирующие цепочки 16 и 17и восемь логических элементов И-НЕ 18 — 25.

Устройство работает следующим образом.

Генератор импульсного напряжения через резистор 3 задает импульсный эмиттерный ток. Генератор постоянного напряжения 2 задает постоянное напряжение на коллекторе испытуемого транзистора 1, благодаря чему в базе транзистора возникает импульсный ток 1„ (t), форма которого приведена на фиг. 2.

Операционный усилитель 5 с резистором в цепи обратной связи б,преобразует базовый ток в напряжение. Импульсы генератора импульсного напряжения 4 поступают на схему управления ключами, где с помощью дифференцирующих цепочек 16 и 17 и трех логических, элементов И-НЕ 18, 19, 21 включаются одновибраторы 14 и 15

Импульсы одновибраторов с помощью четвертого и пятого логических элементов 20 и 22 в здной цепи .преобразуются в импульсы управления ключом

7, а,с помощью шестого 23, седьмого

24 и восьмого 25 логических элементов во второй цепи — в импульсы управления Щ)угим ключом 8 (см, временные диаграммы О„и 0 на фиг. 3), Время выдержки одновибраторов выбирают равным времени переходного процесса t< а длительность импульсов управления ключами ы и

И,1 получается равной (+о -t ),êàê показано на фиг. 2. Импульсы 0„()и

Uq(%) поступают на управляющие вхоДы ключей 7 и 8, через которые осуществляется заряд конденсаторов 9 и 10.

Один конденсатор заряжается до напряжения," пропорционального величине тока в базе транзистора, а второй— значению обратного тока коллектора.

Так как поЬтоянйая времени разряда конденсаторов определяется входным сопротивлением дифференциального усилителя ll которое достаточно велйко, то напряжения на конденсаторах остаются неизменными в промежутках между импульсами и, следовательно, остаются пропорциональными току в базе транзистора (I ) и обратному току коллектора () соответственно.

Поскольку в устройстве .исклю- чено влияние выбросов тока базы во время переходного процесса при включений и выключении транзистора на заряд конденсаторов 7 и 8, эти конденсаторы уже не должйы выполнять pofIb интеграторов выбросов тока, а несут на себе Функции интегрирования установившихся зйачений токов Т„ и

748302

5 ""

%® и запоминания напряжений, пропорциональных этим токам. Поэтому величина емкости этих конденсаторов может быть выбрана значительно меньше, чем в известном устройстве, сок» рашается период следования токовых импульсов и увеличивается быстродействие устройства.

После вычитания в дифференциальном усилителе 11 на регистрируюший прибор поступает напряжение, пропор циональное разности 18 1cso е /(п )Е 4), no которому и осушествляют регистрацию изменений параметра.

Данное устройство может быть использовано для исследования изменений параметров полупроводниковых приборов под действием дестабилизирувших факторов, имеюших малое время воздействия, Кроме того, устройство может быть использовано для автоматического контроля параметров полупроводниковых приборов при крупносерийном производстве, где сушественную роль играет скорость измерения параметров.

Время измерения одного параметра в данном устройстве может быть снижено до единиц мкс по сравнению с единицами мс для известных устройств,т,е, на несколько порядков, Формула изобретения

Усщойство для регистрации статического коэффициента передачи тока транзистора, содержашее генератор импульсного напряжения с резистором, подключенным к эмиттеру испытуемого транзистора, генератор пос тоянного напряжения, подключенный к его коллектору, операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи, подключенный к базе транзистора, ключ, запоминаюший конденсатор, схему управления и регистратор, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство снабжено вторым ключом с запоминаюшим конденсатором и дифференци-альным усилителем, причем входы ключей соединены с выходом операционного усилителя, выходы ключей— с дифференциальным усилителем, выход которого подключен к регистратору, входы — к запоминаюшим конденсаторам, а схема управления выполнена в виде двух цепей иэ последо,вательно соедийенных дифференцирующей цепочки, одновибратора и двух логических элементов в каждой, причем входы цепей подключены к выхо20 ду генератора импульсного напряжения, выход первой цепи соединен с управляюшим электродом одного ключа через пятый логический элемент, выход второй цепи подключен к первому

25 входу шестого логического элемента, второй вход которого связан с выходом генератора импульсного напряжения через седьмой логический элемент, а выход соединен с управля3О юшим электродом другого ключа через восьмой логический элемент.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе 3g 1. Авторское свидетельство СССР

Р 347700, кл. Ci 01 R 31/26, 1972.

2. Каплан Г.Д. и др. Измерение статических параметров транзисторов при автоматическом контроле. Измерительная техника, 1977, 91 с. 66-68 (прототип) .

748302

Составитель Ю.Брызгалов

Редактор Н.Горват Техред A. Щепанская . Корректор С.Шекмар

»»»»» »»»»»»Ъ °

Заказ 4352/11 Тираж 1019 Подрисйое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

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

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