Устройство для определения волтамперных характеристик переключающих элементов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

С оциалистических

Республик (н)763822

++ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250978 (21) 2672049/18-25 с присоединением заявки !о (23) Приоритет

Опубликовано 1509,80. Бюллетень !9 34

Дата опубликования описания 15.0980 (51)М. К .

G 01 R 31/26

Государственный комитег

СССР по делам и к>бретений н открытий (53) УДК 621. 382. 2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Ю. Гружинскис и С.З Балявичюс (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики полупроводников AH Литовской CCP (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬТ вЂ” АМПЕРНЫК

ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕКЛЮЧАЮ!1!ИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для исследования переключающих элементов. 5

Известно устройство для исследования вольт-амперных характеристик полупроводниковых материалов, содержащее генератор, ртутное реле, коаксиальную измерительную линию, резистивный зонд, стробоскопический осциллограф и двухкоординатный само-. писец )1) .

Недостаток известного устройства заключается в трудоемкости и длительности измерений и отсутствии возможности измерения вольт-амперных характеристик низкоомного состояния переключающих элементов при постоянной амплитуде переключающего импульса.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности является. устройство для определения вольт-амперных характеристик переключающих 25 элементов, содержащее последовательнс соединенные генератор, ртутное реле, коаксиальную измерительную линию, вход которой через ограничитель тока соединен с входом синхронизации двух 30 стробоскопических осциллографов, к выходам которых подключена аналоговая вычислительная машина,. соединенная с двухкоорцинатным самописцем, линию з адержки и два рез ис — è вных з онда, введенных в коаксиальную измерительную линию (2) .

Однако это устройство нельзя использовать для определения харак— теристик низкоомного состояния пере— ключающих элементов при постоянной амплитуде переключающе го импульса, потому;то для определения вольтампернай характеристики при помощи указанного устройства необходимо менять амплитуду переключающего импульса, подаваемого на образец.

Как известно, многие параметры (время задержкч, время переключения, сопротивление низкоомного состояния) переключающих элементов (например, на основе аморфных и стеклообразных полупроводников) зависят от амплитуды и формы переключающего импульса. Следовательно, для однозначного определения параметров элемента, например его сопротивления в низкоомном состоянии, необходима определение вольт-амперной харак763822 теристики проводить при постоянных условиях, т.е. напряжение переключения не должно меняться.

Цель изобретения — увеличение типов исследуемых элементов за счет обеспечения измерения вольтамперной характеристики низкоомного состояния переключающих элементов при постоянстве переключающего напряжения.

Это достигается тем, что в устройство для исследования вольт-амперных характеристик полупроводниковых материалов введены дополнительные зонды и переменный резистор, причем два.входа одного стробоскопического осциллографа соединены дополнительными зондами, включенными параллельно исследуемому элементу,а два входа второго стробоскопического осциллографа подключены к двум другим зондам, один непосредственно, а другой через линию задержкИ.

Схема устройства для исследования вольт-амперных характеристик переключающих элементов пока" àíà на чертеже 25

Устройство состоит из генератора

1, ртутного реле 2, коаксиальной измерительной линии 3, ограничителя тока 4,. стробоскопических,осциллографов 5 и 6, резистивных зондов 7,8,9 и 10, линии задержки 11, переменного резистора 12, аналоговой вычислительной машины 13 и двухкоординатного самописца 14. Генератор 1 соединен с ртутным реле 2, к которому подсоединена измерительная коаксиальная линия 3 с ответвлением для синхроимпульса, подаваемого через ограничитель тока 4 во входы синхронизации стробоскопических осциллографов 5 и 6. В измерительную коаксиальную линию 3, конец которой закорочен переменным резистором 12, введены резистивные зонды 7,8,9,10.

Зонды 7 и 8 расположены между ответвлением для синхронизации и переменным резистором 12 на расстоянии

Ъ C7 (? — длительность импульса, С скорость света) от резистора 12.

Один из них 7 через линию задержки

11 подключен к входу А стробоскопического осциллографа 6, а второй. подключен прямо к входу B того же осциллографа 6. Зонд 9 расположен между зондами 7 и 8, переменным резистором 12 и подключен к входу ,стробоскопического осциллографа .

Между зондом 9 и переменным резистором 12 введен зонд 10, который соединен с входом A осциллографа 5.

Аналоговые выходы стробоскопических осциллографов 5 и 6 соединены со вхо- 6О дами аналоговой вычислительной машины 13, к выходу которой подсоединен двухкоординатный самописец 14. Исследуемый образец располагается в измерительной коаксиальной линии 3между зондами 9 и 10 таким образом, чтобы его масса имела контакт с центральным проводником линии, а с внешним проводником контакт осуществлялся через последовательно подсоединенный переменный резистор 12.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемым образцом с последовательно подсоединенным переменным резистором 12 закорачивается коаксйальная линия 3. Наносекундный импульс, сформированный ртутным реле

2, создает электрическое поле в образце и резисторе 12. Падающий на образец импульс (U ) регистрируется зондом 7, установленным на расстоянии «(С /2 от образца, где — длина импульса, с — скорость света, и через линию задержки 11 подается на вход В стробоскопического осциллографа 6. Отраженный от системы образец — резистор импульс

iU p, ) регистрируется зондом 8 и подается на вход А того же осциллографа. При помощи линии задержки

11 оба сигнала совмещаются во времени. Осциллограф 6 работает в дифференциальном режиме, поэтому аналоговый сигнал ° на выходе пропорционален разнице U -U >,, что эквивалентно току через систему образец — резистор.

На аналоговом выходе стробоскопического осциллографа 5 сигнал будет пропорционален напряжению на образце, потому что этот осциллограф тоже работает в дифференциальном режиме, а сигнал, регистрируемый зондом 9, пропорционален напряжению на системе образец-резистор, а зондом

10 — напряжению на резисторе. Разница этих сигналов будет эквивалентна напряжению на образце.

Определение вольт-амперной характеристики низкоомного состояния переключающих элементов при постоянной амплитуде переключающего импульса производится плавным изменением величины переменного резистора 12.

Максимальная величина переменного резистора подобрана так, чтобы не вызвать заметного перераспределения напряжения между ним и образцом в высокоомном состоянии.

Так как сопротивление переключающего элемента:в высокоомном состоянии обычно составляет несколько сот килоом, то переменный резистор порядка нескольких килоом вполне подходящий. В низкоомном состоянии сопротивление образца составляет несколько десятков Ом. Поэтому, меняя сопротивление переменного резистора от нескольких килоом до нуля, можно в широких пределах изменять ток через образец в низкоомном состоянии, практически не меняя амплитуды переключающего импульса.

76,3822

Формула изобретения

Составитель В. Hemea

Редактор T. Нечаева Техред T.Ìàòî÷êà Корректор,С. Шекмар

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6274/39

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

Описываемое устройство расширивает информативность известного, позволяя определять вольт-амперные характеристики переключающих элементов при постоянной амплитуде переключающего импульса. При помощи такого устройства можно достаточно быстро (в течение нескольких минут) опредепить вольт-амперную характеристику низкоомного состояния переключающих элементов. Это позволяет установить оптимальные параметры (длительность и амплитуду) переключающего импульса, при которых джоулевый разогрев элемента не превышает допустимого уровня, что способствует нахождению оптимальных условий работы прибора и увеличивает его стабильность и долговечность.

Устройство для определения вольт- . амнерных характеристик переключающих элементов, содержащее последовательно соединенные генератор, ртутное реле, коаксиальную измерительную линию, вход которой через ограничитель тока соединен с входами синхронизации двух стробоскопических осциллографов, к выходам которых подключена аналоговая вычислительная машина, соединенная с двухкоординатным самописцем, пинию задержки, два резистивных зонда, введенных в коаксиальную измерительную линию, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения типов исследуемых элементов, в коаксиальную измерительную линию введены дополнительные зонды и переменный резистор, причем два входа одного стробоскопического осциллографа соединены с дополнительными зондами, включенными параллельно исследуемому элементу, а два входа другого стробоскопического осциллографа подключены к двум другим резистивным зондам — один непосредственно, а другой через линию задержки 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Jan tsch W Meinr(ch И. Revue

Sci en t Instrumen t 41, 1970, 228, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 543886, кл. 6 01 8 27/00, 1975 (прототип).