Устройство для визуального контроля характеристик полупроводниковых диодов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

1)951200 (61) Дополнительное к авт. сеид-еу (22) Заявлено 2 12.80 (21) 3224706/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 150882, Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 150882

1 М.g> з

G 01 R 31/26

Госуларственный комитет

СССР по лелам изобретений и открытий

153) УДК621. 382.

° 2(088.8) (72) Авторы изобретения

Фл, р

> i1ЕМ7щ. и кищ<„,ц Ц ТВ11 Д

А.В.Астахов и А.11.Шадрин (71) Заявитель

Опытно-конструкторское бюро приборов контроля и автоматики (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ

XAPAKTEPHCTHK ПОЛУПРОВОДНИКОВ61Х

ДИОДОВ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для наблюдения вольтамперных характеристик (BAX) полупроводниковых приборов с р — п-переходами, например диодов, и может быть использовано для определения по ним параметров приборов.

Известны устройства для визуального контроля характеристик полупроводниковых приборов.

Одно из известных устройств содержит генератор напряжения .специальной формы и источник выпрямленного сетевого напряжения, подключаемые к испытуемому прибору через коммутатор, осциллограф и токосъемный резистор в цепи испытуемого прибора (1 .

Характериограф может быть использован для наблюдения BAX как диодов, так и транзисторов, причем могут наблюдаться прямые и обратные ветви BAX приборов, с р — и-переходами. Однако точное определение параметров прибо-. ров по BAX затруднено, так как калибровка масштабов по осям координат осциллографа производится с помощью масштабной сетки и блока калибровки с большой погрешностью.

Другим известным устройством является характериограф, содержащий источник напряжения специальной формы, 5 блок модуляции яркости луча осциллографа и цепь формирования BAX. Ha экране осциллографа наблюдается BAX исследуемого прибОра в виде точек (21.

К недостаткам этого устройства также относится отсутствие воэможности калибровки характерных точек BAX исследуемого прибора.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для визуального контроля характеристик полупроводниковых диодов, содержащее источник напряжения, соединенный со входом горизонтального отклонения осциллографа непосредственно, à со входом вертикального отклонения, к которому подключен токосъемный резистор, — через испытуеьый диод (31.

На экране осциллографа наблюдается BAX прибора. Однако характериограф не позволяет определить координаты характерных точек BAX диодов, например, напряжение лавинного пробоя или прямое напряжение диода при за-ЗО данном уровне тока.

951200

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения разбраковки исследуемых диодов по одному из параметров ВАХ.

Поставленная цель достигается 5 тем, что в устройство для визуального контроля характеристик полупроводниковых диодов, содержащее осциллограф, источник напряжения, соединенный со входом горизонтального отклонения 10 осциллографа и с клеммой для подключения анода испытуемого диода, клемма для подключения катода которого подсоединена к входу вертикального отклонения осциллографа и первому 15 выводу токосъемного резистора, соединенного вторым выводом .с общей шиной, введены два амплитудных дискриминатора, элемент совпадения и два одновибратора, а осциллограф снабжен модулятором яркости луча, причем вход первого амплитудного дискриминатора подключен ко входу горизонтального отклонения осциллог-. раФа, а его выход — к одному из входов элемента совпадения, второй вход которого соединен со входом вертикального отклонения осциллографа через последовательно включенные другой амплитудный дискриминатор и первый одновибратор, а его выход— через второй одновибратор со входом модулятора яркости осциллографа.

На фиг.1 представлена функциональная схема предложенного устройства; на фиг.2 — временная диаграм- 35 ма напряжений узлов устройстйа; на фиг.3 - осциллограмма обратной ветви

ВАХ исследуемого диода.

Устройство содержит источник 1 напряжения, соединенный с входом 40 усилителя Х осциллографа 2 непосредственно, а с входом усилителя У и токосъемным резистором 3 — через исследуемый диод 4. Вход первого амплитудного дискриминатора 5 соеди-. 45 нен с входом усилителя Х осциллогра фа 2, а вход второго амплитудного дискриминатора б — с входом усилителя У. Выход амплитудного дискриминатора б через первый одновибратор

7 подключен к первому входу элемента

8 совпадения, второй вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора 5, Выход элемента совпадения 8. через второй одновибратор 9 подключен к модулятору яркости луча осциллографа 2.

Работа устройства иллюстрируется временными диаграммами напряжений, приведенными на фиг.2: а — напряжение .на входе усилителя

Х осциллографа 2;

5 — напряжение на входе усилителя

У осциллографа 2; е — напряжение на выходе амплитудного дискриминатора 5; 65 ъ — напряжение на выходе одновиб- ратора 7; напряжение на выходе элемента

8 совпадения;

U О, — пороги срабатывания амплитудных дискриминаторов соответственно 5 и б.

Сплошной линией изображены диаграммы, соответствующие годному диоду, у которого напряжение лавинного пробоя при заданном уровне обратного тока, задаваемого с помощью дискриминатора б, больше нормы, задаваемой с помощью дискриминатора 5. Бракованному диоду соответствуют диаграммы (фиг.2б,г), изображенные пунктирной линией.

Обратная ветвь ВАХ исследуемого диода 4, наблюдаемая на экране осциллографа 2, представлена на фиг.3. Кривая 10 соответствует диоду, годному по напряжению лавинного пробоя при заданном уровне обратного тока

Д,3 . Свидетельствует об этом яркостная метка на BAX диода, соотв-..тствующая току 3 . Кривая 11 соответствует бракованному диоду (метка отсутствует). Напряжение является порогом разбраковки.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 напряжения вырабатывает однополупериодное синусоидальное напряжение отрицательной полярности, которое поступает на вход усилителя Х осциллографа 2, вход амплитудного дискриминатора 5 и анод исследуемого диода 4 ° Напряжение с реэистора 3, соответствующее току, протекающему через исследуемый диод 4, поступает на вход усилителя У- осциллографа 2 и вход амплитудного дискриминатора б. На экране осциллогафа

2 наблюдается обратная ветвь ВАХ исследуемого диода 4. Когда величина напряжения на входе амплитудного дискриминатора 5 достигнет его порога срабатывания U8>, соответствующего напряжению U íà BAX диода, амплитудный дискриминатор 5 срабатывает, и на его выходе появляется прямоугольный импульс. Длительность импульса определяется временем, в течение которого напряжение на входе амплитудного дискриминатора 5 превышает его порог срабатывания. Аналогично работает и амплитудный дискриминатор б, порог срабатывания которого О 6 соответствует току 3 на ВАХ исследуемого диода 4. По переднему фронту выходного импульса амплитудного дискриминатора б срабатывает одновибратор 7 ° На его выходе появляется короткий прямоугольный импульс, длительность которого определяет погрешность измерения (так как за время

его действия напряжение на исследуемом диоде 4 успевает возрасти), и

951200 ориентировочно определяется по формуле

30 где ь — длительность импульса одно5 вибратора 7;

d — погрешность измерения напряжения лавинного пробоя,Ъ;

Т вЂ” длительность импульса источника напряжения, 10

Импульсы с выходов амплитудного дискриминатора 5 и одновибратора 7 поступают на входы элемента 8 совпадения, который вырабатывает импульс длительностью, равной времени сов- 15 падения входных импульсов. Последнее происходит в том случае, если сначала работает амплитудный дискриминатор 5, а затем амплитудный дискриминатор 6, т.е. напряжение лавинного пробоя диода достигает значения UB при уровне обратного тока меньшем, чем 3> (фиг.3); И наоборот, совпадение не происходит, если сначала сработает амплитудный дискриминатор 6, т.е. напряжение лавинного пробоя диода достигает значения U при уровне тока большем, чем J . Выходной импульс элемента

8 совпадения запускает одновибратор 9, импульс которого управляет модулятором яркости луча осциллографа 2. Длительность импульса одновибратора 9 определяет величину яркостной метки íà BAX диода.

При смене полярности источника 1 напряжения и порогов срабатывания амплитудных дискриминаторов 5 и 6 наряду с наблюдением прямой ветви

BAX исследуемого диода 4 можно вести раэбраковку по прямому напряжению диода при заданном уровне прямого тока.

Для разбраковки по значению тока при заданном уровне напряжения необходимо выход амплитудного дискрими- 45 натора 6 соединить с входом элемента 8 совпадения непосредственно, а выход амплитудного дискриминатора 5 через одновибратор 7.

Таким образом, с помощью данного 50 устройства, наряду с BAX исследуемого диода можно визуально определять принадлежность диода к тому или иному классу по проверяемому параметру благодаря наличию яркостной метки, местоположение которой соответствует выбран ному уровню другого параметра

BAX. Использование данного устройства упрощает процесс измерений— повышает его производительность, поскольку отпадает необходимость в дополнительных измерениях параметров диодов.

Формула изобретения

Устройство для визуального контроля характеристик полупроводниковых диодов, содержащее осциллограф, источник напряжения, соединенный с входом горизонтального отклонения осциллографа и с клеммой для подключения анода испытуемого диода, клемма для подключения катода которого подсоединена к входу вертикального отклонения осциллографа и первому выводу токосъемного резистора, соединенному вторым выводом с общей шиной, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два амплитудных дискриминатора, элемент совпадения и два одновибратора, а осциллограф снабжен модулятором яркости луча, причем вход первого амплитудного дискриминатора подключен к входу горизонтального отклонения осциллографа, а его выход — к одному из входов элемента совпадения, второй вход которого соединен с входом вертикального отклонения осциллографа через последовательно включенные другой амплитудный дискриминатор и первый одновибратор, а его выход через второй одновибратор— с входом модулятора яркости осциллографа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертйзе

1. Аронов В.II. и др. Испытание и исследование полупроводниковых приборов. М., "Высшая школа", 1975, с.58-60.

2. Патент США 9 3.264.563, кл.324-158:, 1972.

3. Fraceur de courbes caracteristiques - "Вад(о р1ans" 1979, 9 378, р.45-50 (прототип).

951200

Составитель Ю.Брыэгалов

Техред Ж.Кастелевич Корректор С.Шекмар

Редактор М.Дылын

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 5939/50 Тираж 717 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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