Устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву —(22) Заявлено 08.04. 81 (21) 3270387/18-21 ($$) М. Ку1.з

G 01 R 31/26 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР

А0 делам нзобретеиий н открытий

Опубликовано 3001.83. Бюллетень М4 (331 УДК 621. 382

3 (088. 8,}

Дата опубликования описания 3001.83 (72) Автор. изобретения

П.П. Тарвид (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКОГО

КОЭ<ЮИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ТОКА ТРАНЗИСТОРОВ

Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике и может быть использовано при разработке автомати-. зированных систем для измерения ста5 тических параметров транзисторов.

Известно устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов, содержащее источник задания режима, токосъемный резистор в цепи базы подключенный к нему усилитель, к выходу которого подключена цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора и ключа, амплитудно-временной преобразователь и счетчик (1 ).

Однако в этом устройстве падение напряжения на токосъемном резисторе при большом диапазоне задания тока— эмиттера .(порядка от единиц микроампер до единиц ампер ), не позволяет получать высокую точность задания режима, а амплитудно-временной преоб разователь не обеспечивает высокого быстродействия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения статическо. го оэффициента передачи тока транзисторов, содержащее генератор импульсов тока, источник коллекторного напряжения, операционный усилитель с управляемой цепью обратной связи, вход которого соединен с базой измеряемого транзистора, селектор тока эмиттера, выход которого соединен с цепью обратной связи опера ционного усилителя, алгебраический инвертор и цифровой индикатор (2).

К недостаткам известного устройства относятся невозможность обеспечения высокого быстродействия (порядка единиц и десятков микросекунд), так как цифровой отсчет значения коэффициента передачи тока и выбор диапазона измерения выдутся во время действия импульсов тока эмиттера, а также недостаточная точность измерения, так как для высокоточных цифро вых вольтметров время измерения составляет порядка единиц и даже десят ков миллисекунд и возможен нагрев испытуемых транзисторов.

Кроме того, известное устройство не учитывает влияния неуправляемого тока базы (1кв на результат измерения, что снижает точность измерения, особенно на малых величинах тока эмиттера.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерения., 993173

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов, содержащее управляемый генератор тока эмиттера, соециненный с клеммой для подключения миттера транзистора, источник коллекторного напряжения, соединенный с клеммой для подключения коллектора транзистора, операционный усилитель с управляемой цепью обратной связи, вход которого соединен с клеммой для подключения базы транзистора, селектор тока эмиттера, подключенный к управляющим входам генератора тока эмиттера и управляемой цепи 15 обратной связи, алгебраический инвер тор, выход которого соединен с цифровым индикатором, введены последовательно соединенные запоминающий конденсатор и ключ, схема управления, 2О блок пуска, схема выборки и хранения, вход которой подключен к ключу и первой обкладке запоминающего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с выходом операцис. ного 25 усилителя, выход схемы выборки и хранения соединен с входЬм алгебраического инвертора, управляющий вход схемы выборки и хранения соединен с первым выходом схемы управления, а управляющий вход ключа подключен к второму выходу схемы управления, третий выход которой соединен с входом источника тока змиттера, а вход — с блоком пуска. 35

Схема управления выполнена на трех одновибраторах и триггере, причем вход первого одновибратора подключен к входу схемы управления и сбросовому входу триггера, выход — к входам второго и третьего одновибраторов и второму выходу схемы управ ления, выход второго одновибратора подключен к третьему выходу схемы управления, а выход третьего одновибратора соединен с установочным 45 входом триггера, выход которого подключен к первому выходу схемы управления.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов; на фиг..2 — временная диаграмма работы элементов устройства для одного периода измерения.

Устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов содержит клеммы для подключения эмиттера 1, базы 2, и коллектора 3 транзистора, селектор 4 тока эмиттера, управляемый генера- 6Î тор 5 тока эмиттера, источник 6 коллекторного напряжения, операционный усилитель 7 с управляемой цепью 8 об ратной связи, запоминающий конденсатор 9, ключ 10, схему 11 выборки 65 и хранения, схему 12 алгебраической инверсии, цифровой индикатор 13, схему 14 управления, состоящую из первого одновибратара 15, второго од. новибратора 16, третьего одновибратора 17 и триггера 18, блок 19 пуска и измеряемый транзистор.

Блок 19 пуска выдает импульс 20, первый одновибратор 15 — импульс 21, второй одновибратор 16 — импульс 22, третий одновибратор 17 - импульс 23, на выходе триггера 18 возникает напряжение 24.

Вход операционного усилителя 7 соединен.с клеммой для подключения базы измеряемого транзистора, а его выход подключен к цепи последовательно соединенных запоминающего кон денсатора .9 и ключа 10, к точке соединения которых присоединен вход схемы 11 выборки и хранения, выход которой соединен с алгебраическим инвертором (схемой алгебраической инверсии } 12. Селектор 4 тока эмитте ра соединен с генератором 5 тока эмиттера и с управляемой цепью 8 обратной связи операционного усилителя 7. Вход первого одновибратора

15 подключен к блоку 19 пуска, а его выход — к входам второго одновибратора 16 и третьего одновибратора 17 и управляющему входу ключа 10.

Выход второго одновибратора 16 подключен к управляющему входу генератора 5 тока эмиттера, выход третье. го одновибратора 17 соединен с установочным входом триггера 18, выход которого подключен к управляющему входу схемы 11 выборки и хранения, а сбросовый вход триггера 18 соединен с блоком 19 пуска.

Устройство работает следующим образом.

Блок 19 пуска выдает импульс 20 пуска, который запускает первый одно вибратор 15, включающий ключ 10.

При этом на коллектор измеряемого транзистЬра подается напряжение, ток эмиттера отсутствует, и в цепи базы транзистора протекает обратный .ток перехода коллектор - база 1,, который преобразуется операционным усилителем 7 в выходное напряжение

UО.„.1, равное оя 1кго "ос С 2 где Йоc - величина сопротивления управляемся цепи обратной связи. До этого напряжения(цо д заряжается запоминающий конденсатор 9 через ключ 10.

По заднему фронту первого одно-. вибратора 15 запускается второй одновибратор 16 и третий одновибратор 17. Второй одновибратор 16 вклю чает управляемый генератор 5 тока эмиттера, который задает в эмиттер измеряемого транзистора ток э, уста

-- 9М17З

Формула изобретения

U = — (e) 4

Энь" 1+ ыо новленный селектором 4 тока эмиттера. При этом в базе измеряемого траи< зистора течет ток, представляющий собой сумму уиравляемого тока базы и тока 1кбо т е

I6 + I (2) Ъэ

\ где — коэффициент передачи тока транзйстора, и, соответственно, на выходе операционного усилителя уста- навливается напряжение U „

U =i g = †+IK6ok ñ- ( Жор оу - в oc,, кво

Так как ключ 10 во время действия тока 1 разомкнут, то к входу схемы выборки и хранения приложено напряжение О равное напряжению на выходе операционного усилителя 7 20 за вычетом напряжения на запоминающем конденсаторе 9, т. е.

О в (о - (оя "25

= эо + э ос

%%49+3 ЧкбоКос кеоКос= % Ч (4) Так в это время схема 10 выборки и хранения находится в режиме выборки З0 то это же напряжение устанавливает,ся на выходе схемы 11 выборки и хранения.

По заднему фронту импульса 23 третьего одновибратора 17, который короче импульса второго одновибратора 16, включается триггер 18, переклю чая схему 11 выборки и хранения в режим хранения, в котором схема запоминает установившееся значение напряжения

Таким образом, .выходное напряжение45 схемы выборки и хранения прямо пропорционально установленному току эмиттера и обратно пропорциональйо измеряемой величине 1 + 5><9 при . этом обратный ток перехода коллектор- 50 база не влияет на результат измерения. Выходное напряжение сохраняется до прихода -.следующего пуска.

Поскольку селектор 4. тока эмиттера задающий ток эмиттера в цифровом коде,, одновременно соединен с цепью

9 управляемой обратной связи, сос«тоящей из резисторов, взвешенных в том же цифровом коде, то произведение

1..Коовсегда поддерживается постояинйм йезависимо от задаваемого тока эмиттера, например, равным единице, т.. е.

Иапряжение на выходе ахеьм 12 алгебраической инверсии и, следовательно, на входе цифрового индикатора 13(о.у„)обратно пропорционально входному току, т. е.

Фц.= .И 1У4

Таким образом, в перерыве между импульсами тока эмиттера цифровой вольтметр измеряет напряжение, которое численно равно или пропорциональ но измеряемой величине коэффициента передачи тока транзистора.

В предлагаемом устройстве ддя измерения статического коэффициента усиления по тоху транзисторов достигается значительно более высокое быстродействие по сравнению с извест. ными устройствами, так как предлагаемое устройство позволяет производить непосредственное измерение значения статического коэффициента передачи тока эа время действия одного импульса тока эмиттера, длительность которого может составлять единицы микросекунд, при этом информация о величине коэффициента переда чи может регистрироваться в паузе между измерениями, например в момент коммутации или подключения другого транзистора, что позволяет эффективно применять устройство в автоматических системах контроля.

Кроме того, устройство обеспечивает высокую точность измерения при большом диапазоне задания тока эмиттера (от единиц микроампер до десятков ампер, так как, с одной стороны, исключается влияние обратного тока коллектора на результат измерения, а с другой стороны, из"за малой дли,тельности импульсов устраняется нагрев транзистора в процессе измерения.

1. Устройство для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов, содержащее управляемый генератор тока эмиттера, соединенный с клеммой для подключения эмиттера транзистора, источник коллекторного напряжения, соединенный с клеммой для подключения коллектора транзистора, операционный усилитель с управляемой цепью обратной связи, вход которого соединен с клеммой для подключения базы транзистора, селектор тока змиттера„ подключенный к управляющим входам генератора, тоха эмнттера и управляемой цепи обратной связи, алгебраический инвертор, выход которого соединен с цифровым индикатором, отличающееся тем, что, с целью повьыения точности и быстро-.

993173 иеистг>ия измерения, в него введены .>о .лел»вительно соединенные запомичаюкгии конденсатор и ключ, схема управления, блок пуска, схема выборки и хранения, вход которой подключен к клк>чу и первой обкладке запоминаюIl,c го конденсатора, вторая обкладка которого соединена с выходом операционного усилителя, выход схемы выборки и хранения соединен с входом алгебраического инвертора, управляющий вход схемы выборки и хранения

<оединен с первым выходом схемы управления, а управляющий вход ключа подключен к второму выходу схемы упранления, третий выход которой сое-. динен с входом. источника тока эмиттерл, а вход — с блоком пуска.

2. Устройствг> по п. 1, о т л ил ю щ е p. c я тем, что схема управления выполнена на трех одновибраторах и триггере, причем вход первого одновибратора подключен к входу схемы управления и сбросовому входу триггера, выход — к входам второго и третьего одновибраторов и второму выходу схемы управления, выход второго одновибратора подключен к третьему выходу схемы управления, а выход третьего одновибратора соеди10 нен с установочным входом триггера, выход которого подключен к первому выходу схемы управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

t5 1. Авторское свидетельство СССР

9 594466 кл. G 01 R 31/26, 25.02.78.

2. Авторское свидетельство СССР

9 548814, кл. G 01 R 31/26, 22.03.77 .> прототип).

9931 73

Акллитуде июлу ьс о1 ннс фи@. Г

Составитель Н, Ниянов

Редактор Л..филь Техред N.Tertep Корректор М. лароши

Заказ 449/61 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного кОмитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", т.. Ужтород, ул. Проектная, 4