Устройство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов

 

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРКНИЯ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЬК ПРИВОРОВ, содержащее источник испытательного напряжения , подключенный своими выходами к входам блока измерения и делителя напряжения, а также к последовательной цепи из шин для подключения испытуемого прибора и измерительного шунта, и соединенный своим управляющим входм с входом ЙЕ запуска блока измерения, компаратор тока, подключенный входами к измерительному шунту и выходу блок,а задания тока, кЬмпаратор напряжения, присоединенный первым своим входом к выходу делителя напряжения, о тличающе-еся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , в него введены амплитудный детектор, блок совпадения и схема ИЛИ, а источник испытательного напряжения и делитель напряжения снабжены дополнительными выходами , подключенными срответственнб к входам блока совпадения и амплитудного детектора, выходкоторого соединен с вторым входом компаратора напряжения, подключенного своим вы (П ходом к второму входу блока совпадения , который присоединен выходом к первому входу схемы ИЛИ, соединенной вторым входом с выходом компаратора тока, а своим выходом с входом запуска блока измерения. :с сд со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) Щ) 3(Я) Ь 01 R 31 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

С . - =еж:. (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3444934/18-21 (22) 25.05.82 (46) 23.09.83. Бюл. М 35 (72) С.И.Кострицкий, A.A.Ñàôoíoí и А.В.Гармашов (71) Саранский ордена Трудового

Красного Знамени завод "Электро.выпрямитель" (53) 621.382.2 (088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

9 401940, кл. G 01 R 31/26, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 798650, кл. 0- 01 R 31/26, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ, содержащее источник испытательного напряжения, подключенный своими выходами к входам блока измерения и делителя напряжения, а также к последовательной цепи из шин для подключения испытуемого прибора и измерительного шунта, и соединенный своим управляющим вход с входом запуска блока измерения, компаратор тока, подключенный входами к измерительному шунту и выходу блока задания тока, компаратор напряжения, присоединенныи первым своим входом к выходу делителя напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воз- . можностей, в него введены амплитудный детектор, блок совпадения и схема ИЛИ, а источник испытательного напряжения и делитель напряжения снабжены дополнительными выходами, подключенными соответственно к входам блока совпадения и амплитудного детектора, выход которого соЮдинен с вторым входом компаратора Е напряжения, подключенного своим выходом к второму входу блока совпадения, который присоединен выходом к первому входу схемы ИЛИ, соединенной вторым входом с выкодом компаратора тока, а своим выходом с входом запуска блока измерения.

1043573

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля параметров различных силовых полупроводниковых приборов (СПП), в частности диодов, тиристоров, симисторов по максимально допустимому напряжению.

Известно устройство, работа которого основана на фиксации измеряемого параметра при достижении током через используемый прибор заданного зна- 10 чения под действием нарастающего испытательного напряжения, содержащий источник испытательного напряжения, соединенный своими выходами с параллельно соединенным ключом, нако-15 пительным конденсатором-и индикатором,. а через шины для подключения испытуемого прибора с входом операционного усилителя, охваченного цепью отрицательной обратной связи, выход которого присоединен к входу компаратора, подключенного к первому входу ключа непосредственно, а к второму его входу через схему задержки (1) .

Недостатком известного устройства являются как низкая точность измерения, так и недостаточная надежность защиты от разрушения испытуемых приборов, обусловленные тем, что СПП даже одного типа имеют значительный разброс по максимальному току в состоянии низкой проводимости (1ца„ ),Поэтому, при одном и том же значении заданного тока уставки 1 С через испытуемые приборы могут протекать токи величиной,как меньше, так35 и больше ? к . ПРи I макс (,„-иэмеРЯе мый параметр испытуемых приборов занижается, в противоположном случае иэ-эа локально выделяющейся мощности при переключении (переход испытуемого40 прибора по вольт-амперной характеристике (BAX) в область отрицательного значения дифференциального сопротивления) приборы разрушаются, причем высоковольтные управляемые СПП могут 45 разрушаться даже в проводящем направлении, что и наблюдается на практике. Защиту испытуемых приборов от раз рушения можно повысить путем уменьшения значения f„,iно в этом случае еще больше заннжается точность измерения параметра на приборах, имеющих макс 1 ст °

Наиьолее близким к изобретению техническим решением является устройство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов, содержащее источник испытательного напряжения, подключенный своими выходами к входам блока измерения и делителя напряжения, а также 60 к последовательной цепи из шин для подключения испытуемого .прибора и измерительного шунта, и соединенный своим управляющим входом с входом запуска блока измерения, компаратор 65 тока, -подключенный входами к измери. тельному шунту и выходу блока задания тока, компаратор,напряжения, присоединенный первым своим входом к выходу делителя напряжения (2) .

В этом устройстве измеряемый параметр фиксируется при достижении током через испытуемый прибор под действием монотонно нарастающего испытательного напряжения значения, при котором дифференциальное со-. противление прибора резко уменьшается. Момент резкого уменьшения дифференциального сопротивления прибора определяется в результате сравнения монотонно возрастающего сигнала с шунта и дискретно возрастающего сигнала с блока задания тока. При резком уменьшении дифференциального сопротивления ток через испытуемый прибор резко возрастает и сигнал с шунта становится равным сигналу с блока задания тока, в результате чего компаратор тока срабатывает и включает блок измерения, который фиксирует значение напряжения на испытуе,мом приборе, принимающееся за максимально допустимое.

Данное устройство позволяет произвести иэмевение максимально допус-, тимого напряжения беэ разрушения испытуеьых приборов и с высокой точностью но только на тех приборах, которые переключаются по ВАХ с малого положительного значения дифференциального сопротивления, т.е. на приборах, имеющих лавинную BAX. В этом случае можно задаваться достаточно большими приращениями дискретно возрастающего сигнала с блока задания тока при соответствующих приращениях испытательного напряжения и это не приводит к переключению приборов при измерении и, как следствие, к их разрушению, а измеряемый параметр регистрируется при лавинном нарастании тока, что свидетельствует о его достоверной величине.

В случае измерения максимально ,цопустимого напряжения на приборах, переключающихся с большого положительного значения дифференциального сопротивления нри определенных приращениях дискретно возрастающего сигнала с блока задания тока и co" ответствующих приращениях испытательного напряжения, измерительный блок включается как в области BAX испытуемых приборов с положительным значением дифференциального сопротивления, так и в области ВАХ с отрица-, тельным значением дифференциального сопротивления. В первом случае измеряемый параметр эанижается, а во втором иэ-эа локально выделякщейся мощности при переключении приборы разрушаются. Защиту испытуемас приборов от разрушения можно повысить

104З57З путем уменьшения приращений дискретно возрастающего сигнала с блока задания тока как нри неизменных соответствующих им, приращениях испытательного напряжения, так и при од- новременном уменьшении их значений. 5

Однако это приводит к еще большему занижению измеряемого параметра, потому что в первом случае измерительный блок включается при еще большем положительном значении диф- 10 ференциального сопротивления испытуемых приборов, а во втором случае измерительный блок может включаться как на начальном загибе ВАХ, где ток нарастает до уровня начальной "ступеньки" тока через прибор, так и иа остальной части ВАХ, за счет имеющихся "ступенек" тока при возникновении микроплазм в структуре испы туемого прибора. Укаэанные недостатки ограничивают функциональные возможности известного устройства и область его применения.

Целью изобретения является расши- рение функциональных воэможностей устроиства. .25

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения максимально допустимого напряжения полупроводниковых приборов, содержащее источник испытательного на- 30 пряжения, подключенный своими выхо,дами к входам блока измерения и делителя напряжения, а также к последовательной цепи иэ шин для подключения испытуемого прибора и измери- 35 тельного шунта, и соединенный своим управляющим входом с входом запуска блока измерения, компаратор тока, . подключенный входами к измерительному шуиту и выходу блока задания 40 тока, компаратор напряжения, присоединенный первым своим входом к выходу делителя напряжения, введены амплитудный детектор, блок совпадения и схема ИЛИ, а источник испытательного 45 напряжения и делитель напряжения снабжены дополнительными выходами, подключенными соответственно к входам блока совпадения и амплитудного детектора, выход которого соединен с вторым входом компаратора напряжения, подключенного своим выходом к второму входу блока совпадения, который присоединен выходом к второму входу схемы ИЛИ, соединенной вторым входом с выходом компаратора тока, а своим выходом с входом запуска блока измерения.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 ф) испытательного напряжения, подключенный к последовательной цепи иэ шин 2 и 3 для подключения испытуемого прибора 4 и измерительного шунта 5, блок 6 задания тока, блок

7 измерения, компаратор 8 тока, сое диненный с измерительным шунтом одним из своих входов и блоком задания тока — другим входом, двухпре.дельный делитель напряжения 9, подключенный параллельно выходам источника испытательного напряжения, амплитудный детектор 10, компаратор 11

-напряжения, один вход которого соединен с первым выходом делителя напряжения, второй — через амплитудный детектор соединен с вторым дополнительным выходом делителя напряжения с большим коэффициентом деления, блок 12 совпадения и схему ИЛИ

13, причем один вход блока совпадения подключен к дополнительному выходу источника испытательного напряжения, второй — к выходу компаратора напряжения, выходы блока совпадения и компаратора тока связаны со входами. схемы ИЛИ, а выход— с входами источника испытательного напряжения и измерительного блока.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу "Пуск" с источника 1 напряжение подается на испытуемый прибор 4 и двухпредельный делитель напря>кения 9. Напряжение с первого выхода делителя поступает на один вход компаратора 11, а напряжение с второго выхода делителя с большим коэффициентом деления поступает через амплитудный детектор 10 на второй вход этого же компаратора.

Одновременно на вход блока 12 совпадения поступает -сигнал с дополнительного выхода источника 1, присутствующий только во время нарастания испытательного импульса напряжения. В это же время- компаратором 8 сигнал с шунта сравнивается с сигналом блока 6 задания тока.

По мере роста. испытательногО напряжения увеличивается и ток в ,цепи испытуемого прибора.

Если приращения сигнала с блока 6

;задания тока при соответствующих приращениях испытательного напряжения таковы, что сигнал с шунта становится равным сигналу с блока 6 до переключения испытуемого прибора, что может быть, например, при измерении-максимально допустимого напряжения СПП с лавинной ВАХ, компаратор 8 тока выдает сигнал по первому входу схемы ИЛИ 13 на отключение источника 1 и на включение блока 7.

Если же испытуемый прибор начинает переключаться, а сигнал с шунта не становится равным сигналу с блока 6, напряжение на испытуемом приборе начинает понижаться и, соответственно, начинает понижаться напряжение на первом входе компаратора 11 напряжения. На втором входе компаратора 11 напряжение остается неизменным и рав1043573

Составитель l0.Брызгалов

Редактор Н.Диуган Техред И.Гайду Корректор A,1(эятко

Заказ 7332/48 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ным напряжению, снимаемому с второго выхода делителя напряжения в момент времени, предшествующий началу era снижения на испытуемом приборе. При установлении равенства напряжений на входах компаратора 11 последний срабатывает и его выходной сигнал через блок 12 совпадения и второй вход схемы ИЛИ 13 отключает источник

1 и включает блок 7.

Блок 7 измерения фиксирует максимальную величину напряжения на испытуембм приборе перед отключением источника 1.

Для уменьшения локально выделяющейся мащности в полупроводниковой 15 структуре испытуемого прибора при его переключении время от начала снижения напряжения до момента отключения источника испытательного напряжения уменьшают, за счет уменьшения разницы в коэфФициентах деления напряжения на выходах делителя.

Изобретение позволяет произвести измерение максимально допустимого напряжения СПП, способных переключаться при возрастании напряжения как с малого, так и с большого положительного значения дифференциального сопротивления, что расширяет функциональные возможности устройства, обеспечивая защиту от разрушения испытуемых приборов, осуществляемую путем снятия испытательного напряжения в момент их переключения.