Устройство для измерения граничной частоты транзисторов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГРАНИЧНОЙ ЧАСТОТЫ ТРАНЗИСТОРОВ,содержащее генератор, к выходу которого через тройник подсоединены входы опорного канала и измерительного канала с включенными в вентилем и аттенюатором, измерительную линию, ко входу и выходу которой подключены последовательно соединенные измерительные аттенюаторы и вентили, а также усилитель и клеммы для подключения испытуемого прибора, базовая клемма которого присоединена к обшей шине, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены четыре реле, из которых первое и третье с двумя группами контактов, а второе и четвертое с одной -фазовращатель , четыре согласующих резистора , два зонда и второй усилитель, причем первое реле включено в опорный канал, его переключающий контакт первой Группы подключен к линии опорного канала, размыкающий контакт той же группы соединен с общей шиной через первый согласующий резистор, переключаюитмй контакт второй группы также соединен с общей шиной через второй согласующий резистор, а замыкающий контакт первой группы и .размыкающий контакт второй группы соединены между собой и через фазовращатель подключены к размыкающему контакту второго реле, замыкающий контакт которого соединен с общей шиной непосредственно, а его переключающий контакт присоединен к переключающему контакту первой группы третьего реле, замыкающий контакт той же группы подключен к общей шине через третий согласующий резистор, переключающий контакт второй группы также подключен к общей шине непосш редственно, а размыкающий контакт первой группы и замыкающий контакт с второй группы того же реле соединены между собой и подключены к коллекторной клемме испытуемого прибора, четвертое реле соединено своим пере .ключающим Контактом с аттенюатором измерительного канала, размыкающим контактом - с эмиттерной клеммой испытуемого прибора, а замыкающим контактом - через четвертый согласующий резистор с общей шиной,зонды соединены с соответствующими из мерительными вентилями через первый и второй усилители, первый зонд расОЭ положен в линии измерительного канала между аттенюатором и четвертым реле, а второй зонд размещен в линии опорного канала между вторым и третьим реле, при этом расстояния от эмиттерной и коллекторной клемм до зондов определяется из следующего соотношения: е г /4, где - длина волны генератора; 6 - расстояние от клглмы до зонда.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflYEiËÈÍ

ZI6g G 01 R 31/26 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0= /4, 1 — длина волны генератора; расстояние от клммы до зонда., где

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA (21 ) 326 3816/18-21 (22 ) 18. 03. 81 (46 ) 15. 12. 83. Вюл. М 46 (72) Ч. И. Павасарис (71) Вильнюсский ордена Трудового

Красного Знамени и ордена Дружбы

Народов государственный университет им. В. Капсукаса (53) 621.382.2 (088.8) (56) 1. Шамшин Е.H. и др. Измерительная установка для определения граничной частоты СВЧ-транзисторов.

Электронная техника. Сер.2. Полупроводниковые приборы, вып.1 (III), 1977, с. 43-48.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 842643, кл. G 01 R 31/26, 1978 (прототип). (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

Г РА Н ИЧ НОЙ ЧАСТОТй ТРАНЗИСТОРОВ, со. держащее генератор, к выходу которого через тройник подсоединены входы опорного канала и измерительного канала с включенными в него вентилем и аттенюатором, измерительную линию, ко входу и выходу которой подключены последовательно соединенные измерительные аттенюаторы и вентили, а также усилитель и клеммы для подключения испытуемого прибора, базовая клемма которого присоединена к общей шине, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены четыре реле, из которых первое и третье с двумя группами контактов, а второе и четвертое с одной1 фазовращатель, четыре согласующих резистора, два зонда и второй усилитель, причем первое реле включено в опорный канал, его переключающий контакт первой группы подключен к линии опорного канала, размыкающий контакт . той же группы соединен с общей шиной ссвс Яусс„А через первый согласующий резистор, переключающий контакт второй группы также соединен с общей шиной через второй согласующий резистор, а замыкающий контакт первой группы и размыкающий контакт второй группы соединены между собой и через фазовращатель подключены к размыкающему контакту второго реле, замыкающий контакт которого соединен с общей шиной непосредственно, а его переключающий контакт присоединен к переключающему контакту первой группы третьего реле, замыкающий контакт той же группы подключен к общей шине через третий согласующий резистор, переключающий контакт второй группы Е

Ф также подключен к общей шине непосредственно, а размыкающий контакт первой группы и замыкающий контакт второй группы того же реле соединены С между собой и подключены к коллекторной клемме испытуемого прибора, четвертое реле. соединено своим переключающим контактом с аттенюатором измерительного канала, размыкающим контактом - с эмиттерной клеммой испытуемого прибора, а замыкающим контактом — через четвертый согласующий резистор с общей шиной,зонды соединены с соответствующими измерительными вентилями через первый и второй усилители, первый зонд расположен в линии измерительного канала между аттенюатором и четвертым реле, а второй зонд размещен в линии опорного канала между вторым и третьим реле, при этом расстояния от эмиттерной и коллекторной клемм до зондов определяется из следующе, го соотношения:

1061073

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения граничной частоты ВЧ и СВЧ транзисторов.

Известно устройство для измерения граничной частоты транзисторов, содержащее генератор, к выходу которого через конденсатор и линию передачи подсоединена эмиттерная клемма. контактодержателя исследуемого транзистора, коллекторая клем- 10 ма которого через линию передачи, конденсатор и согласующий резис-. тор, а базовая клемма непосредственно соединены с общей шиной, при этом в линиях передачи на расстояния 15 от эмиттерной и коллекторной клемм, кратных четверти длины волны генератора, расположены зонды, подключенные к входам векторного вольтметра, а на расстоянии от коллекторной 20 клеммы, равном половине длины волны генератора, параллельно линии передачи включен разомкнутый четвертьволновый шлейф f1) .

Однако известное устройство сложно в целом, так как требует применения сложного и дорогого измерительного прибора — векторного вольтметра.

Кроме того, известное устройство обладает сравнительно большой погрешностью измерений и узким частотным диапазоном, которые полностью определяются параметрами применяемого векторного вольтметра.

Наиболее близким техническим решением .к изобретению является устройство для измерения граничной частоты транзисторов, содержащее генератор, к выходу которого через тройник подсоединены входы опорного канала и измерительного канала с включенными 40 в него вентилем и аттенюатором, измерительную линию, ко входу и выходу которой подключены последовательно соединенные измерительные аттенюаторы и вентили, а также усилитель и 45 клеммы для подключения испытуемого прибора, базовая клемма которого присоединена к общей шине f2) .

Недостатками известного устройства являются сложность расчета гра-. 50 ничной частоты транзисторов и сравнительно большая погрешность ее определения, так как требуется осуществлять измерения абсолютных значений амплитуд напРяжений в узле и пучности стоячей волны, по которым рассчитывается параметр.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения граничной частоты транзисторов, содержащее .генератор, к выходу которого через тройник подсоединены входы опорного канала и измерительного канала с включенными в него венти- ф5 лем и аттенюатором, измерительную линию, ко,входу и выходу которой подключены последовательно соединенные измерительные аттенюаторы и вентили, а также усилитель и клеммы для подключения испытуемого прибора, базовая клемма которого присоединена к общей шине, введены четыре реле, из которых первое .и третье с двумя группами контактов, а второе и четвертое с одной, фаэовращатель, четыре согласующих резистора, два зонда и второй усилитель, причем первое реле включено в опорный канал, его переключающий контакт первой группы подключен к линии опорного канала,. размыкающий контакт той же группы соединен с общей шиной через первый согласующий резистор, переключающий контакт второй группы также соединен с общей шиной через второй согласующий резистор, а замыкающий контакт первой группы и размыкающий контакт второй группы соединены между собой и через фазовращатель подключены к размыкающему контакту второго реле, замыкающий контакт которого соединен с общей шиной непосредственно,а его переключающий контакт присоединен к переключающему контакту первой группы третьего реле, замыкающий контакт той же группы подключен к общей шине через третий согласующий резистор, переключающий контакт второй группы также подключен к общей шине непосредственно, а размыкающий контакт первой группы и замыкающий контакт второй группы того же реле соединены между собой и подключены к коллекторной клемме испытуемого прибора, четвертое реле соединено своим переключающим контактом с аттенюатором измерительного канала размыкающим контактом - с эмиттерной клеммой испытуемого прибора, а замыкающим контактом - через-четвертый согласующий резистор с общей шиной, зонды соединены с соответствующими иэмерительными вентилями через первый и второй усилители, первый зонд расположен в линии измерительного канала между аттенюатором и четвертым реле, а второй зонд размещен в линии опорного канала между вторым и третьим реле, при этом расстояния от эмиттерной и коллекторной клемм до зондов определяются из следующего соотношения:

Д =. A /4, где 2 — расстояние от клеют до зонI да, A - -длина волны генератора.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1, к выходу которого через тройник 2

1061073

45 подсоединены опорный канал 3, состоящий из последовательно соединенных первого реле 4, фазовращатель 5 и второго б и третьего 7 реле, между которыми в линии передачи расположен зонд 8, подключенный через усилитель 9, измерительный вентиль 10 и измерительный аттеньюатор 11 к входу измерительной линии 12, и измерительный канал 13, состоящий из после. довательно соединенных вентиля 14, атенюатора 15, четвертого реле 16 и клемм 17-19 для подключения исследуемого транзистора 20 или перемычки

21, а между атенюатором 15 и реле 16 в линии передачи расположен 15 зонд 22„ подключенный через усйлитель 23, измерительный вентиль 24 и. аттенюатор 25 к выходу измеритель- ной линии 12, при этом размыкающие контакты реле 16 и 7, являющиеся вы- 20 ходами измерительного и опорного каналов, соединены с эмиттерной 17 и коллекторной 18 клеммами соответственно, а базовая клемма 19 подключена к общей шине. Транзистор 20 с клеммами и перемычкой образуют высокочастотную головку 26, Зонды 8 и 22 включены в линии передачи на расстояниях, кратных Я /4, где 3 длина волны генератора 1 от коллекторной 18 и эмиттерной 17 клемм испытуемого транзистора.

В определенных условиях в процессе подготовки устройства к измерению и во время измерения граничной частоты транзисторов линии передачи опорного 3 и измерительного

13 каналов через соответствующие контакты реле 4,7 и 16 (которые переключаются при пропускании тока через обмотки 27) и резисторы 28-31 40 соответственно подключаются к общей шине. При этом величина сопротивления резисторов 28-31 должна быть равна волновому сопротивлению тракта.

В процессе измерений коллекторная клемма 18 через соответствующие. контакты реле б и 7 соединяется с общей шиной. При этом место короткого замыканйя линии передачи должно быть на расстоянии ф/2 (или и ° A, 2, где и = 1,2,3 и т.д.) от коллектор- ной клеммы 18.

Сущность работы данного устройства заключается в том,.что при подготовке его к измерению граичной частоты f исследуемого транзистора 20 проводится двухкратная коррекция. исходного положения одного из узлов напряжения стоячей волны в измерительной линии 1?. При этом, для под-. 60 готовки устройства к работе в высокочастотную головку 26 устанавливается перемычка 21, а ток в обмотках

27 реле 4,6,7 и 16 отсутствует (по- ложения контактов этих реле -для од- 65 I його режима показаны на чертеже).

В этом случае сигнал от генератора

1 тройником 2 .разветвляется на опорный 3 и измерительный 13 каналы.

Опорным каналом 3 этот си:нал через переключающий контакт реле 4 и резистор 28 замыкается на общую шину, а измерительным каналом 13 через вентиль 14, аттенюатор 15, реле 16 перемычку 21, переключающий контакт реле 7, реле 6, фазовращатель 5, размыкающий контакт реле 4, и резистор 29, тоже замыкается на общую шинуэ

В зондах 8 и 22 индуцируются сигналы, которые через усилители 9 и

23, вентили 10 и 24 и аттенюаторы

11 и 25 подаются на входы измерительной линии 12. В ней возникает стоячая волна, исходное положение одного иэ узлов напряжения которой фиксируется зондом 32 этой линии.

После этого изменяется направление распространения волны.в опорном канале 3. Для этого включается ток в обмотках 27 реле 4,7 и 16, при этом сигнал от генератора 1 тройником 2 разветвляется на опорный 3 и

l"3ìåðèòåëüíûé 13 каналы. Опорным

l каналом 3 этот сигнал через переключающий контакт реле 4, фазовращатель 5, реле б, переключающий контакт реле 7 и резистор 30 замыкается на общую шину, а измерительным каналом 13 через вентиль 14, аттенюатор 15, реле 16, и резистор 31 тоже замыкается на общую шину °

В измерительной линии 12 как и ранее возникает стоячая волна. При этом для обеспечения .исходного ее положения восстанавливается фаза сигнала в точке зонда 8. Это достигается при помощи фазовращателя 5, которым добиваются минимальных показаний индикатора измерительной линии 12, чем обеспечивается первая коррекция исходного положения первоначального выбранного узла напряжения стоячей волны в этой линии.

Для полной подготовки устройства к работе в высокочастотную головку

26 вместо перемычки 21 включается исследуемый транзистор. 20 по схеме, с общей базой и выключается ток в обмотке 27 реле 16. При этом сигнал от генератора 1 опорным каналом

3 проходит аналогично как во время первой фазы подготовки .устройства к работе — при наличии токов в обмотках 27 реле 4 и 7. Сигнал измерительным каналом 13 через вентиль 14, аттенюатор 15 и реле 16 подается на эмиттер исследуемого транзистора 20 и усиленный с его коллектора через замыкающий контакт реле 7 этот сигнал подается на общую шину.

1061073

10 с

49& С

20

В измерительной линии 12 снова возникает стоячая волна. При этом для обеспечения исходного ее положения восстанавливается фаза сигнала в точке зонда 22. Это, как и при. первой коррекции, может быть оделано при помощи фаэовращателя,включаемого в.измерительный канал 13, например, между тройником 2 и входом вентиля 14.

Однако, чтобы не усложнять устройство, добиваются установки зонда

32 измерительной линии 12 в узел напряжения стоячей волны путем перемещения этого зонда, чем обеспечивается вторая коррекция. Последнее положение зонда 32 в узле стоячей волны фиксируется.

После подготовки устройства к работе, для определения f исследуемого транзистора 20, производится измерение смещения 6 узла напряжения стоячей волны в измерительной линии 12. Для этого выключается ток в обмотках 27 реле 4 и 7 и включается в обмотке 27 реле 6. При этом сигнал от генератора 1 тройником

2 разветвляется на опорный 3 и измерительный 13 каналы. Опорным каналом 3 этот сигнал через переключающий контакт реле 4 и резистор 28 подается на общую шину, а измерительным каналом 13 через вентиль 14, аттенюатор 15 и реле 16 подается на эмиттер исследуемого транзистора 20.

Далее этот сигнал усиливается транзистором 20 и с его коллектора через переключающий контакт реле 7 и 6 замыкается на общую шину.

В измерительной линии 12 возникает стоячая волна. Измеряется смещение 2 узла напряжения этой волны относительно последнего его положения и по формуле где С - скорость света в вакууме, находится значение граничной частоты fT испытуемого транзистора.

Благодаря тому, что в предлагае- . мом устройстве отпадает необходимость измерения амплитуд напряжений в узлах и пучностях стоячей волны и производятся только измерения смещения узла, которые выполняются просто и с высокой точностью, повышается точность измерений граничной час тоты.

ВНИИПИ Заказ 10034/48

Тираж 710 Подписное

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