Устройство для идентификации нелинейных элементов по параметрам вольт-амперных характеристик

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повьшенце достоверности регистрации нелинейностей вольтамперных характеристик. Устройство содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, согласующий блок 3, блок 5 регистрации и клеммы для подключения испытуемого элемента 2. Введение блока 4 аналоговых дифференциаторов позволяет устройству регистрировать производнь1е от вольт-амперной характеристики по напряжению, т.е. за счет перехода от сравнения нелинейных элементов по нормам метров собственно вольт-амперной характеристики к сравнению по нормам параметров, ее производной. 1 ил. го 4 Од Од

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (594 G 01% 31 26

ГОСУДАРСТБЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21,) 3780920j24-21 (22) 19,06,84 (46) 30 ° 06 ° 86. Бюл. В 24 (72) И. Е. Воронков, А. Н. Рабодзей и Б. С. Яшин . (53) 621.382.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 920583, кл. G 01 R 31/26, 1982. . Техническое описание измерителя характеристик полупроводниковых при боров Л256. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ

НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО IIAPAMETPAM

ВОЛЬТАИПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК. (57) Изобретение относится к конт рольно измерительной технике. Цель

„„SU„„241166 А 1 изобретения повышение достоверно сти регистрации нелинейностей вольт амперных характернстик. Устройство содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, согласующий блок

3, блок 5 .регистрации и клеммы для подключения. испытуемого элемента 2.

Введение блока 4 аналоговых дифферен циаторов позволяет устройству регистрировать производные от вольт-амперной характеристики по напряжению, т.е. за счет перехода от сравнения нелинейных элементов по нормам пара" метров собственно вольт амперной характеристики к сравнению по нормам параметров ее производной. 1 ил.

1241166

Изобретение относится к контроль но-измерительной -технике и может быть использовано для контроля и раэбра ковки элементов с нелинейными вольт амперными характеристиками.

Цель изобретения - повышение до стоверности регистрации нелинейно стей вольт амперных характеристик путем регистрации производных от вольт амперной характеристики по на

-пряжению, т.е. путем перехода от сравнения .нелинейных элементов по нормам параметров собственно вольт амперной характеристики к сравнению .по нормам параметров ее производной.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последова тельно соединенные генератор 1 ли нейно изменяющегося напряжения, клем 2О мы для подключения испытуемого эле мента 2, согласующий блок 3, блок 4 аналоговых дифференциаторов и блок 5 регистрации, второй вход которого подключен к выходу генератора 1.

Устройство работает следующим об разом. С выхода генератора 1 линейно изменяющееся напряжение U(t)

Е + Е„ — (О (t C.T) поступает на

t 30

4 T испытуемый элемент 2. Варьирование значений Ео и Е4 обеспечйвает возможность выбора требуемого участка иден тификации вольт-амперных характерис 35 тик. Сигнал отклика испытуемого эле мента 2 на входное напряжение U(t) поступает на согласующий блок 3, слу" жащий для согласования дйнамических диапазонов испытуемого элемента и 4О первого аналогового дифференциатора блока 4. Согласующий блок предназна чен также для линейного преобразова ния тока через испытуемый элемент 2 в напряжение. При испытаниях элемен 43 та, имеющего вольт амперную характе ристику Х = F(U) напряжение Па(t) на выходе согласующего блока U(.(t) =

= КР(Ер + Е„ ), где К коэффициент передачи согласующего блока 3.

Первый из аналоговых дифференциато» ров блока 4 обеспечивает получение на его выходе напряжения, пропорцио напьного производной выходного напря жения согласующего блока 3 по времени.

P

dU(t) dF Е4 . к — = к ск

dt dU т

dF где а0 - первая производная вольт" амперной характеристики испытуемого элементе по на пряжеиию.

При использовании в блоке диффе ренциаторов 4 одного аналогового дифференциатора (п = 1) его выходное напряженке .подают на вход блока 5 регистрации, на второй вход которого поступает сигиап с выхода генератора линейно изменяющегося. напряжения 1.

Блок 5 регистрации в этом случае слу». жит для сравнения текущих значений6У с заданными нормами. В качестве блока регистрации может быть исполь зован осциллограф,,на экран которого наложена маска, прорези s которой соответствуют заданным нормам на значе»

dF ние U (t) в зависимости от на

Ю пряжения, приложенного к испытуемому элементу..

Вольт амперная характеристика ис пытуемого элемента описывается выражением

F(V) = Й в„(U - Ut)

Ь=О

Мелкомасштабность нелинейности вольт амперной характеристики в ин тервале Eq

К, а (О - Ок,) .> 1 «(U - 0,)

М4Ф где К О; 1; 2 и т.д. Тогда при постоянной относительной погрешности (значение которой определяется характеристиками блока регистрации) абсолютная погрешность сравнения с

1нормами значений вольт амперной характеристики (д F) и ее первой произ водной (g F ) определяется выражениями:

Л F- сЙ «Ä(V — V-„) (t) = -кс — = -кск к а () dF(U

dt аи а (U - U.„) 124

1166 ((t(ДF àô ((1, Д „, а2. д ,аГ7 a Д F .ао 3

Формула изобретения

Составитель В.. Масловский

Редактор А. Лежнина. ТехредП.Олейник Корректор:M. Шароши

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3484/40

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сопоставление этих выражений иллю стрирует достижение повышения досто» верности ир:.пнтификации за счет уменьщения абсолютных погрешностей сравнения с нормами регистрируемых зна

ДР а„ чений ©

LIF аo

Еще большее повышение достоверно сти идентификации достигается при 10 включении в устройстве двух или бо лее аналоговых дифференциаторов, сое» диненных последовательно, причем вход первого дифференциатора соединен с выходом согласующего блока, а выход последнего дифференциатора соединен с блоком регистрации.

Выигрьпп за счет уменьшения абсолютной погрешности при использовании двух аналоговых дифференциаторов опи 20 сывается выражениями:

f где Д F — абсолютная погрешность сравнения с нормами вто. рой производной вольт» амперной характеристики.

В сигнале на выходе второго диф ЗО ференциатора отсутствуют постоянная и линейная компоненты выражения, описывающего вольт амперную характе ристику. Таким образом, значение напряжения на выходе второго дифферен-. 35 циатора полностью описывает нелиней ность вольт-амперной характеристики испытуемого элемента и может быть использовано для ее абсолютной оценки. 4О

Аналогично может быть проиллюстрировано повышение достоверности иден тификации нелинейных элементов при включении в устройство большого числа последовательно включенных диффе 45 ренциаторов, оптимальное число кото» рык определяется конкретным видом

4 вольт-амперной характеристики испыту

I емых элементов и требованиями по до-. стоверности идентификации.

Конкретные значения параметров блоков устройства (напряжения Е и и

I ,коэффициент передачи согласующего блока К, длительность импульсов линейно нарастающего напряжения Т и постоянные дифференцирования дифферен циаторов BC) выбирают с учетом вида вольт амперной характеристики испыту» емого элемента и согласования динами ческих диапазонов блоков устройства, В качестве генератора линейно измвняющегося напряжения может быть ис пользован генератор развертки осцил™ лографа, используемого в качестве блока регистрации, в качестве согла сующего блока - преобразователь ток напряжение, выполненный на операцион ном усилителе, а в качестве аналоговых дифференциаторов - дифференциато ры на операционных усилителях.

Устройство для идентификации нелинейных .элементов по параметрам. вольтамперных характеристик, содержащее генератор. напряжения, выход которого соединен с одной клеммой для подключения испытуемого элемента и с первой клеммой входа блока регистрации, а другая клемма для. подключения испыту . емого элемента соединена со входом согласующего блока, о т л и ч а ющ е е с я .тем, что, с целью повы .шения достоверности идентификации нелинеййых элементов, в него введен блок п (l, 2, 3 ° ...) последовательно соединенных аналоговых дифференциа торов, вход которого соединен с вы ходом согласующего блока, а выход со» единен со второй клеммой входа блока регистрации, при этом генератор на пряжения выполнен в. виде генератора линейно изменяющегося напряжения.