Устройство для контроля электрических параметров полупроводниковых диодов

 

Изобретение может быть использовано для контроля напряжения ста .билизации и дифференциального сопротивления стабилитронов. Цель изобретения - повышение точности контроля. Устройство содержит коммутатор 1, контактный блок 2, полосовой фильтр 3, фильтр 4 низких частот, измеритель 5 напряжения, блок 6 фиксации результатов, блок 7 управления, цифроаналоговые преобразователи 8 и 16, фазовый детектор 12,.генератор 13 переменного напряжения, сумматор 14, генератор 15 постоянного напряжения и стабилизатор тока 17. Введение фазокорректирующего блока II и образование новых связей обеспечивает изменение уровня сигнала на выходе фазового детектора 12 при переходе разе- Р 5В ности Uu -Ux через нуль. Кроме того, (Л Nd 9д Л 9 N9 ГО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (!9) (1!) (б)) 4 G 01 К 31/26, Я(7. юсуп ч r p

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (61) 138768 (21 ) 3808527/24-2! (22) 05 .11 .84

:(46),23.10.86. Бюл. !) 39 (72) А.М.Муртазин и В.И.Габов (53) 621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1138768, кл. G 01 В. 31/26, 20.10.83. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ (57) Изобретение может быть использовано для контроля напряжения ста,билизации и дифференциального сопротивления стабилитронов. Цель иэобретения — повьнпение точности контроля.

Устройство содержит коммутатор 1, контактный блок 2, полосовой фильтр

3, фильтр 4 низких частот, измеритель 5 напряжения, блок 6 фиксации результатов, блок 7 управления, циф..роаналоговые преобразователи 8 и 16, I фазовый детектор 12,,генератор !3 переменного напряжения, сумматор 14, генератор 15 постоянного напряжения и стабилизатор тока 17. Введение фазокорректирующего блока !1 и образование новых связей обеспечивает изменение уровня сигнала на выходе фазового детектора 12 при переходе раз с ности Ц„ †(1„ через нуль. Кроме того, <

1265662 погрешность контроля, связанная с ,фаэовым сдвигом сигнала, поступающего с объекта контроля U, относительно сигнала уставки U имеет ми3 нимальное значение в широком диапаИзобретение относится к контролю готовых полупроводниковых приборов, может быть использовано для контроля напряжения стабилизации и дифференциального сопротивления стабилитронов и является усовершенствованием устройства по авт.св. Ф 1138768.

Цель изобретения является повышение точности контроля за счет уменьшения погрешности, вызванной фазовым сдвигом контролируемого сигнала U относительно сигнала уставки U)На фиг.l представлена блок-схема устройства для контроля электрических параметров полупроводниковых диодов; на фиг.2 — структурная схема фаэокорректирующего блока.

Устройство для контроля электрических параметров полупроводниковых диодов содержит коммутатор 1, кон тактный блок 2, полосовой фильтр 3, фильтр 4 низких частот, измеритель

5 напряжения, блок 6 фиксации результатов, блок 7 управления, первый цифроаналоговый преобразователь ЦАП 8, блок 9 вычитания, избирательный усилитель !О, фазокорректирующий блок 11, и основной фазовый детектор 12, генератор 13 переменного напряжения, сумматор 14, генератор 15 постоянного напряжения, второй цифроаналоговый преобразователь 16, стабилизатор 17 тока.

Входы коммутатора 1 соединены с контактным блоком 2, а выход — с входами полосового фильтра 3 и фильтра 4 низких частот, выход которого соединен с входом измерителя 5 напряжения.. Выход измерителя 5 напряжения соединен с первым входом блока 6 фиксации результатов, управляющий вход котОрого соединен с первым выходом блока 7 управления, второй выход ко. зоне изменения фазы и определяется в основном нелинейностью передаточной характеристики фазорегулирующего звена, что повышает точность контроля. ! э.п. ф-лы, 2 ил. торого соединен с входом управления коммутатора 1, а вход — с выходом блока 6 фиксации результатов, третий выход блока 7 управления соединен с

5 цифровым входом первого ЦАП Д, выход которого соединен с опорным входом блока 9 вычитания, выход которого соединен с входом избирательного усилителя 10, а вход ЦАП 8 соединен с

1О выходом фазокорректирующего блока 11 и опорным входом детектора 12, сигнальный вход которого соединен с выходом избирательного усилителя !О, а опорный вход блока ll соединен с выходом полосового фильтра 3.

Выход генератора 13 переменного напряжения соединен с первым входом сумматора 14 и первым входом фазокор- ректирующего блока ll. Выход генератора 15 соединен с вторым входом сумматора 14, управляющий вход которого соединен с пятым выходом блока, 7 управления, а выход — с опорным входом второго ЦАП 16, цифровой вход которого соединен с четвертым выходом блока 7 управления, Выход второго ЦАП

16 через стабилизатор 17 соединен с входом полосового фильтра 3.

Посредством контактного блока 2 к устройству подключаются контролируемые диоды 18.

Фазокорректирующий блок ll (фиг.2) содержит фазовый детектор 19, фазорегулирующее звено 20, имеющее полевой транзистор 21, операционный уси литель 22, два резистора 23 и 24 и конденсатор 25.

Устройство для контроля электри=... ческих параметров полупроводниковых

40 диодов работает следующим образом.

С помощью соответствук1щих органов управления задают коды диапазонов ве личины тока стабилизации через контролирующий диод 18, код граничного

45 значения дифференциального сопротив12656 ления r диода !8, включают питание ,и приводят в исходное состояние эле,менты памяти в. блоке 6 фиксации результатов контроля и блока 7 управ=.-ления. 5

Затем диоды 18, дифференциальное сопротивление и напряжение стабилиза ции которых подлежат контролю, подключают через контактный блок 2 с входом коммутатора и нажимают кнопку "Пуск" в блоке 7 (органы управления блока 7 управления не показаны). По сигналу с выхода блока 7 состояние коммутатора 1 изменяется так, что выход стабилизатора 17 оказывается подключенным к первому из диодов !8.

После включения питания начинают работать генератор 15 постоянного нанапряжения и генератор 13 переменного напряжения.

Напряжение U = U . -sin t. с выхода генератора 13 переменного напряжения поступает на вход сумматора 14 и на первый вход блока 11.

Напряжение U с выхода генератора

15 постоянного йапряжения поступает на другой вход сумматора 14 и далее суммарное напряжение (U + U ) с выхода сумматора церез ЦАП 16 посту- 30 пает на вход стабилизатора тока 17.

Через диод 18 начинает протекать ток .(I = +I ) заданной величины. Фар° .* ма тока через диод 18 повторяет- форму напряжения (U +U ), т.е, содер- 35 жит постоянную и переменную составляющие.

Переменное напряжение U = U

xsin(Z t + Ь ), амплитуда которого пропорциональна величине г контроли-40 руемого диода 18, а фаза запаздывает относительно фазы напряжения U на величину 4q, через фильтр 3 поступает на первый вход блока 9 и на второй вход блока 11. 45

Запаздывание фазы на д вызвано неидентичностью параметров цепей прохождения сигналов U и !1„ .

Действительно, сигнал U» на первый вход блока 11 подается непосред- 50 ственно с выхода генератора 13, а сигнал U> формируется переменным током I ., протекающим с выхода сумматора 14 через ЦАП 16, стабилизатор

17 коммутатор 1, блок 2 через конт- 55 ролируемый диод 18 и поступает на второй вход блока ll через фильтр 3.

Каждый из этих блоков, а также конт62 4 ролируемый диод 18 вносят соответствующую задержку фазы сигнала U„

Таким образом, на первый и второй входы.фазокорректирующего блока

11 поступают соответственно сигналы

U» и U„, Затем первый из .этих сигналов поступает на сигнальные входы фаэорегулирующего звена 20 (фиг.2 ) и фазового детектора )9, к второму входу которого поступает сигнал Ц„».

На выходе фазового детектора формируется напряжение, пропорциональное величине ьц . Затем это напряжение поступает на управляющий электрод (затвор) полевого транзистора 21.

Как известно, величину сопротивления сток-исток полевого транзистора можно менять в нироких пределах путем изменения напряжения на затворе, а величина фазового сдвига < выходного сигнала фазорегулирующего звена

20 относительно вхопного сигнала определяется выражением

2и RC

Cf = arctic --- — ч- 0Я-1 где R — сопротивление сток-исток транзистора 21.

При Q = const, С = const, фазовый сдвиг q является только функцией

R: V= й(R) .

Передаточную характеристику блока

11 относительно функции = f(R) настраивает,так, чтобы фаза сигнала на выходе блока не отличалась от фазы сигнала U », т.е.

U» = U sin (u t + ас, );

Пх- =Пу з1-и (4)t +ьФ ) >

Ь(, = Ц = Ь а коэффициент передачи фазорегулирующего звена 20 по постоянному току, определяемый резисторами 23 и 24 и схемой включения операционного усилителя 22, был бы равен единице.

Напряжение U с выхода фаэокорректирующего блока Il поступает на опорные входы фазового детектора 12 и первого цифроаналогового преобразователя 8, в котором формируется на-.. пряжение U уставки дифференциального сопротивления диодов 18.

Напряжение уставки U поступает на второй вход блока 9 вычитания, в котором формируется разность М1 сигналов U и U »:

1265662 причем

20

nU =U)-Uq =U(„° sin ((pt+ aq)-U„x "зп (ц +Ь ) = (Б -Ux ) ° sin(gt+q) U» з п(М + Q ), х х П П П» 1

t@qt8hq=(U sineq-U„sin>q) /(U » Ф соз1(U cosh/) Как видно из этих выражений, знак разности 5U не зависит от начальной фазы напряжений U и U><, а опре15 деляется только их значениями, а начальная фаза раэностного сигнала совпадает с фазой входных сигналов и не зависит от их значений.

Если U< «U (r — в норме), то фаза напряжения jJ совпадает с фазой U, если U< U (r — больше нормы), то фаза выходного сигнала из избирательного усилителя 10 изменяо ется на !80

Далее переменное напряжение посту-, пает через избирательный усилитель

10, который усиливает: только в узком диапазоне Cд + Й частот (rо частота задающего генератора 13, а4Г составляет величину 10Х от Е = 270 Гц), 30 на сигнальный вход фазового детектора !2. На опорный вход детектора

12 поступает опорный сигнал U c выхода блока ll. На выходе фазового детектора 12 при совпадении фаз напряжений Бо и ьБ (т.е. r в пределах нормы) формируется уровень логи1 ческой единицы U ц„, при отличии фаз . о на 180 (т.е. r за пределами норФ о мы) — уровень логического нуля U8 ц, Сигнал с выхода фазового детектора

12 поступает в блок 6.

Постоянная составляющая напряжения с диода 18, равная напряжению стабилизации U „ этого диода, через

45 фильтр 4 поступает на измеритель 5.

С выхода измерителя 5 информация о величине U в виде двоично-десятичного кода поступает на соответствующие входы блока 6, где сравнивается с кодом, поступающим с блока 7 управления.

Если величина r u U „ соответствует норме, в блоке 6 фиксации результатов формируется сигнал "Годен" и по сигналу с блока 7 управления к коммутатору 1 подключается следующий контролируемый диод 18

Далее устройство работает аналогично описанному.

После проверки всех N диодов устройство Приводится в исходное состояние.

Таким образом, в предлагаемом устройстве введением фазокорректирующего блока и новых связей обеспечивается изменение уровня сигнала на выходе фазового детектора при переходе разности U — U через нуль.

Поэтому в предлагаемом устройстве погрешность контроля, связанная с фазовым сдвигом сигнала, поступающего с объекта контроля U относительно сигнала уставки U „ имеет минимальное значение в широком диапазоне изменения фазы .и определяется в основном нелинейчостью передаточной характеристики фазорегулирующего звена 20, что повышает точность контроля.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля электрических параметров полупроводниковых диодов по авт.св. Ф 1138768, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что, с целью повышения точности контроля, в него введен фазокорректирующий блок, включенный между выходом генератора переменного напряжения и опорным входом первого цифроаналогового преобразователя, другой вход фаэокорректирующего блока соединен с выходом полосового фильтра.

2. Устройство по и. l., о т л и ч а ю щ е е с я тем, что фаэокорректирующий блок содержит фазовый детектор, фазорегулирующее звено в виде полевого транзистора, сток которого соединен с первым выводом конденсатора и прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, второй вывод первого резистора соединен с истоком полевого транзистора, а второй вывод второго резистора соединен с выходом операционного усилителя, а второй вывод конденсатора соединен с общей, шиной, при этом выход операционного усилителя является выходом фазокоректирующего блока, выход фазового детектора соединен с затвором полевого транзистора, первый вход фа1265662

Составитель В.Каменшиков

Техред И.Попович Корректор А.Тяско

Редактор Н.Гунько

Заказ 5658/41 Тираж 728 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

7 зового детектора соединен с первым входом фазокорректирующего блока и с истоком полевого транзистора, а

8 второй вход фазового детектора подключен к второму входу фазокорректирующего блока.