Прибор для измерения сверхмалых токов

 

236635

О Л И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союа Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 27.ll.1967 (№ 1136035/18-10) Кл, 21е, 36, 01 с r.рисоединением заявки №

МПК G Оlг

УДК 621.317.714 (088.8) Приоритет

Опубликовано 03.ll.1969. Бю.7летснь ¹ 7

Дата опубликования описания 23Х1.1969

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. И. Карлащук

Заявитель

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ CBEPXMAJIbIX ТОКОВ

Извес7ны приборы для измерения сверхмалых токов, содержащие электрометрический усилитель, регистраторы, электронно-оптическую систему и электронный умножитель для измерения сверхмалых токов 10 е а и меньше.

Их чувствительность достигает 2 10-1 а.

Обеспечение такой чувствительности при большом входном сопротивлении вызывает возрастание уровня различных помех, весьма существенную роль начинают играть шумы входной цепи, резко возрастает дрейф нуля, уменьшается коэффициент преобразования, увеличивается входная постоянная времени и уменыпается быстродействие.

Кроме того, электрометрические усилители громоздки, сложны в изготовлении и наладке.

Отличие описываемого прибора заключается в том, что он снабжен полупроводниковым эмиттером электронов, выполненным из,Р -образных пластин с электронно-дырочным переходом в вершине, и устройством точного (0счета на амплитудных дискриминаторах, связанных через схемы антисовпадений с регистраторами.

Такое выполнение прибора повышает его точность, увеличивает чувствительность и быстродействие.

На фиг. 1 представлена блок-схема прибора; на фиг. 2 — блок-схема устройства точного досчста; на фиг. 3 — эмиттер электронов.

Прибор (фиг. 1) состоит из регистратора l, устройс7ва 2 точного досчета, усилителя 8, хладопрого73 -1, эмиттера электронов 5, зажимов 6 и 7 для по (ключения измеряемого то5 ка, автоанода 8 со щелью, электронно-оптической системы, сосгоящсй из дву.; .астсй (9 —— фокусирующий, 1У вЂ” ускоряющий электроды), элсKT „ 0HH0rо умножите 7я 11 H 1, ра 13.

10 Система из элементов 4 — 18 заключена в стеклянный баллон 14, в котором создан высокий вакуум.

Регистратор 1 (см. фиг. 1) предназначен для регистрации информации об измеряемом

15 токе в цифровой илп аналоговой форме. Хладопровоj 4 обеспечивает необходимый тепловой режим эмиттера электронов 5.

Устройство точного досчета (фиг. 2) состоит из регистраторов 16 — 18 (пересчетных

20 схем), схем антпсовпадения 19 — 21 и амплитудных дискриминаторов 22 — 25. По шине 26 поступают сигналы с усилителя; шины 27—

80 служат для подачи уровней дискриминаторов, с1исло дискриминаторов и соответствую25 щес ему шсло схем антисовпадения и регистраторов определяется вели1пной измеряемого тока, разрешением электронного умножителя и быстродействием усилителя.

Эмиттер электронов (фиг. 3) представляет

30 собой / -образную пол ч7поводниковую пла.-.:-Ф

4В

236635 " -

35 стпну, на торцы которой нанесены омическпе контакты: и-об I;I cTI 81, электронно-дыро шый переход 82 и 11-область 88; с — ширина, d — толщина перехода.

Работает прибор следующим образом.

Пр:I подключении к за>кимам б и 7 источника измеряемого тока (плюс к р-области, минус к и-области) потенциальный барьер для Основных носителей в обеих частях эмиттера 5 (см. фиг. 1) пони>кается, вследствие

1его в обедненной области появля10тся электроны, количество которых пропорц11ональHÎ

11змерясмому току. В результате проникноьения в обедненную область внешнего поля, создаваемого автоанодом 8, свободные электроны дрейфуют в сторону автоанода и на

Границе «1> — n»-переход —,вакуум за счет автоэмиссип покидают эмиттер 5, выводятся через щель в автоаноде 8, фокусируются (электрод 9), ускоряются (электрод 10), умножаются электронным умножителем 11, и на

11агрузке Я возникает импульс, амплитуда которого пропорциональна вылету с эмиттера

5 одного электрона (в случае измерения весьма»aлых токов, например 10 19 а), 11мп;,Tbcbl с электронног0 множителя ступают в усилитель 8, затем в регистратор 1 и одповрсме11но в устройство точного досчета по шине 26 (см. фиг. 2). Срабатывают дискрпм,1наторы 22 — 24 и схемы антисовпадений

19 и 20. Схема антисовпадений 21, вследствие отсутств11я сигнала с дискриминатора 25, выдае 1. с;1ГII3,T H pel HOTpHToр трОек 17. Окон 1ательпый результат равен сумме показаний регистраторов 1, 15 — 18 минус фон за время

11змерен нл, OoуcëOÂëcHHûÉ В Основнох(фл итуационн DIII процессами в электро:1ном умпожителе.

Геометрические размеры электронно-дырочного перехода (ширина с и толщина а на фпг. 3) и напряженность поля, создаваемого автоанодом 8 в его области, должны быть такими, чтооы тунцеlbHOc «просачивание» бы10 возможным только для электронов определенной энергии, соответствующеи прямому смещению «1> — и»-перехода за счет измеряем ОГО тока. При э l ом э зеKTpoHbl, 00 за даюlцие энергией, достаточной для преодоления внутреннего потенциального барьера при отсутствии внешнего смещения, дол>кны проходить в

fL-область. Количество таких электронов определяется в ос1овном тепловым режимом эмиттера 5, который зависит 0Т температуры x;IBдопровода 4.

Предмет изобретения

Прибор для измерения сверхмалых токов, содержащий усилитель, регистраторы, элекТроННо-оптическую систему и электронный умнOжитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, увеличения чувствительности и быстродействия, он снабжен полупроводниковым эмиттером электронов, выполненHhlIl из пластины Q-образной формы с электронно-дыро IHI 1ì переходом в вершине, и устройством то1ного досчета, выполненным на ам11лH 1удHыx дискриминаToраx, связанных через схемы антпсовпадений с регистраторами.

236635 авив. 1

Составитель В. T. Голенко

Текред Л. К. Малова 1;орректор Н. В. Дятлова

Редактор Б, Б. Федотов

Типография, пр. Сапунова, 2.закс!а 160 13 Тира>к 480 Подписное

ЦНИ11П11 Когиитста Ilo делам изооретений и открытий при Совете Министров СССР

Москвы, Центр, Ilp. Серова, д. 4