Устройство для проверки и измерения параметров цифровых полупроводниковых элементов

 

359639

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со)оз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ЗО.Х1.1970 (№ 1607381/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.Х1.1972. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 9.1.1973

М. Кл. 6 05b 23/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министрае

СССР

УДК 658.562(088.8) Авторы изобретения

В. Т. Мошенский, В. И. Устинов и Ю. П. Безверхов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ И ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ЦИФРОВЫХ ПОЛУП РОВОДН И КОВЫХ ЭЛ ЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области цифровой контрольно-измерительной техники и предназначено для измерения статических параметров цифровых полупроводниковых элементов и их временных характеристик в наносекундном диапазоне.

Известны устройства для измерения переходных характеристик полупроводниковых приборов в наносекундном диапазоне, содержащие блок стробоскопических преобразователей входного и выходного сигналов, блок генератора импульсов, блок формирования стробимпульсов, схему автоматического сдвига стробимпульсов, блок управления.

Из|веспны та кже уcTpoHIcTBB для измереаия параметров цифровых полупроводниковых логических элементов, содержащие блок стробоскопических преобразователей входного и выходного сигналов, блок генератора импульсов, блок автоматического сдвига синхроимпульсов, блок формирователей стробимпульсов, блок измерения временных интервалов и блок управления.

Недостатком таких устройств является негочность отсчета временных интервалов, если измеряемые элементы имеют значительный разброс своих временных характеристик, так как требуется ручное переключение диапазона измерения временного интервала для получения необходимой точности. Попытка сохранения точности приводит к понижению производительности таких устройств и увеличению стоимости проверки логической схемы.

Предлагаемое устройство отличается тем, Б что, с целью повышения точности отсчета и введения автоматического измерения параметров, в устройство введены блоки управляемых преобразователей напряжения в ток, ко входам которых подключен выход блока вы10 работки напряжения для авто матического сдвига синхроимпульса, а выходы соединены со входом блока автоматического сдвига синхроимпульсов, а управляющие входы преобразователей напряжения в ток подключены

15 к соответствующим выходам дешифр ато р а, входы которого подсоединены к соответствующим выходам блока цифрового измерения интервалов времени, и блок программного измерения параметров, соединенный с соответст20 вующими выходами блока цифрового измерения интервалов времени и со входами блока генератора импульсов и блока управления.

Это позволило полностью автоматизировать процесс контроля цифровых полупроводнико25 вых логических элементов, введя между блоком управления и блоком генератора сигналов узел программного выбора режимов, который позволяет осуществить контроль параметров цифровых полупроводниковых элемен30 тов по признаку «годен — брак».

359639

На чертеже изображена блок- схема п!редлагаемого устройства. Устройство для проверки и измерения параметров цифровых полупроводниковых элементов содержит блок 1, состоящий из держателя цифровых полупроводниковых элементов и коммутации источников питающих напряжений и нагрузки; блок 2 стробоскопического преобразования входного сигнала; блок 8 стробоскопического преобразования выходного сигнала; блок 4 генератора импульсов; блок 5 автоматического сдвига синхроимпульсов, по сдвигаемому фронту которых формируются стробимпульсы блоком 6 формирования стробимпульсов; блок 7 дискриминатора начала отсчета измеряемого временного интервала; блок 8 дискриминатора конца отсчета измеряемого временного интервала; блок 9 цифрового измерения интервалов времени; блок 10 выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов. На чертеже изображены также три блока 11 — 13 управляемых преобразователей напряжения в ток, на объединенные входы 14 — 16 которых подается напряжение для автоматического сдвига синхроимпульсов, а с выходов 17 — 19 снимается ток, пропорциональный напряжению на входах 14 — 16 соответственно, со своим для каждого преобразователя коэффициентом преобразования. Это происходит при наличии на управляющих входах 20 — 22 соответственно сигналов разрешения вырабатываемых блоком 23 дешифратора, который в свою очередь управляется сигналами с выхода схемы фиксации шага считывания блока 9 измерения временных интервалов. Задание режимов измерения параметров цифрового логического элемента, установленного в держателе блока 1, осуществляется по сигналам блока

24 управления. Последовательность измерения параметров и условия перехода к измерению следующего параметра определяются блоком 25 программного измерения параметров по принципу «годен — брак».

Вариант выполнения управляемого преобразователя напряжения в ток (блок 11) содержит диод 26, p — n — р транзистор 27 и сопротивление 28.

Работа устройства состоит в автоматическом измерении параметров цифрового полупроводникового элемента, установленного в держателе блока 1. Входные сигналы, нагрузка и напряжение источников питания для каждого измеряемого параметра устанавливаются в соответствии с ТУ на проверяемый элемент с помощью блока 1 по сигналам блока 24 управления. Входной импульсный сигнал на цифровой полупроводниковый элемент (и одновременно на стробоскопический преобразователь 2 входного сигнала) подается с выхода блока 4 генератора импульсов, в котором вырабатываются все серии импульсов, необходимые для работы устройства.

Определение временных параметров производится путем автоматического сравнения

15 го

25 зо

65 трансформированных во времени с помощью блоков 2 и 8 стробоскопических преобразователей входного и выходного сигналов на заданных техническими условиями на измеряемый элемент уровнях отсчета. Момент времени, соответствующий превышению входным сигналом заданного уровня, фиксируется блоком 7 дискриминатора начала отсчета временного интервала. Момент времени, соответствующий превышению;вых одным сипналом.заданного уровня, фи|ксируется блоком 8 дискриминатора конца отсчета временного интервала. Блок 9 измерения временного интервала фиксирует цифровое значение трансформированного измеряемого временного интервала пересчетом синхроимпульсов, заключенных между моментами начала и конца отсчета.

Для стробирования сигналов в блоках 2 и 8 блок 6 формирования стробимпульсов вырабатывает стробимпульсы по автоматически сдвигаемому фронту синхроимпульсов, подаваемых на вход этого блока с выхода блока автоматического сдвига синхроимпульсов, ко. торый обеспечивает задержку фронта синхроимпульсов,по заданной программе, определяемой законом изменения величины тока, подаваемого на вход блока 5 с объединенных выходов 17 — 19 блоков 11 — 18 управляемых преобразователей напряжения в ток.

На чертеже приведен вариант выполнения управляемого преобразователя напряжения в ток (блок 11), в котором база р — а — р транзистора 27 подключена к общей шине (земле), а анод диода 26 объединен с эмиттером р — n — p транзистора 27 и подключен через сопротивление 28 к клемме входа 14 и к выходу блока 10. Сигнал разрешения или запрещения преобразования напряжения на клемме 14 в ток на входе 17 подается на катод диода 26. При положительном сигнале (разрешение) диод 26 заперт, транзистор 27 открыт и через него протекает ток на выход 17.

Коэффициент преобразования (отрицательного) напряжения в ток в данном случае определяется величиной сопротивления 28. Работа транзистора 27 в линейном режиме обеспечивается заданием начального напряжения на выходе блока 10 и выбором сопротивления 28 значительно большим, чем сопротивление база-эмиттер открытого транзистора 27. При подаче на катод диода 26 отрицательного сигнала (запрещение) транзистор 27 закрывается и преобразователь выключен (ток на выходе отсутствует) .

Закон изменения величины тока на объединенных выходах 17 — 19 блоков 11 — 13 при фиксированном шаге считывания определяется законом изменения напряжения на выходе блока 10, в частном случае — это ступенчатое пил ообраз ное:на пряж е н ие, кото рому соот вепствует сту пен чатый пил о образный ток на объеди нен ных выходах блоков 11 — 13. Каждой сту пе ныке соответствует синх р оим пульс, подаваемый íà вхо д бл ока. 5 с,выхода блока 4. Вели чина сту пеныки то ка на выходе бло359639 ка 5 (ic объединенных выходов 17 —,19), определяет сдвиг фронта синхроим пулыс а IB блоке 5 отн о сителыно фронта предыдущепо синхроим пулыса. Этот сдвиг определяет шаг счит ывания сипналоB блоками 2 и 8 стробо окопических преобразователей. Ша г считывания о пределя ется маошта бом преобразования напряже ния с вых ода блошка 10 в ток на вх оде блoixa 5. Этот ма аштаб преобразования равен сумме коэффициентов преобразования на п ряжения в ток тех,преобразователей, на управляю щих входах (20 — 22) кон орых есть сигнал разре шения. К,омбинация разрешающ,их и запрещающих сигнало в вырабатывается дешифратором 28 в зависимости от кода, уста но влевного в схеме фиксации шага счи тьпва ния блока 9. Длителыность развертки при да ином шаге считывания определяется чиалом си нхр оим пульсов за один цикл изме рения (числом ступенек в одHotM импульсе ступенчатого пилообразного на пряжени я). Та к как заранее неиз вест на величина измеряемого Bремен ного интервала, то блок 24 устана вли вает в схеме фикса ции шага считывания блока 9 код, соответ спвующий минималыному шагу считывания (минимальной длительности развертки).

Если измеряемый временной интервал больше установленной длительности развертки, то происходит переполнение счетчика синхроимпульсов блока 9 и блок 24 устанавливает в схеме фиксации шага считывания блока 9 код, соответствующий большему шагу считывания.

Для оптимального использования длительностей разверток в блоке 5 предусмотрена регулировка момента начала стробирования входных и выходных сигналов.

Предмет изобретения

Устройство для проверки и измерения параметров цифровых полупроводниковых элементов, содержащее дешифратор, блок управлепия, соединенный с блоками держателя цифровых полупроводниковых элементов и коммутации источников питающих напряжений и нагрузки, выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов и генератор импульсов, который соединен с блоком выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов, с блоком автоматического сдвига синхроимпульсов, с блоком

10 управления, с блоком стробоскопического преобразования входного сигнала, а через блок держателя цифровых полупроводниковых элементов и коммутации источников питающих напряжений и нагрузки — с блоками

15 стробоскопического преобр азования выходного сигнала, которые соединены через дискриминаторы начала и конца отсчета измеряемого временного интервала с блоком цифрового измерения интервалов времени, блок автома20 тического сдвига синхроимпульсов через блок формирования стробимпульсов соединен с блоками стробоскопического преобразования входного и выходного сигнала, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения точности

25 отсчета временных интервалов и автоматизации измерения параметров, в устройство введены блоки управляемых преобразователей напряжения в ток, ко входам которых подключен выход блока выработки напряжения

30 для автоматического сдвига синхроимпульса, а выходы соединены со входом блока автоматического сдвига си нхроим пульсо в, уара вляющие входы преобразователей напряжения в ток подключены к соответствующим выхо35 дам дешифратора, входы которого подсоединены к соответствующим выходам блока цифрового измерения интервалов времени, и блок программного измерения параметров, соединенный с соответствующими выходами блока

40 цифрового измерения интервалов времени и со входами олока генератора импульсов и блока управления.

359639

Редактор Н. Коляда

Заказ 4249/10 Изд. Хо 1758 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель И. Василенков

Техред Л. Богданова

Корректоры: Л. Кириллова и А. Дзесова