Устройство для измерения емкости полупроводниковых приборов

 

ОП ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севещкмз

Соцналнстнюесква

Республнк

«» 699455 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.01.77 (21) 2439489/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 01 R 31/26

Гвсудврвтввнньй квмитет

СССР аа делам нзвбрвтвнкй. н вткрытнй (53) УДК 621.382..2 (088.8) Опубликовано 25.11.79. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 03.12.79 (72) Авторы изобретения

Н. В. Громков, А. И. Мартяшин, В. М. Тростянский, П. П. Чураков и В. М. Шляндин (71) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для измерения емкости р — и-переходов полупроводниковых приборов.

Известны устройства для измерения емкости полупроводниковых приборов, включаемых в состав резистивно-емкостного делителя (1). Этим устроиствам свойственна невысокая точность измерений.

Известны устройства для измерения емкости полупроводниковых приборов, включаемых в состав колебательного контура, соединенного с генератором синусоидальных колебаний и частотомером (2) . Подобные устройства позволяют повысить точность измерений, однако, процесс измерения грудно поддается автоматизации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель емкости полупроводниковых приборов, содержащий операционный усилитель с клеммами для подключения испытуемого прибора в цепи отрицательной обратной связи, источник напряжения смещения, фильтр верхних частот, дифференциальный усилитель-ограничитель, аналоговуе запоминаю2 щие устройства, интегратор, электронный переключатель, схему совпадения, формирователь опорного интервала времени и счетчикЩЦелью изобретения является повышение

5 точности измерений.

Достигается это тем, что в устройство введены второй фильтр верхних частот, опорный резистор и двуполярный источник опорного напряжения, соединенный с вторым электронным переключателем, причем выход

1О дифференциального усилителя-ограничителя соединен через второй фильтр верхних частот с управляющим входом второго электронного переключателя, выход которого через опорный резистор соединен с входом

1> операционного усилителя, а фильтры верхних частот выполнены в виде дифференцирую щего у сил и тел я.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит исследуемый полу2О проводниковый прибор I, включенный в цепь параллельной отрицательной обратной связи операционного усилителя 2, вход которого через резистор R1 соединен с выходом

699455 источника 3 опорного напряжения постоянного тока, и через опорный резистор R e— с выходом переключателя 4, выход оц ера Ю ционного усилителя 2 через первый фильтр— дифференцирующий усилитель 5 — соединен с входами двух аналоговых запоминающих устройств 6 и 7, выходы которых через другой переключатель 8 соединены с одним из входов дифференциального усилителя-ограничителя 9. Выход последнего соединен со своим же вторым входом через интегратор 10, с управляющим входом од- 1Ф ного переключателя 8 и одним входом схемы совпадения 11 непосредственно и через второй фильтр — дифференцирующий усилитель 12 — с управляющим входом второго переключателя 4. Аналоговые входы переключателя соединены соответствующими выходами двухполярного источника напряжения 13; второй вход схемы совпадения 11 соединен с выходом формирователя 14 опорного интервала времени, а выход — с входом счетчика 15. 2О

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерения на р-н-переход полупроводникового прибора 1, включенного в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 2, подается через резистор R < напряжение смещения от источника 3 опорного напряжения постоянного тока. Этим смещением задается режим работы исследуемого р-и-перехода по >О постоянному току. Эквивалентная схема р-и-перехода полупроводникового прибора в случае подачи на него запирающего напряжения может быть представлена параллельным соединением резистора R co значением сопротивления, равным обратному сопротивлению р-п-перехода, и конденсатор С, со значением емкости, равным полной емкости р-п-перехода.

Благодаря наличию положительной об- gy ратной связи, на выходе дифференциального усилителя-ограничителя 9 возникают колебания прямоугольной формы, период которых зависит от емкости испытуемого р-и-перехода полупроводникового прибора.

Я

Частота генерируемых на выходе дифференциального усилителя-ограничителя 9 прямоугольных импульсов определяется выражением

Формирователь 14 опорного интервала времени формирует опорный интервал времени Т ц, на время которого открывается схема совпадения 11, и в счетчике 15 фиксируется число

N=f,ÒО= йф то .С

Я "Е ц Это число однозначно-ойределяется значением измеряемой емкости С р-п-перехода.

В приведенных формулах

R р — сопротивление опорного резистора;

То — опорный интервал времени;

С вЂ” емкость испытуемого полупроводникового прибора; м — постоянная времени дифференцирующего усилителя; т„- постоянная времени интегратора.

Описываемое устройство позволяет снизить напряжение остаточного электрического заряда на измеряемой емкости, обуславливаемого большой постоянной времени обратно смещенного р-и-перехода и приводящего к увеличению погрешности преобразования в известном устройстве.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения емкости полупроводниковых приборов, содержащее операционный усилитель с клеммами для подключения испытуемого прибора в цепи отрицательной обратной связи, источник напряжения смещения, фильтр верхних частот, дифференциальный усилитель-ограничитель, аналоговые запоминающие устройства, интегратор, электронный переключатель, схему совпадения, формирователь опорного интервала времени и счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй фильтр верхних частот, опорный резистор и двуполярный источник опорного напряжения, соединенный с вторым электронным переключателем, причем выход дифференциального усилителя-ограничителя соединен через второй фильтр верхних частот с управляющим входом второго электронного переключателя, выход которого через опорный резистор соединен с входом операционного усилителя.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что фильтры верхних частот выполнены в виде дифференцирующего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2448513/25, кл. 01 R 31(26, 02.77.

2. Авторское свидетельство СССР № 402836, кл. 01 R 31)26, 31.05.71.

3. Авторское свидетельство СССР № 512440, кл. 01 R 31/26, 17.06.74 (прототип).

699455

Составитель И. Музанов

Редактор Е. Гончар Техред О. Луговая Корректор Н. Задерновская

Заказ 7216 49 Тираж 10?3 Подписное

ЦН И И П И I осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4