Устройство для контроля допустимого напряжения полупроводниковых приборов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСК©МУ ТЕЛЬСТВО во8599ТЗ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 030979 (21) 2811892/18-2з с присоединением звяакм йо (23) Приоритет

Опубликовано 3008,81 Ьммлетеиь W 32 (51)М. КЛ.3

6 01 R 31/2б

ГосудврственныЬ комятет

СССР яо делан «зобретеияЬ н отарытяЬ (5З) УД (621. 382. . 3 (088. 8) Дата опубликования описания 3008В1

1 веревкин, B.Ä. ижевцов и В.А. йи1ев

1

1I (723 1вторь мзобретення (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛОПУСТИИОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для контроля и испытаний различных полупроводниковых приборов, в частности силовых вентилей, тирнсторов.

Йзвестны устройства для контроля допустимого напряжения полупроводниковых приборов, работа которых основана на формировании и измерении такого попытательного напряжения, при кото ювт через исматуеыый прибор протекает ток утечки заданной величины, содержащее высоковольтный управляеьый выпрямитель, к выходу которого подключаются: последовательно соединенные испытуемый полупроводниковый прибор и резистор, к выводам которого подключены входы блока сравнения, соединенного своим выходом с управляяаяим вхсщом высоковольтного выпрямителя (Ъ).

Недостатком устройства является необходимость подачи на испытуеавЮ прибор болыаого числа испытательных импульсов, что приводит к использованию точных gcTpoRcTB формирования испытательных. импульсов, усложняет схему установки и ухудшает ее весогабаритные показатели. Кроме того, это снижает произ водитель Hoc T ь уст а- новкн и увеличивает погрешность измерений за счет изменения температуры структуры: во время испытаний.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому язляется устройство для измерения допустимого обратного напряжения, содержащее, источник напряжения. регулирующий элемент, токосаемный резистор, схему сравнения и измеритель напряжения, причем входы схеьви сравнения подключены к выводам токосъемного резистора, ее выход соединен с управлякщим

15 входом регулирувявего элемента, а измеритель напряжения подключен к выводам истытуемого прибора. схема сравнения управляет регулирующим элементом таким образом, что на испытуе2© мом приборе обеспечивается поддержание напряжения, при котором через него течет ток утечки заданной величины. Это напряжение контролируется измерителем напряжения к является допустимым напряжением прибора (21.

Недостатками известного устройства являются низкая надежность и ограниченный срок службы, обусловленные применением в качестве регулнруктяе30 го элемента специальных электронных

859973 ламп, а также ограниченный диапазон испытательных напряжений, связанный с предельными воэможностями того же регулирующего элемента..Кроме того, устройство позволяет формировать однополярные испытательные напряжения, что снижает производительность контроля полупроводниковых приборов типа тиристоров, у которых контролируются допустимые напряжения в прямом и обратном направлениях,.

Цель изобретения — повышение на- © дежности устройства и расширение диапазона испытательных напряжений, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля допустимого напряжения полупроводниковых приборов, содержащее источник напряжения, регулирующий элемент, токосъемный резистор, схему сравнения и измеритель напряжения, причем входы схемы сравнения подключены к выводам токосъемного резистора, ее выход соединен с управляющим входом регулирующего элемента, а измеритель напряжения подключен к выводам испытуемого прибора, введены повыаающий трансфор- 25 матор, высоковольтный ключ и устройство синхронизации, входы которого под. ключены параллельно источнику напряжения, один иэ выходов соединен с синхрониэирующим входом схемы сравнения, а другой с управляющим входом высоковольтного ключа, причем первичная обмотка повышакщего трансформатора через регулирующий элемент подключена к источнику напряжения, а в цепь вторичной обмотки включены последовательно соединенные высоковольтный ключ, испытуемый прибор и токосъемныи резистор.

На чертеже изображена блок-схема 4 устройства..

Устройство содержит источник 1 напряжений, параллельно которому подключены входы устройства 2 синхронизации. Первичная обмотка повышающего 4$ трансформатора 3 подключена к источнику 1 напряжения через регулирующий -элемент 4, управляющий вход которого соединен с выходом схемы 5 сравнения. Б цепь вторичной обмотки по- $© вышакщего трансформатора 3 последовательно включены испытуемый. прибор

6, токосъемный резистор 7 и высоковольтный ключ 8, управлякщий вход которого соединен с одним из выходов устройства 2 синхронизации, второй выход которого соединен с синхронизирующим входом схемы 5 сравнения. измерительные входы схем 5 сравнения подключены параллельно токосъемному резистору 7. Параллельно клем- © мам для подключения испытуемого прибора подключен измеритель 9 напряжения.

Устройство работает следующим образом.

На выходе источника 1 напряжения, которым может быть, например, вторичная обмотка согласующего трансформатора или питающая сеть, действует напряжение синусоидальной формы с частотой, равной частоте сети. Устройство 2 синхронизации, выходы которого подключены параллельно выходу источника 1 напряжения, формирует им» пульсы синхронизации, длительность которых примерно равна половине полуволны сети, а начало совпадает с моментом перехода. напряжения сети через нуль. Эти импульсы,: поступая на управляющий вход высоковольтного ключа 8, открывают его и поддерживают в открытом состоянии во время прохождения испытательного импульса тока. Поступая на управляющий вход схемы 5 сравнения, импульсы синхронизации открывают ключ, входящий в схему сравнейия, и сигнал с выхода схемы сравнения попадает на управляющий вход регулирукщего элемента 4.

Величина сигнала с выхода схемы 5 сравнения пропорциональна разности между напряжением с токосъемиого резистора 7 (током через испытуемый прибор) и опорным напряжением (заданной величиной тока). Этот сигнал открывает регулирующий .элемент 4, выполненный, например, на транзисторе, включенном в диагональ выпрямленного тока силового ди6дного моста.

Прн отпирании регулирукщего элемента 4 напряжение на вторичной обмотке трансформатора 3 повыаается до тех пор, пока величина тока через испытуемый прибор не станет равной заданной. Этот уровень тока поддерживается постоянньйч в течение половины полупериода сети., после .чего с управляющих входов высоковольтного ключа 8 и схемы 5 сравнения снимаются импульсы синхронизации, в результате чего запирается регулирующий элемент 4 и эа счет самонндукции трансформатора 3 возникает выброс напряжения противоположной полярности, способствующий запиранию высоковольтного ключа.8, выполненного, например в виде двух встречно-параллельно включенных тиристорров.

Таыим образом, через испытуемый прибор проходит импульс тока трапецеидальной. форма с постоянной амплитудой и длительностью, близкой к половине иолупериода сети. Еще через четверть периода -после перехода напряжения сети через нуль процесс повторяется и через испытуемый прибор проходит импульс тока другой полярности

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность устройства и расыирить.диапазон испытательных напряжений. При формировании испытательных импульсов непосредственно от питакщей сети pery 859973 лирукщий элемент и высоковольтный ключ, запираясь, формируют укороченный импульс испытательного тока длителъностью до половины полупериода питающей сети. Ограничение длительности импульса тока позволяет во вторую половину полупериода сети разрядиться трансформатору от накопленной энергии. Разряд трансформатора ускоряется эа счет того, что в это время ,регулирующий элемент и высоковольт- р ный ключ заперты. В период времени от окончания импульса тока до начала следующей полуволны трансформатор раз-. ряжается полностью, что позволяет избежать насыщение его сердечника при испытании приборов с любой несимметричностью их вольтамперных характеристик в,прямом и обратном направлении. За счет того, что трансформатор. разряжается полностью ток к началу каждого следующего полупериода равен 2© улю, что позволяет осуществить нерерывное регулирование амплитуды импульса испытательного тока при включении регулирующего элемента в цепь первичной обмотки трансформатора, а Я также выполнить его на ннзковольтнцх элементах, напрнмер транзисторах, что повышает надежность регулирующего элемента и всего ус ройства в целом.

Кроме того, предлагаемое построе- .@ ние устройства позволяет за счет выбора параметров согласующего трансформатора регулировать низковольтным регулирующим элементом ток при больших уровнях напряжения на испытуемом З приборе и расширить диапазон регулир ования токов без ухудшения точности задания тока.

Формула изобретения

Устройство.для контроля допустимого напряжения полупроводниковых приборов, содержащее источник напряжения, регулирующий элемент, токосъемный резистор, схему сравнения и иэмеритель напряжения, причем входы схемы сравнения подключены к выводам токосъемнога резистора, ее выход соединен с управляющим входом регулирующего элемента, @ измеритель напряжения подицечен к выводам испытуемого прибора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьыения надежности устройства и расширения диапазона испытательных напряжений, в него введены повьыающий трансформатор, высоковольтный ключ и устройство синхронизацйи, входы которого подключены параллельно источняку напряжения, один из выходов соединен с синхронизирующнм входом схемы сравнения, а другойс управлякщим входом высоковольтного ключа, причем первичная обмотка повьыающего трансформатора через регулирующяй элемент подключена к источнику напряжения, а в цепь вторичной обмотки включены последовательно соединенные высоковольтный ключ, испытуемый прибор и токосъемный резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 241547, кл. 0 01 R 31 /26, 1969.

2. Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерении, Под ред.

H.Н. Горюнова, 0.P Носова. М., "Советское радйо", 1968, с. 35 (прототип).

859973

Тирам 732 Подписное

BHHHGH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, It-35, Рауыская наб., д. 4/5,Заказ 7541/б9 филиал ППП "Патент", r. Умгород, ул. Проектная, 4

Составнтелв Р. Брызгалов

Редактор М. Лысогорова Техред А. Бабннец Корректор g. Помо