К.т.н.  Бараненко  Р.В.

Херсонский национальный технический университет, Украина

ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВА

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ОБРАТНЫХ ТОКОВ ПЕРЕХОДОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

 

Постоянное развитие средств измерений и контроля различных параметров изделий и процессов является неотъемлемой частью научно-технического прогресса. В настоящее время существенное влияние на методы построения измерительных систем оказывает использование ЭВМ для обработки результатов измерений и управления различными процессами [1].

Одной из основных задач при разработке измерительных систем является повышение точности, быстродействия и увеличение диапазона измеряемых величин.

Известное устройство для определения нестабильности обратных токов переходов полупроводниковых приборов, содержащее схему сравнения и регистрирующий прибор, не обеспечивает точности при непрерывном измерении.

Целью работы является расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что разработанное авторами устройство [2], с целью увеличения точности при непрерывном измерении, содержит цифровое управляемое сопротивление, образованное двумя электрическими цепочками, одна из которых содержит последовательно соединенные эталонные сопротивления, а другая ? последовательно соединенные электронные ключи, средние точки двух цепей соединены между собой, а входы электронных ключей ? со счетчиком, при этом цифровое управляемое сопротивление соединено с входами регистрирующего прибора и схемы сравнения, выход которой через последовательно соединенные триггер и ключ соединен со счетчиком, второй вход которого соединен с входом триггера, второй вход ключа соединен с генератором.

На рис. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства.

 

Рис. 1. Структурная схема устройства [2]

 

На схеме приняты следующие обозначения: схема 1 сравнения; триггер 2; ключ 3; генератор 4 импульсов; счетчик 5 ; регистрирующий прибор 6; ключи 7 – 12; эталонные сопротивления 13 – 18.

Эталонные сопротивления совместно с ключами представляют собой последовательное цифровое управляемое сопротивление, которое совместно с испытуемым полупроводниковым прибором образует управляемый делитель напряжения.

Устройство работает следующим образом.

С приходом импульса «Пуск» триггер 2 и счетчик 5 устанавливаются в такое состояние, при котором ключи 7 – 12 закорачивают сопротивления 13 – 18, а триггер разрешает поступать импульсам с выхода генератора 4 через ключ 8 на счетный вход счетчика 5. Счетчик, управляя ключами 7 – 12, увеличивает ступеньками сопротивление делителя; при этом увеличивается ступеньками и напряжение , снимаемое со средней точки делителя, которое подается на вход схемы 1 сравнения:

,     (1)

где   ? напряжение, при котором испытывается полупроводниковый прибор;

  ? омическое сопротивление испытуемого прибора;

  ? величина цифрового управляемого сопротивления, соответствующая коду, находящемуся в счетчике. Это напряжение растет до тех пор, пока не сравняется с опорным напряжением , подаваемым на другой вход схемы сравнения. По сигналу со схемы 1 сравнения триггер 2 переходит в другое состояние, при котором он запрещает поступление импульсов на вход счетчика 5. Значение кода в счетчике пропорционально значению обратного тока. При равенстве напряжений   и   регистрирующий прибор фиксирует «Нуль».

Если изменится сопротивление испытуемого полупроводникового прибора, то соответственно изменится и величина тока через делитель, изменится напряжение, снимаемое со средней точки делителя. Разность напряжений ? опорного и делителя ? пропорциональна величине отклонения обратного тока полупроводникового прибора. Эта разность не компенсируется цифровым управляемым сопротивлением, так как триггер  2 запрещает поступление импульсов с генератора на вход счетчика. Для всех испытуемых приборов величина опорного напряжения   одна и та же, поэтому значение отклонения обратного тока выражается в относительных единицах.

 

Список использованных источников:

1. Тверезовський  В.С. Принцип здійснення гнучкого програмного керування елементами вимірювальних систем за аналізом їх експоненціальних параметрів / В.С.  Тверезовський , Р.В.  Бараненко // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2003. – №2 (18). – С. 297–301.

2. Авторское свидетельство СССР №366423 «Устройство для определения нестабильности обратных токов переходов полупроводниковых приборов» / В.З. Лубяный , А.В. Божко, В.С. Тверезовский , А.П. Лебеденко .  - М.Кл.  G01R31 /26. - Опубл . 16.01.1973, Бюл . №7.