CS226876B1

CS226876B1 - Circuitry for measuring switching characteristics of semiconductor elements,especially thyristors

Info

Publication number: CS226876B1
Application number: CS816310A
Authority: CS
Inventors: Josef Ing Zika; Josef Schaffer
Original assignee: Josef Ing Zika; Josef Schaffer
Priority date: 1981-08-24
Filing date: 1981-08-24
Publication date: 1984-04-16

Description

Vynález se týká zapojení obvodu pro měření spínacích vlastností polovodičových součástek zejména tyristorů.The invention relates to a circuit for measuring the switching properties of semiconductor devices, in particular thyristors.

Sériová výroba polovodičových prvků vyžaduje obvod pro přesné snadno ověřitelné a rychlé vyhodnocení stavu měřené polovodičové součástky.Series production of semiconductor devices requires a circuit for accurate, easy verifiable and fast evaluation of the state of the measured semiconductor device.

Dosud používaný způsob měření se provádí například tak, že na řídicí elektrodu měřené polovodičové součástky je přiváděno regulované stejnosměrné napětí. V okamžiku sepnutí polovodičové součástky se rozsvítí žárovka a na měřícicích přístrojích se odečte napětí a proud řídicí elektrody.The method of measurement used hitherto is carried out, for example, by applying a controlled direct voltage to the control electrode of the semiconductor component to be measured. As soon as the semiconductor device is switched on, the bulb lights up and the control electrode voltage and current are read on the measuring instruments.

Přitom velmi záleží na přesném nastavení příslušného napětí obsluhou. Tato měření jsou zdlouhavá, nepřesné a z hlediska manipulace při nastavování potřebných napětí a proudů do řídicí elektrody včetně odečítání naměřených hodnot značně složitá. Další nevýhodou uvedeného způsobu měření je, že obsluha nepostihne anomální jevy vznikající při spínání a tak zařadí mezi dobré i nevyhovující součástky.The precise setting of the voltage by the operator is very important. These measurements are lengthy, inaccurate and difficult to handle when adjusting the required voltages and currents to the control electrode, including reading the measured values. Another disadvantage of said method of measurement is that the operator does not affect the anomalous phenomena occurring during switching and thus ranks among the good and unsatisfactory components.

Výše .uvedené nedostatky odstraňuje zapojení obvodu podle vynálezu jehož podstatou je, že zdroj stejnosměrného napětí je připojen kladným vývodem na kolektor klíčovacího tranzistoru. Báze tranzistoru je připojena na řídicí obvod a emitor na anodu zkoušeného prvku. Katoda zkoušeného prvku je připojena na vyhodnocovací obvod a přesThe aforementioned drawbacks are eliminated by the circuit according to the invention, the essence of which is that the DC voltage source is connected by a positive terminal to the collector of the keying transistor. The transistor base is connected to the control circuit and the emitter to the anode of the test element. The cathode of the test element is connected to the evaluation circuit and via

226 876226 876

226 876 odpor jednak na záporný pól zdroje a současně na cejchovací a vyhodnocovací obvod. Na vyhodnocovací obvod je též připojena řídicí elektroda zkoušeného prvku. Vyhodnocovací obvod je déle propojen s cejchovacím a řídicím obvodem. Řídicí obvod je dále připojen na synchronizační obvod, Který je připojen ke zdroji sítového napětí společně se zdrojem stejnosměrného napětí.226 876 resistance to the negative pole of the power supply and to the calibration and evaluation circuit. The control electrode of the test element is also connected to the evaluation circuit. The evaluation circuit is longer connected to the calibration and control circuit. The control circuit is further connected to a synchronization circuit that is connected to a mains voltage source together with a direct voltage source.

Uvedené zapojeni podle vynálezu zaručuje, že na měřené součástce je vždy stejné napětí v okamžiku sepnutí, takže měření probíhá vždy za stejných podmínek. Nastavování potřebných napětí a proudů do řídicí elektrody a odečítání naměřených hodnot je přesnější a rychlejší.Said connection according to the invention ensures that the measured component always has the same voltage at the moment of switching, so that the measurement always takes place under the same conditions. Setting the required voltages and currents into the control electrode and reading the measured values is more accurate and faster.

Na připojených výkresech je na obr. 1 znázorněno zapojeni obvodu podle výkresu, na obr. 2 přední část voltampérové charakteristiky na stínítku obrazovky v okamžiku sepnutí měřené součástky vyznačené plnou čarou, čerchovanou čarou je vyznačena celá voltampérové charakteristika v případě, že nedošlo k sepnutí měřené součástky. Na obr. 3 je znázorněna kalibrace průběhu do požadovaných souřadnic projevující se jako úhlopříčka ve vyznačené oblasti na stínítku obrazovky.In the accompanying drawings, FIG. 1 shows the circuit according to the drawing; FIG. 2 shows the front part of the volt-ampere characteristic on the screen at the moment of the measurement component being indicated by a solid line; . Fig. 3 shows the calibration of the waveform to the desired coordinates, shown as a diagonal in the indicated area on the screen.

Na obr. 1 je znázorněn příklad zapojení obvodu pro měření spínacích vlastností polovodičových součástek. Zdroj stejnosměrného napětí Z1 je připojen kladným vývodem na kolektor klíčovacího tranzistoru XI. jehož báze je připojena na svorku 1 řídicího obvodu ŘQ a emitor na anodu zkoušeného prvku ZT. Katgoda zkoušeného prvku ZT je připojena na svorku 1’ vyhodnocovacího obvodu VO a přes odpor P3 jednak na záporný pól zdroje Zl a současně na svorku 81 cejchovacího obvodu CO a svorku vyhodnocovacího obvodu VO. Řídicí elektroda zkoušeného prvku ZT je připojena na svorku £' vyhodnocovacího obvodu VO. Svorka 2' vyhodnocovacího obvodu VO je spojena se svorkou 11 cejchovacího obvodu CO a svorkou J řídicího obvodu ŘO . Svorka jí řídicího obvodu ŘO je spojena se svorkou 30 synchronizačního obvodu SO. Napájecí svorky 10 a 20 synchronizačního obvodu SO jsou připojeny na zdroji síťového napětí společně se zdrojem stejnosměrného napětí Zl.Fig. 1 shows an example of a circuit for measuring the switching properties of semiconductor devices. The DC voltage source Z1 is connected by a positive terminal to the collector of the keying transistor XI. whose base is connected to terminal 1 of the control circuit 10 and the emitter to the anode of the test element ZT. The cathode of the test element ZT is connected to terminal 1 ' of evaluation circuit V0 and through resistor P3 to both the negative pole of the source Z1 and at the same time to terminal 81 of the calibration circuit CO and the terminal of evaluation circuit VO. The control electrode of the test element ZT is connected to the terminal 8 'of the evaluation circuit VO. The evaluation circuit terminal 2 'is connected to the calibration circuit terminal 11 and the control circuit terminal J of the control circuit. The terminal of the control circuit MA is connected to the terminal 30 of the synchronization circuit SO. The power terminals 10 and 20 of the synchronization circuit SO are connected to the mains power supply together with the DC voltage source Z1.

Měřená součástka je napájena stejnosměrným proudem ze zdroje Zl, který je klíčován výkonovým tranzistorem XI, jehož báze je synchronizována synchronizačním obvodem SO. Synchronizační obvod SO vytváří pulsy pro řídicí ŘO a vyhodnocovací VO obvod. Tyto pulsy jsou synchronizovány kmitočtem sítě. Podstatou řídicího obvodu ŘO je Schmidtův klopný obvod, ze kterého jsou zpracované pulsy přiváděny na bázi výkonového tranzistoru XI. Vyhodnocovací obvod VO snímá napětí a proud tekoucí do řídicí elektrody zkoušeného prvku ZT. Toto napětí je rovněž synchronizováno pomocí synchronizačního obvodu SO. Vyhodnocovací obvod VO je tvořen měrnými odpory zařazenými do obvodu řídicí elektrody měřeného prvku ZT. V tomto obvodu je možno volit proudový rozsah. Snímané napětí a proud řídicí elektrodou jsou zavedeny z výstupu vyhodnocovacího obvodu VO do osciloskopu, na jehož obrazovce je zobrazen průběh voltampérové charakteristiky. Uvedené zapojení zaručuje, že na měřené součástce je vždy napětí v okamžiku sepnutí, takže se měření provádí za stejných podmínek. V okamžiku kdy začne měřenou součástkou ZT protékat proud, tj. tyristor je sepnut, objeví se na odporu R£ protinapětí, které ukončí zvyěo3The measured component is supplied with direct current from the source Z1, which is keyed by the power transistor XI, the base of which is synchronized by the synchronization circuit SO. The SO synchronization circuit generates pulses for the control MA and evaluation ROI. These pulses are synchronized by the mains frequency. The essence of the control circuit of the MA is the Schmidt flip-flop, from which the processed pulses are fed on the basis of power transistor XI. The VO evaluation circuit senses the voltage and current flowing into the control electrode of the test element ZT. This voltage is also synchronized by the synchronization circuit SO. The evaluation circuit VO consists of resistors integrated into the control electrode circuit of the measured element ZT. The current range can be selected in this circuit. The sensed voltage and current through the control electrode are fed from the output of the VO evaluation circuit to an oscilloscope displaying the waveform of the volt-ampere characteristic. This connection ensures that the measured component always has voltage at the moment of switching, so that the measurement is carried out under the same conditions. At the moment when current flows through the measured component ZT, ie the thyristor is closed, a counter voltage occurs at the resistor R,, which terminates the current.

226 876 vání proudu a napětí do řídicí elektrody. Na stínítku obrazovky se zobrazí pouze přední část voltampérové charakteristiky vyznačená plnou čarou na obr. 2. V případě, že nedojde k sepnutí měřené součástky ZT. vykreslí se oelé voltampérová charakteristika tak, jak je vyznačena čarou na obr. 2. Cejchovací obvod CO obsahuje zdroj přesného napětí, které, po přepnutí příslušného přepínače a odpojení řídicí elektrody zkoušeného prvku ZT je přivedeno na měrné odpory vyhodnocovacího obvodu VO. To umožňuje rychlou kontrolu kalibrace průběhu charakteristiky do požadovaných souřadnic, projevující se jako úhlopříčka ve vyznačené oblasti na stínítku obrazovky na obr. 3.226 876 supplying current and voltage to the control electrode. Only the front part of the volt-ampere characteristic, indicated by the solid line in Fig. 2, will be shown on the screen of the screen. 2. The calibrating circuit CO contains an accurate voltage source which, after switching the respective switch and disconnecting the control electrode of the test element ZT, is applied to the measuring resistances of the evaluation circuit VO. This allows a quick check of the calibration of the characteristic curve to the desired coordinates, manifesting itself as a diagonal in the indicated area on the screen of Figure 3.

Takto zapojený obvod je vhodný například pro zkušebny prvků, kde by byla podstatně zvýšena přesnost a produktivita měření tyristorů.The circuit connected in this way is suitable, for example, for element testing rooms where the accuracy and productivity of thyristor measurements would be substantially increased.

Claims

Circuit for measuring the switching properties of semiconductor devices, in particular thyristors, consisting of a DC voltage source, a synchronizing circuit, a control circuit, a calibrating circuit and an evaluation circuit, characterized in that the DC voltage source (Zk) is connected via a positive terminal to the collector whose phase is connected to the first terminal (1) of the control circuit (MA) and whose emitter is connected to the anode of the test element (ZT), which has a cathode connected to the first terminal (1) of the evaluation circuit (VO) and via resistance (R3) both to the negative pole of the DC power supply (Zl) and at the same time to the second terminal (21) of the heater circuit (CO) and the third terminal (3 ') of the evaluation circuit (VO), the test electrode control element (ZT) being connected to the fourth terminal (4) *) of the evaluation circuit (VO), the second terminal (2 *) of the evaluation circuit (VO) is connected simultaneously with the first terminal (11) a calibration circuit (CO) and a third terminal (3) of the control circuit (MA), the second terminal (2) of the control circuit (MA) being connected to the third terminal (30) of the synchronization circuit (SO) whose power terminals ( 10, 20) are connected to a mains voltage source.