DE1200438B

DE1200438B - Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung der Verlustleistung eines Transistors bei der Messung seiner Parameter

Info

Publication number: DE1200438B
Application number: DEP33735A
Authority: DE
Inventors: Hermann Schoen
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1964-03-03
Filing date: 1964-03-03
Publication date: 1965-09-09
Also published as: GB1053273A; NL6502336A; FR1427343A; US3390285A; JPS428164B1

Description

Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung der Verlustleistung eines Transistors bei der Messung seiner Parameter Bekanntlich werden die Eigenschaften eines Transistors von seinem Arbeitspunkt, d. h. von der Kollektor-Basis-Spannung und dem Emitterstrom, und bei einigen Parametern auch stark von der Kristalltemperatur bestimmt. Diese Kristalltemperatur hängt ihrerseits einmal von der Umgebungstemperatur des zu untersuchenden Transistors, zum anderen von der während des Meßvorganges im Kristall erzeugten Verlustleistung ab. Während die Umgebungstemperatur mit einfachen Mitteln zu messen und konstant zu halten ist, bewirkt jede Veränderung des Arbeitspunktes während der Messung im allgemeinen eine entsprechende Änderung der Verlustleistung und damit auch der Kristalltemperatur, wodurch die Bestimmung der Strom- und Spannungsabhängigkeit des betreffenden Parameters stark erschwert wird.
Man kann dieser Schwierigkeit dadurch begegnen, daß man den Arbeitspunkt so variiert, daß die resultierenden Verlustleistung konstant bleibt. Da der überwiegende Anteil der entsprechenden Verlustleistung im aktiven Arbeitsbereich des Transistors in seiner Kollektorsperrschicht entsteht, genügt es, das Produkt aus der Kollektor-Basis-Spannung und dem Kollektorstrom konstant zu halten.
Es ist üblich und bekannt, dies in der Weise durchzuführen, daß eine variable Spannungsquelle (für die Kollektor-Basis-Spannung UCB) und eine variable Stromquelle (für den Emitterstrom IE) getrennt auf die erforderlichen Werte eingestellt werden. Dieses Verfahren ist jedoch recht umständlich und zeitraubend. Außerdem erfordert es die jeweilige Berechnung des Stromes zu jeder eingestellten Spannung.
Diesen Mängeln wird erfindungsgemäß dadurch abgeholfen, daß ein mit seinen Enden zwischen der Basis des zu messenden Transistors und dem Emitter des als Stromquelle fungierenden Transistors und mit seinem Abgriff auf festem, positivem Potential liegendes, sowohl die Kollektor-Basis-Spannung als auch die Stromquelle gleichzeitig, jedoch in entgegengesetztem Sinne beeinflussendes Potentiometer vorgesehen ist.
Dabei besteht eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens darin, mit Hilfe eines weiteren Potentiometers auch die jeweilige Verlustleistung kontinuierlich einstellen zu können. Dieses Potentiometer wird mit seinen Enden zwischen den Klemmen der festen Spannungsquelle und mit seinem Abgriff an der Basis des als Stromquelle fungierenden Transistors angeschlossen.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Darin zeigt F i g. 1 eine Anordnung gemäß der Erfindung und Fig.2 eine verbesserte Ausführungsform mit zusätzlich stabilisierter Stromquelle.
Der Emitteranschluß des zu messenden Transistors 1 (F i g. 1) ist mit dem Kollektor des als Stromquelle fungierenden Transistors 2 verbunden.
Da der Kollektorstrom eines Transistors nahezu gleich dem Emitterstrom und von der Kollektor-Basis-Spannung in weiten Grenzen unabhängig ist, gilt mit hinreichender Genauigkeit IE1 = 1C2 = 1E2 Die Gleichstromverstärkung A sei als 1 angenommen. Mit Hilfe des Potentiometers 3 läßt sich der Emitterstrom des Transistors 2 verändern. Setzt man den im Emitterkreis des Transistors 2 liegenden Anteil des Potentiometers 3 gleich n R, wobei R der Gesamtwiderstand des Potentiometers ist, so gilt für n zwischen O und 1 Ul JE j 1E2 = n R Ei 1C1 (1) U1 ist um die Basis-Emitter-Spannung UEB2 des Transistors 2 kleiner als die am Potentiometer 4 abgegriffene Spannung. Wegen des exponentiellen Zusammenhangs ist UEB2 nur wenig von IE2 abhängig, so daß Ut praktisch konstant ist.
Unter der Voraussetzung, daß der Basisstrom IB1 des Transistors 1 klein gegen 1o ist, gilt ferner -UcB1= UO - IO (l-n) R . (2) Damit erhält man für die Kollektorverlustleistung mit ausreichender Näherung folgenden Ausdruck Die Kollektorverlustleistung wird unabhängig von n (und damit von dem eingestellten Arbeitspunkt), wenn U0-10R = 0 wird. Das läßt sich z. B. durch entsprechende Wahl von 1o in einfacher Weise realisieren.
Gleichung (3) geht dann über in Ncl = U1.
Darin ist 1o durch die obige Bedingung festgelegt, U1 dagegen kann verändert werden. Die Verlustleistung läßt sich daher mittels des Potentiometers 4 einstellen, dessen Variationsbereich durch den Widerstand 5 eingeengt ist. Sie ist der abgegriffenen Spannung proportional. Der Stromgenerator läßt sich z. B. durch eine Spannungsquelle mit hohem Innenwiderstand darstellen. Deren EMK muß dann > UO sein, damit während der Arbeitspunktänderung des Transistors 1 1o konstant bleibt. Um von Netzspannungsschwankungen unabhängig zu werden, wird man UO einer stabilisierten Spannungsquelle entnehmen. Dann muß aber auch 1o stabilisiert werden. Das erfordert in diesem Fall einen hohen Schaltungsaufwand.
Deshalb wird bei einer Anordnung nach F i g. 2 ein anderer Weg beschritten, indem für die Erzeugung von 1o ein weiterer Transistor 6 verwendet wird, der vom komplementären Typ zu den Transistoren 1 und 2 sein muß. 8 ist eine Zenerdiode, deren Zenerspannung Uz den Spannungsabfall am Widerstand 7 bestimmt Dieser Widerstand wird so eingestellt, daß der Kollektorstrom des Transistors 6 gleich dem geforderten 1o wird. In diesem Fall kommt man mit einer stabilisierten Versorgungsspannung UOB = UO + Uz aus. In ist durch die konstant Zenerspannung ebenfalls stabilisiert.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung der Yerlustleistung eines -Transistors bei der Messung seiner Parameter, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß ein mit seinen Enden zwischen der Basis des zu messenden Transistors(l) und dem Emitter des als Stromquelle fungierenden Transistors (2) und mit seinem Abgriff auf festem, positivem Potential liegendes, sowohl die Kollektor-Basis-Spannung als auch die Stromquelle gleichzeitig, jedoch in entgegengesetztem Sinne beeinflussendes Potentiometer (3) vorgesehen ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites, mit seinen Enden zwischen den Klemmen der festen Spannungsquelle (UO) und mit seinem Abgriff an der Basis des als Stromquelle fungierenden Transistors (2) liegendes und die Verlustleistung des zu messenden Transistors (1) bestimmendes Potentiometer (4) vorgesehen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als stabilisierte Stromquelle ein Transistor (6) und eine Zenerdiode (8) vorgesehen sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (6) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie die anderen rransistoren (1, 2) ist.