DE1941238A1 - Vorrichtung zum Darstellen von Basislinien bei der Darstellung von Kennlinien - Google Patents

Description

DH. ING. EHNST MAIER DIPPING. KLAUS ΠΒΗΝ

PATS K TANWAiT ΜΜ*·ΡΗΥ3. ROBERT M Ü NZHUBER

8 MÜNCHEN 8S

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Ä 3^269 13. August 1969

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Firma IWASAKI TSUSHINKI KABUSHIKI KAlSHA ' ..... 1-7-41·. Kugayama, Suginami-Ku, Tokyo-To, Japan

Vorrichtung zum Darstellen von Basislinien bei der Darstellung von Kennlinien.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Darstellen von Basislinien und insbesondere eine Vorrichtung zum Darstellen von Basislinien auf einem Bildschirm, der dazu dient, Kennlinien einer-Probe, etwa eines Halbleiters oder dergleichen darzustellen.

Bei einer derartigen Kennliniendarstellung sind Basislinien erforderlich, welche Bezugslinien repräsentieren für den Nullstrom, oder die Nullspannung. Bei übliqhen· derartigen Aufzeichnungen werden die Grundlinien so dargestellt, daß vor dem Schirm eine transparente Platte mit den Basisüriien

An das

Deutsche Patentamt

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entsprechenden Linien aufgestellt oder aber es werden die Basislinien nur in Abhängigkeit von der manuellen Betätigung eines Umschalters dargestellt. Im ersteren Fall besteht die Gefahr, daß die relative Lage zwischen der Kennlinienspur auf dem'Bildschirm, beispielsweise dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre, und den Linien auf der transparenten Platte vom exakt richtigen Wert abweicht. Dies führt dann zu fehlerhaften Beobachtungen der Kennlinienspur der Probe. Im zweiten Fall kann die Kennlinienspur der Probe während der Darstellungsperiode für die.. Basis linien nicht dargestellt werden. Die üblichen Vorrichtungen zur Darstellung von Basislinien haben deshalb den Nachteil, daß sie unbequem zu handhaben sind.

Ziel der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Vorrichtung zur Darstellung von Basislinien, derart, daß gleichzeitig die Kennlinienspur der Probe und die Basislinien auf dem Schirm der Kennliniendarstellung aufgezeichnet werden können.

Die Lösung de* gestellten Aufgabe ergibt sich aus den Patentansprüchen. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sidh aus der folgenden Beschreibung und anhand

der Zeichnung. Auf.der Zeichnung zeigen?

Fig. 1: ein Bloäkp&^äitbild zur Erläuterung einer MpMtkjk..·iiMÜfUhrungsform der Erfindung, '

Fig.2t ein Blockichaitbild zur Erläuterung einer zweiten Aüäführungsform der Erfindung*

Fig.jJ: ein Zeitdiagramm welches zur Erläuterung der Betriebsweise der Ausführungsformen von Figur 1 und 2 Wellenformen darstellt,

Fig.4s ein Beispiel einer Kennlinienspur und von Basislinien gemäß der Erfindung, Und

Figuren 5A, 5B, 5C weitere Beispiele von Kennlinienspuren und Grundlinien gemäß der Erfindung.

Zunächst wird anhand von Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben* Bei diesem Beispiel wird ein von einer Wechselßtromquelle S zugeführtcr Wechselstrom auf eine geeignete Spannung gebracht, und zwar durch einen einstellbaren Transformator Tg. Der Ausgang des Transformators Tp wird mittels eines Gleichrichters D gleichgerichtet,worauf der gleichgerichtete Halbwellen-Ausgang über einen Widerstand R. und einen Widerstand IU einer Probe SA aufgeprägt wird. Ein durch die Probe SA fließender Strom wird am Widerstand Rp in eine Spannung umgesetzt. Diese Spannung wird in einem Verstärker A₀ derart verstärkt, daß ein Stromsignal e. am Ausgang des Verstärkers Ap erhalten wird. Eine Spannung

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über die Probe SA wird mittels eines Differential-Dämpfungsgliedes auf einen geeigneten Spannungswert gebracht, wobei das Dämpfungsglied aus Widerständen R, und Rh besteht, und dann in einem Differential-Verstärker A₁ derart verstärkt, daß ein Spannungssignal e am Ausgang des Verstärkers A. erhalten wird«

Andererseits erregt ein astabiler Multivibrator MUL einen bistabilen Kreis BC. Der Ausgang v_ des bistabilen Kreises BC wird, wie aus Figur 5 zu ersehen, auf Gatter G« und G gegeben. Der von der Wechselstrom- . ^: quelle S zugeführte Wechselstrom wird dem Gatter G^ über einen Transformator T₁ und einen variablen Widerstand VR₁ als Signal für die Abseissen-Basislinie aufgeprägt. Der Bezugskegel des Stromsignals e^ wird ebenfalls dem Gatter G₁ zugeführt, und zwar über einen variablen Widerstand VR-. Das Gatter G₁ schaltet das Abscissen-BasislinienBignal und den Bezügskegel des Stromsignals e, unter Verwendung des Ausgangs v_a des bistabilen Kreises BC derart, daß ein Signal V^ für die horizontale Basislinie am Ausgang des Gatters G₁ erhalten wird. Andererseits wird der von der Wechselstromquelle S zugeführte Wechselstrom dem Gatter G₂ über einen Transformator T-, und einen variablen Widerstand VR., als Ordinaten-Basislinien-

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signal aufgeprägt. Darüberhinaus wird der Bezugskegel des ^,^■^■M ^# ÖÖ980 8 /128 9

ν- 5 -."■■

Spannungssignals e_v dem Gatter G₂ über einen variablen Widerstand VRg zugefilisrt. Das Gatter G₂ schaltet das Ordinaten-Basisliniensignal und den Bezugskegel des Spannungssignals e„ unter Verwendung des Ausgangs v_e

V- a

des bistablen Kreises BO derart, daß am Ausgang des Gatters G₀ ein vertikales Basisliniensignal V''' erhalten wird. In diesem Fall sind die SehaltPerioden der Gatter G₁ und G₀ derart festgelegt, daß dann, wenn das Gatter G₁ das Abscissen-Basisliniensighal auswählt das Gatter G₂ den Bezugskegel des Spannungssignals e_y, d.h. den Ausgang

s des variablen Widerstandes VRg auwählt, und daß dann, wenn das Gatter G₁ den Bezugskegel des Stromsignals e^, d.h. den Ausgang des variablen Widerstandes VR.,, auswählt^das Gatter G_g das Ordinaten-Basisliniensignslj d.h. den Ausgang des variablen Widerstandes VRh* auswählt.

De.r Ausgang v^ des astabileri Multivibrators I4UL wird beiden Gattern Gj, und G₂, als Steuersignal, zugeführt, so daß der Gatterkreis G, das Spannungssignal e_y und das horizontale Basisliniensignal V^ derart schaltet, daß ein Signal v_e erhalten wird,, und daß das Gatter G₂^ das \ Stromsignal e^ und das vertikal^ Basisliniensignal V₀ i derart schaltet, daß ein Signal=v_f erhalten wird.

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Die Signale v_e und v_f werden durch die horizontale bzw, die vertikale Klemme einer Kathodenstrahlröhre CRT verstärkt, Die Kennlinienspur der Probe SA* dargestellt durch das die Information für die Abscisse darstellende Spannungssignal e und das die Information für die Ordinate darstellende Stromsignal e^ wird somit auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre CRT zusammen mit einer gestrichelten Abscissen-ßrundlinie und einer gestrichelten Ordinatengr^ndlinie dargestellt, wie in Figur 4 gezeigt ist. Wenn die Wiederholungsfrequenz des Ausgangs v_d des Multivibrators MUL auf eine genügend hohe Frequenz eingestellt ist, beispielsweise auf das Hundertfache oder Tausendfache der horizontalen Ablenkfrequenz, dann werden die gestrichelten Linien auf dem Bildschirm als durchlaufende Linien beobachtet.

Da die Darsteliungsperiode der Information der Abscisse und der Ordinate die doppelte Dauer der Darstellungsperiode der Basislinien aufweist, wie dies aus Figur 5 verständlich ist, wird die Intensität der Kennlinienspuren doppelt so groß sein wie die Intensität der Basislinien, vorausgesetzt, daß der Arbeitszyklus des Ausgangs des Multivibrators MUL fünfzig $> beträgt. Der Unterschied zwischen der Intensität der Kennlinienspur und der Intensität der Basislinien kann somit beliebig gewählt werden.

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Die Widerstände VR* und VR_C dienen dazu, die Stellung der fceidea Basislinien in den Richtungen der entsprechenden Basislinien verschieben zu können, so _t daß die Keiailinienspuren nur In einem Quadranten oder j in mehreren Quadranten, etwa sowohl im ersten als auch im Süweiten Quadranten eder im ersten und auch im dritten Quadranten, erscheinen,,.

Die Widerstände VR^ und VR^ dienen dazu, die entsprechenden längen der Basislinien einstellen zu können. . Die Widerstände VR₁, und RVk dienen daäu, die Darstellungs-

lage des Söhnittpunkts der Ba,sisllnien derart einstellen zu können, daß dieser Schnittpunkt dem ursprünglichen Nullstrahl entspricht, wenn weder ein horizontaler noch ein vertikaler Eingang auftritt.

Figur S zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine ßleichstrom-Bezugsspannung der Probe SA mittels einer Gleichstromquelle g aufgeprägt wird. Wenn f in diesem Fäll eine Gleichspannung gleich der Gleichstrom- : Bezugsspannung der Probe SI aufgeprägt wird, so wird der Kathodenstrahl nicht in horizontaler Richtung abgelehnt ! ,. und die vertikale Basislinie wird in dieser Lage dargestellt. \

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ORlQlNAL INSPECTED

Wenn also zusätzlich eine Gleichspannung der Probe SA zugeführt wird., dann werden die Ausgangspunkte der Kennlinienspur und der vertikalen Basislinie einander nicht entsprechen, wie aus den Figuren 5A und 5B hervorgeht« In diesen Fällen dient die Darstellung der Basislinien dazu, die Kennlinienspuren exakt beobachten zu können. Dieser Vorteil der Darstellung der Basislinie ergibt sich klar aus der Tatsache, daß der Ausgangspunkt der Kennlinienspur nicht dem Punkt der Nullspannung und des Nullstromes entspricht, wenn eine weitere Stromquelle der Probe SA in dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 einen Strom zuführt, oder aber die Tatsache, daß dann, wenn die Probe SA durch eine sinusförmige Welle anstelle der gleichgerichteten Halbwelle erregt wird, der Nullpunkt nicht eindeutig festliegt, wie das ja aus Figur 5 hervorgeht.

Bei beiden Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 können der Ausgang v^ des Multivibrators MUL und der Ausgang

ν des bistabilen Kreises BC miteinander vertauscht werden, a

Bei den obigen Ausführungsbeispielen stellt das Basisliniensignal eine sinusförmige Welle dar, die von der Weehselstromquelle S den Transformatoren T, und Tp zugeführt wird. Es können jedoch auch andere Wellenformen Verwendung finden,

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vorausgesetzt, daß sie zumindest am Anfang (Anstiegsperiode) oder am Ende (Abfallperiode) eine vergleichsweise flache Steigung aufweisen, wie diese etwa bei Dreieck-Wellen und Sägezahn-Wellen der Fall ist. Darüberhinaus ist es nicht erforderlich, daß die Schaltperioden der Gatter G, und G₂ mit den Schaltperioden der Gatter

2 G-^ und Gu zusammenfallen. Deshalb können auch astabile Multivibratoren anstelle des einen astabilen Multivibrators MUL verwendet werden, derart, daß der eine dieser Multivibratoren das an die Gatter G, und G zu legende Steuersignal und der andere Multivibrator das an die Gatter G-7 und Gh zu legende Steuersignal erzeugt.

Da die Vorrichtung nach der Erfindung gleichzeitig die durch die Information für die Abscisse und die Information für die Ordinate gegebene Kennlinienspur und die durch die entsprechenden Bezugskegel der Information für die Abscissa und der Information für die Ordinate gegebenen Basislinien darstellt, ergeben sich bedeutende technische Vorteile, wenn die Erfindung bei einer Kennliniendarstellung irgendeines Stromkreises oder irgendeines Materials Anwendung findet.

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Claims (2)

1. - ίο -

   PATENTANSPRÜCHE

   \J Vorrichtung zum Darstellen von Basislinien für Kennlinien, die als Bildspur auf einem Bildschirm durch relative Informafcionssignale für Äbscisse und Ordinate aufgezeigt werden, gekennzeichnet durch ein erstes Gatter G,, welches in regelmäßigen Zeitabschnitten abwechselnd den Bezugskegel der Information (e ) für die Äbscisse und ein Ordinaten-Basisllniensignal ir.it geringer Steigung zumindest am Anfang oder am Ende seiner Wellenform durchläßt, und durch ein zweites Gatter (G.--,), welches in Zeitabschnitten, während der das erste Gatter- (G, ) des Bezugskegels der Information (e ) für die Äbscisse durchläßt ein Abscissen-Basisliniensignal einer Wellenform ähnlich derjenigen des Ordinaten-B£SislinIensi--.iials durchläßt und während derjenigen Zeitabschnitte, während der das erste Gatter (G₁) das Ordlnaten-Baslsliniearjignal durchläßt, den Bezugskegel der Information (e^) für die Ordinate durchläßt, wobei der Ausgang (v^) des ersten Gatters (G₁) und der Ausgang (v ) des zweiten G tters (Gp) dem horizontalen Eingang bzw. dem vertikalen Eingang der Darstellungseinriehtung (CRT) für die Kennlinien zugeführt werden, und zwar während der regelmäßig unter-

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   BAD OFHGINAL

   brochenen Zeil spannen für die Zuführung der relativen Informationen (e , e.) für die Abscisse und die Ordinate, wodurch die Basislinien und die Kennlinienspuren gleichzeitig auf dem Bildschirm der Darstellungseinrichtung dargestellt werden.
2. 2. Vorrichtuxig nach Anspruch I₉ gekennzeichnet durch ein drittes Gatter (G-*)* welches in regelmäßigen Zeitabschnitten abwechselnd eile Information (eJ für die Abscisse und den Ausgang (ν. ) des ersten Gatters (G. ) durchlii3t_# und durch ein liiertes Gatter (Oj, )_a tfelches In Zeitabschnitten t-iihresia der das dritte Gatter (G-J die Information (e^) der Abscisse durchläßt _s die Information (©a) für die Ordinate durefslißfc und währencl der Zeitspannen, führend welcher äas dritte Gatter (G-,) den Ausgang (v^)

   des-ersten G^tt.ers ίδ, ) äiafchläSt, den Ausgang (ν ) des

   4 -C

   »latters (Q₀) durchläßt.

   3» ".Vorrichtung nach Anssriich 2* dadurch gekennzeichnet, daß die Durciilaßoperationen des ersten Gutters (G, ) land des ÄVfeiten Gatters (G₂) synchron mit den Durchläsoperationen des dritten Gatters (G-,) und des vierten Gatters (Gu) verlaufen.

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