DE3144040C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Messung und Anzeige von bestimmten Kennwerten eines zu prüfenden Objekts, insbesondere eines Halbleiterbauelements gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist unter der Bezeichnung "TEKTRONIX 576 Curve Tracer" sowie unter der Bezeichnung "TEKTRONIX 577 D 1 Curve Tracer" bekannt.

Bei der Vorrichtung des Typs TEKTRONIX 576 findet die Erzeugung des Parameters mittels eines Zahlengenerators und eines D/A-Wandlers statt, die Vorrichtung ist aber mit kei­ nem Speicher versehen.

Die Vorrichtung des Typs TEKTRONIX 577 D 1 ist die einzige, die auch über einen Speicher verfügt. Diese Vorrichtung erhält die der unabhängigen elektrischen Größen sowie die den Parameterwerten entsprechenden Mengen aus je einer analogen Speisequelle. Die Werte der unabhängigen und der abhängigen elektrischen Größe werden in das Analogsignal verarbeitenden Einheiten (Verstärker, Skalenfaktormodifikatoren) derart umgeformt, daß sie zur Anzeige auf der zur Speicherung die­ nenden Oszillographenröhre geeignet sind. Die Speicherungs­ dauer beläuft sich auf höchstens eine Stunde.

Die Nachteile der bekannten Vorrichtung ergeben sich in erster Linie aus der verwendeten Methode der Speicherung und der Anzeige. Diese sind wie folgt:

• - infolge der analogen Behandlungsweise und der optischen Ablesung der Funktionswerte ist die Meßgenauigkeit ge­ ring;
• - die aufgenommene Funktion kann nur eine beschränkte Zeit lang gespeichert werden;
• - es besteht nicht die Möglichkeit, aufgrund der Funk­ tionswerte weitere Charakteristiken, wie z. B. den Stromverstärkungsfaktor, den Wert des dynamischen Widerstands, zu bestimmen und anzuzeigen;
• - die Möglichkeit zur gleichzeitigen Anzeige der Funk­ tionen und Charakteristiken mehrerer geprüfter Objekte ist beschränkt.

Aus der DE-OS 20 61 483 ist eine Schaltungsanordnung zur Messung von bestimmten Kennwerten eines zu prüfenden Objekts bekannt, bei der eine zu prüfende Einheit, eine Einheit zur Erzeugung von Abfragesignalen, die der zu prüfenden Einheit zugeführt werden, ferner eine Einheit zum Empfangen von Antwortsignalen sowie eine Einheit zur Verarbeitung, Interpretation oder lediglich zur Anzeige des Antwortsignals vorgesehen sind. Die bekannte Schaltungsanordnung enthält einen Computer, der mit einer Anregungseinheit verbunden ist, so daß diese von außen her angesteuert wird, wobei der Computer auch ferner dazu verwendet wird, eine Meßeinheit anzusteuern, um auf der Grundlage von Programmen elektronische Anlagen automatisch prüfen zu können.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Schaltungsanordnung zur Messung und Anzeige von bestimmten Kennwerten eines zu prüfenden Objektes der angegebenen Gattung derart zu verbessern, daß neben der Messung von sowohl statischen als auch dynamischen Kennwerten und Speicherung dieser Kennwerte über unbeschränkte Zeit auch eine simultane Anzeige mehrerer Charakteristika möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei der Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung erzeugen sowohl die Einheit für die unabhängige elektrische Größe als auch die Parametereinheit ohne jegliche äußere Steuerung analoge und digitale Signale. Auch der erste A/D-Wandler wird von außen her in keiner Weise angesteuert, sondern er erhält lediglich analoge Eingangssignale.

Die Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung läßt sich daher auch mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand realisieren.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit Erzeugung der analogen Werte der unabhängigen elektrischen Größe und des Parameters aus digitalen Zahlenwerten,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit Erzeugung der digitalen Werte der unabhängigen elektrischen Größen aus analogen Werten und der ana­ logen Werte des Parameters aus digitalen Zahlen­ werten,

Fig. 4 die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit Erzeugung der analogen Werte der unabhängigen elektrischen Größen aus digitalen Zahlenwerten und der digitalen Werte des Parameters aus analogen Werten, und

Fig. 5 die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit Erzeugung der Werte der unabhängigen elektrischen Größen und des Parameters aus analogen Werten.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt, die zur Erzeugung der unabhängigen und abhängigen elektrischen Größe sowie den Para­ meterwerten entsprechenden digitalen Werten und zur digi­ talen Verarbeitung derselben dient. Die Schaltungsanordnung enthält ein zu prüfendes Objekts 1 mit einem Eingangsanschluß 11 für die unabhängigen elektrischen Größen so­ wie mit einem Parameter-Eingangsanschluß 12 und Ausgang 13 für die abhängige Veränderliche. Die Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Einheit 2 für die unabhängige elektrische Größe, eine Parametereinheit 3, ein erster A/D-Wandler 4, eine digitale Speicher-, Datenverar­ beitungs- und Anzeigeeinheit 5 vorgesehen sind. Der eine Ausgang der Einheit 2 für die unabhängige elektrische Größe ist an den Eingangsanschluß 11 für die unabhängigen elektrischen Größen des zu prüfenden Objekts 1 angeschlossen, während der andere Ausgang an den ersten Eingang 51 der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 5 angeschlossen ist. Der eine Ausgang der Parametereinheit 3 ist an den Parameter-Eingangsanschluß 12 des zu prüfenden Objekts 1 angeschlossen, während der andere Ausgang an den zweiten Eingang 52 der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 5 angeschlossen ist. Der Ausgang 13 für die abhängige Veränderliche des zu prüfenden Objekts 1 ist über den ersten A/D-Wandler 4 an den dritten Eingang 53 der digitalen Speicher-, Daten­ verarbeitungs- und Anzeigeeinheit 5 angeschlossen.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Schaltungsanordnung für den Fall dargestellt, wenn die analogen Werte sowohl der unabhängigen elektrischen Größe als auch des Parameters aus digitalen Zahlenwerten erzeugt werden. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit 2 für die unabhängige elektrische Größe einen ersten Zahlenwertgenerator 21 und einen D/A-Wandler 22 enthält, während in der Parametereinheit 3 ein zweiter Zahlenwertgenerator 31 und ein zweiter D/A-Wandler 32 ent­ halten sind.

Der Ausgang des ersten Zahlenwertgenerators 21 ist unmit­ telbar an den ersten Eingang 51 der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 5 angeschlossen, während der erwähnte Ausgang an den Eingangsanschluß 11 des zu prüfenden Objekts 1 über den ersten D/A-Wandler 22 angeschlossen ist. Der Ausgang des zweiten Zahlenwertgeneratores 31 ist unmittelbar an den zweiten Eingang 52 der digitalen Speicher-, Datenverarbei­ tungs- und Anzeigeeinheit 5 angeschlossen, während der er­ wähnte Ausgang an den Parameter-Eingangsanschluß 12 des zu prüfenden Objekts 1 über den zweiten D/A- Wandler 32 angeschlossen ist.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Schaltungsanordnung dargestellt, wenn die digitalen Werte der unabhängigen elektrischen Größe aus analogen Werten und die analogen Werte des Parameters aus digitalen Zahlen­ werten erzeugt werden. In diesem Fall erübrigen sich der in Fig. 2 veranschaulichte erste Zahlenwertgenerator 21 und der erste D/A-Wandler 22, an deren Stelle die Einheit 2 für die unabhängige elektrische Größe eine erste analoge Speise­ quelle 23 und einen A/D-Wandler 24 enthält. Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der ersten analogen Speisequelle 23 an den Eingangsanschluß 11 für die unabhängige eletkrische Größe des zu prüfenden Objekts 1 und der Meßpunktausgang 14 für die unabhängige elektrische Größe des Objekts 1 über den A/D-Wandler 24 an den ersten Eingang 51 der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 5 ange­ schlossen ist.

In Fig. 4 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Schaltungsanordnung veranschaulicht, bei der die analogen Werte der unabhängigen elektrischen Größe aus digita­ len Werten und die digitalen Werte des Parameters aus ana­ logen Werten erzeugt werden. In diesem Fall erübrigen sich die in Fig. 2 dargestellten Einheiten, d. h. der zweite Zahlenwertgenerator 31 und der zweite D/A-Wandler 32, an deren Stelle die Parametereinheit 3, eine zweite analoge Speisequelle 33 und einen A/D-Wandler 34 enthält. Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der zweiten analogen Speisequelle 33 an dem Parameter-Eingangsanschluß 12 des Objekts 1 angeschlos­ sen ist, während der Parameter-Meßpunktausgang 15 des Objekts 1 über den A/D-Wandler 34 an den zweiten Ein­ gang 52 der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 5 angeschlossen ist.

In Fig. 5 ist eine vierte Ausführungsmöglich­ keit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt, bei der die digitalen Werte sowohl der unabhängigen elektrischen Größe als auch des Parameters aus analogen Werten er­ zeugt werden. Diese Schaltungsanordnung kann derart aus den in Fig. 3 oder 4 veranschaulichten Anordnungen abge­ leitet werden, daß entweder der in der Fig. 3 vorhandene zweite Zahlenwertgenerator 31 und zweite D/A-Wandler 32 weggelassen werden und an deren Stelle die Parameterein­ heit 3 die analoge Speisequelle 33 und den A/D-Wandler 34 enthält, oder der in der Fig. 4 vorhandene erste Zahlenwertgenerator 21 und erste D/A-Wandler 22 sich erübrigen und an deren Stelle die Einheit 2 für die unab­ hängige elektrische Größe die erste analoge Speisequelle 23 und den A/D-Wandler 24 enthält.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird aufgrund der Ausführungsbeispiele beschrieben.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 funktioniert wie folgt:

Der erste Zahlenwertgenerator 21 erzeugt einander regelmäßig oder unregelmäßig folgende Zahlenwerte und gibt die digi­ talen Werte auf den ersten Eingang 51 der digitalen Spei­ cher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 5 und steuert gleichzeitig mit denselben digitalen Werten den ersten D/A- Wandler 22, von dessen Ausgang die Werte der unabhängigen elektrischen Größe auf den Eingangsanschluß 11 des Objekts 1 gegeben werden. Der zweite Zahlenwertgenerator 31 erzeugt einander regelmäßig oder unregelmäßig folgende Zahlenwerte und gibt die digitalen Werte an seinem Ausgang auf den zweiten Eingang 52 der digitalen Speicher-, Datenverarbei­ tungs- und Anzeigeeinheit 5 und steuert mit denselben digi­ talen Werten den zweiten D/A-Wandler 32, der an seinem Aus­ gang die Parameterwerte auf den Parameter-Eingangsanschluß 12 des Objekts 1 abgibt.

Der an dem Ausgang 13 des Objekts 1 erscheinende Wert der abhängigen Veränderlichen steuert den ersten A/D-Wandler 4, wobei von dessen Ausgang die entsprechenden digitalen Werte auf den dritten Eingang 53 der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeige­ einheit 5 gelangen. Die digitale Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 5 enthält einen digitalen Speicher, eine arithmetische Einheit, einen Programmspeicher, eine die An­ zeige steuernde Einheit und eine Anzeigeeinheit.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 funktioniert auf fol­ gende Weise:

Die erste analoge Speisequelle 23 liefert z. B. Spannung oder Strom zu dem Eingangsanschluß 11 für die unabhängige elektrische Größe des Objekts 1, der an dem Meßpunktausgang 14 erscheinende Wert der unabhängigen elektrischen Größe wird in dem zweiten A/D-Wandler 24 in entsprechende digitale Werte um­ gewandelt, die auf den ersten Eingang 51 der digitalen Spei­ cher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 5 gegeben werden. Die weitere Funktion der Schaltungsanordnung ist mit jener der Fig. 2 identisch.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 ist die folgende:

Die analoge Speisequelle 33 liefert z. B. Spannung oder Strom zu dem Parameter-Eingangsanschluß 12 des Objekts 1. Der an dem Parameter-Meßpunktausgang 15 des Objekts 1 vorhandene Parameterwert wird in dem A/D-Wandler 34 in entsprechende digitale Werte umgewandelt, die auf den zweiten Eingang 52 der digitalen Speicher-, und Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 5 gegeben werden. Die weitere Funktion der Schaltungsanordnung ist mit jener der Fig. 2 übereinstimmend.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 kann aus der Wirkungweise der Ausführungsbeispiele nach Fig. 3 und 4 erkannt werden.

Wie aus den vorausgegangenen Ausführungen hervorgeht, löst die er­ findungsgemäße Schaltungsanordnung die gestellten Aufgaben und bietet verglichen mit dem Stand der Technik die folgende Mehrwirkung:

• - infolge der digitalen Umwandlung hat sich die Meß­ genauigkeit um eine Größenordnung verbessert;
• - die aufgenommene Funktion kann über eine unbeschränk­ te Zeit gespeichert werden;
• - aufgrund der Funktionswerte können weitere Funktions­ charakteristiken bestimmt werden, auch deren zahlen­ mäßige und/oder in Form einer neueren Funktion statt­ findende Anzeige ist möglich geworden;
• - im Vergleich zu den bekannten Schaltungen kann der Funk­ tionswert oder die Funktionscharakteristik mehrerer geprüfter Objekte der Auswahl gemäß verglichen oder zahlenmäßig und/oder in Form einer Funktion angezeigt werden;
• - im Hinblick darauf, daß die digitalen Werte nach einer kurzen Meßdauer gespeichert werden, ist eine langfristige Belastung des zu prüfenden Objekts nicht erforderlich, wodurch das zu prüfende Objekt keinem eventuellen Schad­ haftwerden ausgesetzt ist.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung zur Messung und Anzeige von be­ stimmten Kennwerten eines zu prüfenden Objekts, insbe­ sondere eines Halbleiterbauelements, bei der einerseits eine unabhängige elektrische Größe dem zu prüfenden Ob­ jekt und andererseits bestimmte Parameterwerte dem zu prüfenden Objekt zugeführt werden, und von dem zu prü­ fenden Objekt eine Meßgröße in Form einer abhängigen Veränderlichen abgegriffen wird, mit einer Datenverar­ beitungseinheit zur Verarbeitung und Anzeige der Meß­ größe, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltungsanordnung eine Einheit (2) für die unabhängi­ ge elektrische Größe, eine Parametereinheit (3), ein erster A/D-Wandler (4), und eine digitale Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit (5) enthalten sind, daß ein Ausgang der Einheit (2) für die unabhän­ gige elektrische Größe an einen ersten Eingang (51) der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzei­ geeinheit (5) angeschlossen ist, daß ein Ausgang der Parametereinheit (3) an einen zweiten Eingang (52) der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeige­ einheit (5) angeschlossen ist, und daß der Ausgang (13) für die abhängige Veränderliche des zu prüfenden Objekts (1) über den ersten A/D-Wandler (4) an einen dritten Eingang (53) der digitalen Speicher-, Datenverarbei­ tungs- und Anzeigeeinheit (5) angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, mit Erzeugung der analogen Werte der unabhängigen elektrischen Größe und der Parameter aus digitalen Zahlenwerten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (2) für die unabhängige elektrische Größe einen ersten Zahlenwertgenerator (21) und einen ersten D/A-Wandler (22) enthält, daß in der Parametereinheit (3) ein zweiter D/A-Wandler (32) und ein zweiter Zahlenwertgenerator (31) enthalten sind, wobei der Ausgang des ersten Zahlenwertgenerators (21) unmittelbar an den ersten Eingang (51) der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit (5) und über den ersten D/A-Wandler (22) an den Eingangsanschluß (11) für die unabhängige elektrische Größe des zu prüfenden Objekts (1) angeschlossen ist, und daß der Ausgang des zweiten Zahlenwertgenerators (31) unmittelbar an den zweiten Eingang (52) der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit (5) und über den zweiten D/A-Wandler (32) an den Parameter-Eingangsanschluß (12) des zu prüfenden Objekts angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, mit Erzeugung der digitalen Werte der unabhängigen elektrischen Größe aus analogen Werten und der analogen Werte der Parameter aus digitalen Zahlenwerten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (2) für die unabhängige elektrische Größe eine erste analoge Speisequelle (23) und einen A/D-Wandler (24) enthält, daß der Ausgang der ersten analogen Speisequelle (23) an den Eingangsanschluß (11) für die unabhängige elektrische Größe des zu prüfenden Objekts (1) angeschlossen ist, und daß ein Meßpunkt-Ausgang (14) für die unabhängige elektrische Größe des zu prüfenden Objekts (1) über den A/D-Wandler (24) mit dem ersten Eingang (51) der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit (5) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, mit Erzeugung der analogen Werte der unabhängigen elektrischen Größe aus digitalen Zahlenwerten, sowie mit Erzeugung der digitalen Werte der Parameter aus analogen Werten, dadurch gekennzeichnet, daß die Parametereinheit (3) eine analoge Speisequelle (33) und einen A/D-Wandler (34) enthält, und daß der Ausgang der analogen Speisequelle (33) an den Parameter-Eingangsanschluß (12) des zu prüfenden Objekts (1) angeschlossen ist, während ein Parameter-Meßpunktausgang (15) des zu prüfenden Objekts (1) über den A/D-Wandler (34) mit dem zweiten Eingang (52) der digitalen Speicher-, Datenverarbeitungs- und Anzeigeeinheit (5) verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, mit Erzeugung der digitalen Werte sowohl der unabhängigen elektrischen Größe als auch der Parameter aus analogen Werten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (2) für die unabhängige elektrische Größe eine erste analoge Speisequelle (23) und einen A/D-Wandler (24) enthält, während in der Parametereinheit (3) eine analoge Speisequelle (33) und ein A/D-Wandler (34) enthalten sind.