Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do wyznaczania pradowo-napieciowych charakte¬ rystyk statycznych nieliniowych elementów RC, w szczególnosci zlacz p-n spolaryzowanych zapo¬ rowo. Wynalazek jest stosowany przy wyznacza¬ niu pradowo-napieciowych charakterystyk sta¬ tycznych energetycznych elementów p-n, moze byc takze stosowany przy pomiarze charakterystyk innych elementów, których wielkosygnalowy mo¬ del zastepczy sprowadza se do równoleglego po¬ laczenia nieliniowej opornosci i pojemnosci .Znany jest dotychczas sposób wyznaczania cha¬ rakterystyk pradowo-apiecowych elementów pól¬ przewodnikowych polegajacy na tym, ze do ele- mentu badanego doprowadza sie impulsy napie¬ cia analizujacego natomiast napiecie proporcjonal¬ ne do pradu plynacego przez badany element po¬ daje sie na pionowe plytki odchylajace lampy oscyloskopowej jednoczesnie na poziome plytki tej lampy podaje sie napiecie proporcjonalne do napiecia wystepujacego na badanym elemencie.Dobierajac odpowiednia czestotliwosc impulsów analizujacych, na ekranie lampy oscyloskopowej, uzyskuje sie wykres zaleznosci pradu plynacego przez badany element od wartosci napiecia na tym elemencie.Urzadzenie do wyznaczania charakterystyk pra¬ dowo-napieciowych elementów pólprzewodniko¬ wych zawiera zródlo impulsów napiecia analizu¬ jacego, lampe oscyloskopowa ze wzmacniaczem od- 10 ii 20 25 30 chylania poziomego i pionowego oraz uklad do wykreslania wspólrzednych XY. Napiecie analizu¬ jace jest podawane na element badany, który jest polaczony szeregowo z opornikiem pomiarowym pradu i równolegle z dzielnikiem napiecia. Spa¬ dek napiecia na oporniku szeregowym jest pomi- jalnie maly w porównaniu z wartoscia napiecia analizujacego w zwiazku z tym przyjmuje sie, ze cale napiecie odklada sie na elemencie badanym.Napiecie z dzielnika doprowadza sie, poprzez od¬ powiedni wzmacniacz, do plytek odchylania po¬ ziomego lampy oscyloskopowej a napiecie wyste¬ pujace na oporniku pomiarowym pradu doprowa¬ dza sie poprzez drugi wzmacniacz do plytek od¬ chylania pionowego tej lampy.W celu zabezpieczenia elementu mierzonego przed zniszczeniem w trakcie .pomiaru, charaktero- graf wyposazony jest w uklad zabezpieczajacy, który po przekroczeniu nastawionej wartosci do¬ puszczalnej pradu plynacego przez element mie¬ rzony odlacza automatycznie zródlo impulsów ana¬ lizujacych od napiecia sieci.Zasadnicza wada opisanych rozwiazan jest wy¬ stepowanie zjawiska petlowosci. Objawia sie ono w ten sposób, ze wykreslona na ekranie charak¬ terystyka nie jest linia pojedyncza ale tworzy wy¬ razna petle. Szczególnym rodzajem petli jest tzw. petla pojemnosciowa wystepujaca przy wyznacza¬ niu charakterystkyi pradowo-napieciowej zlacza p-n spolaryzowanego zaporowo, 129 457Dla lepszego zobrazowania dzialania urzadzenia na fig. 3 przedstawiono przebiegi na wyjsciach poszczególnych bloków i tak u^ przedstawia na¬ piecie na wyjsciu generatora wzorcowego 1 u(t) 5 — napiecie analizujace na wyjsciu ukladu formu¬ jacego 2, przy czym t0 — oznacza moment roz¬ poczecia pierwszego etapu pomiaru, tk — czas trwania impulsu analizujacego, tv tj,,.^ — mo¬ menty próbkowania wartosci chwilowych pradu, 10 tk—tn, -' *k—*i momenty sumowania wartosci chwilowych pradu, natomiast KS, GS — przedsa- wiaja przebiegi na wyjsciach ukladu sterujacego 3, CK — przebiegi na wyjsciu generatora impul¬ sów zegarowych 5, zas Pv p2'-'Pn-i' Pn — 15 przebiegi na wyjsciach adresowych rejestru roz¬ kazów 6, Kn, Kn„x,..., K2, Kx — przebiegi na wyjsciach sterujacych rejestru rozkazów 6, Z — przebieg na wyjsciu strobujacym tego rejestru. 5 jacych z pamiecia 7 oraz na jedno wejscie wzmac¬ niacza sumujacego .19.Wyjscia ukladów próbkujacych z pamiecia 7 do¬ laczone sa do we.sc analogowych przelacznika elektronicznego 8, którego wyjscie dolaczone jest do drugiego wejscia wzmacniacza sumujacego 10.Wyjscie wzmacniacza sumujacego 10 dolaczone jest poprzez wzmacniacz odchylania pionowego 11 do plytek odchylania pionowego lampy oscyloskopo¬ wej 13, natomiast do plytek odchylania poziome¬ go tej lampy dolaczone je;t drugie wyjscie ukladu formowania napiecia analizujacego 2 poprzez wzmacniacz odchylania poziomego 12.Cykl jednego pomiaru mozna podzielic na trzy etapy. W pierwszym etapie w chwili tQ w ukla¬ dzie sterowania 3 na wyjscia GS zostaje wygene¬ rowany impuls sterujacy, który zatrzymuje gene¬ rator impulsów zegarowych 5 oraz na wyjsciu KS zostaje wygenerowany impuls kasujacy, który po¬ woduje skasowanie rejestru rozkazów 6.Tylne zbocze impulsu sterujacego wyznacza dru¬ gi etap ponr.aru i w chwili tx nastepuje urucho¬ mienie generatora impulsów zegarowych 5. N — kolejnych impulsów taktujacych generatora 5 po¬ woduje, ze na wyjsciach adresowych Pr P2, ...Pn rejestru rozkazów 6 w momentach tv t2,...tn po¬ jawiaja sie stany „1", które utrzymuja sie do kon¬ ca trzeciego pomiaru. Stan wyjsc adresowych Pr P2,...Pn jest przenoszony na wejscia cyfrowe blo¬ ku ukladów próbkujacych z pamiecia 7 i w ten sposób w bloku zostaje wyrózniony w danej chwi¬ li tylko jeden uklad próbkujacy, w którym zapa¬ mietana jest wartosc napiecia proporcjonalna do wartosci chwilowej pradu plynacego przez mierzo¬ ny element. W bloku ukladów próbkujacych z pa¬ miecia 7 zostaje zapamietanych n-próbek.Generator impulsów zegarowych 5 jest tak zsyn¬ chronizowany, ze n+1 impuls taktujacy pojawia sie w momencie, kiedy napiecie analizujace osia¬ ga wartosc maksymalna. Moment ten wyznacza trzeci etap pomiaru.Nastepne impulsy taktujace powoduja przesu¬ wanie sie stanu „O" na wyjsciach sterujacych K^, ...K2, Kx rejestru rozkazów 6. Sygnaly z wyjsc Kr... Kn steruja przelacznikiem elektronicznym 8, który wybiera odpowiedni uklad próbkujacy z pa¬ miecia oraz podaje napiecie z jego wyjscia na wejscie wzmacniacza sumujacego 10. Jednoczesnie na drugie wejscie wzmacniacza sumujacego 10 podawane jest napiecie z glowicy pomiarowej 4 proporcjonalne do aktualnej wartosci chwilowej pradu plynacego przez mierzony element. Na wyj¬ sciu wzmacniacza sumujacego 10 otrzymuje sie wiec napiecie proporcjonalne do sumy wartosci chwilowych pradu. Napiecie to podane jest na wejscie wzmacniacza odchylania pionowego 11 lampy oscyloskopowej 13.W momentach kiedy zachodzi proces sumowania, na wyjsciu strobujacym Z rejestru rozkazów 6 pojawiaja sie krótkie impulsy strobujace, które sa podawane na wejscie modulatora 9 i powoduja rozjasnienie plamki swietlnej na ekranie lampy oscyloskopowej 13. W ten sposób na ekranie lam¬ py uzyskuje sie ciag punktów reprezentujacych charakterystyke statyczna badanego elementu.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wyznaczania pradowo-napieciowych charakterystyk statycznych nieliniowych elemen¬ tów RC w szczególnosci zlacz p-n spolaryzowa¬ nych zaporowo, polegajacy na tym, ze na element badany podaje sie impulsy napiecia analizujacego i po doprowadzeniu odpowiednich napiec do ply¬ tek odchylajacych lampy oscyloskopowej na jej ekranie uzyskuje sie wykres charakterystyki sta¬ tycznej, znamienny tym, ze czesc narastajaca im¬ pulsu analizujacego jest symetryczna do czesci opadajacej u(y = ufl^—*s) gdzie s = 1,..., n—1, n przy czym w fazie narastania napiecia analizuja¬ cego w wybranych momentach czasu t — ts gdzie s = 1,..., n—1, n próbkuje sie wartosci chwilowe pradu i(t) plynacego przez mierzony element i za¬ pamietuje wartosc próbek w ukladzie pamietaja¬ cym, nastepnie w fazie opadania napiecia anali¬ zujacego, w momentach czasu t = tk—ts gdzie s = n, n—1,..., 1 usrednia sie w ukladzie usred¬ niajacym aktualna wartosc chwilowa pradu i(tk—ts) i odczytana z pamieci wartosc chwilowa pradu i piecie proporcjonalne.do wartosci srednich pradu doprowadza sie do plytek odchylania pionowego lampy oscyloskopowej zas do plytek odchylania poziomego doprowadza sie napiecie proporcjonal¬ ne do wartosci chwilowych napiecia analizujacego. 2. Urzadzenie do wyznaczania pradowo-napie¬ ciowych charakterystyk statycznych nieliniowych elementów RC, w szczególnosci zlacz p-n spolary¬ zowanych zaporowo, zawierajace generator wzor¬ cowy polaczony poprzez uklad formowania z wej¬ sciem glowicy pomiarowej w której umieszczony jest element mierzony oraz lampe oscyloskopowa ze wzmacniaczami odchylania poziomego i piono¬ wego, przy czym wejscie wzmacniacza odchylania poziomego polaczone jest z wyjsciem ukladu for¬ mowania, znamienne tym, ze generator wzorcowy (1) polaczony jest równiez z ukladem sterujacym (3), którego jedno wyjscie (KS) jest polaczone z wejsciem kasujacym rejestru rozkazów (6) a drugie wyjscie (GS) jest polaczone poprzez ge¬ nerator impulsów zegarowych (5) z wejsciem tak¬ tujacym (CK) rejestru rozkazów <(6) z kolei wyj¬ scia adresowe (Pj, ...,Pn) rejestru rozkazów (6) sa x« 10 w 25 30 35 40 45 50 55 GO 65 X« 10 30 25 30 35 40 45 50 55 GO 65129 457 dolaczone do wejsc cyfrowych bloku - ukladów próbkujacych z pamiecia (7), wyjscia "sterujace (K1,..., Kn) tego rejestru sa dolaczone do.'¦-.wejsc cyfrowych przelacznika elektronicznego (8) a wyj¬ scie strobujace (Z) rejestru jest polaczone z lam¬ pa oscyloskopowa (13) poprzez modulator: (9) ja¬ skrawosci plamki swietlnej natomiast wyjscie glo¬ wicy pomiarowej (4) jest polaczone z jednym wej- 8 sciem wzmacniacza sumujacego (10) i z wejsciem analogowym bloku ukladów próbkujacych z pa- mecia (7), którego wyjscia sa dolaczone do wejsc analogowych przelacznika elektronicznego 8, przy czym wyjscie tego przelacznika jest doprowadzo¬ ne do drugiego wTejscia wzmacniacza sumacyjnego (10) a wyjscie wzmacniacza jest polaczone ze wzmacniaczem odchylania pionowego (11). fig.1 fig.2129 457 — X- ult) y _4__l h_.| *0 '° *1 l2 lir*1 |lk K5 i_r es r ck rui TUL JULTUIJL JUL.P1 i r l r "L 1 I rn-1 U" ¦*n-1 K2 LT~ z ILJL LT~ LT JUL lUL f.ig.3 PL