PL62378B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 6.Y.1971 62378 KI. 21 e, 31/26 MKP G 01 r, 31/26 UKD Twórca wynalazku: Stanislaw Siekierski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Technologii Elektro¬ nowej), Warszawa (Polska) Urzadzenie do fotoelektrycznych pomiarów wlasciwosci materialów pólprzewodnikowych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do foto¬ elektrycznych pomiarów wlasciwosci materialów pólprzewodnikowych. Urzadzenie znajduje szcze¬ gólnie korzystne zastosowanie przy takich pomia¬ rach, jak pomiar opornosci wlasciwej, badanie jednorodnosci pólprzewodników, pomiar predkosci rekombinacji powierzchniowej czy tez pomiar dlu¬ gosci drogi dyfuzji.W znanych urzadzeniach do pomiarów wlasci¬ wosci materialów pólprzewodnikowych wykorzy¬ stujacych zjawisko elektrofotowoltaiczne napiecia fotoelektryczne mierzone sa najczesciej zestawem pomiarowym skladajacym sie z galwanometru i szeregowo z nim wlaczonego kompensatora. Znane sa równiez zestawy pomiarowe, gdzie zamiast gal¬ wanometru stosuje sie wzmacniacz selektywny sprzezony z tarcza modulujaca swiatlo oraz wolto¬ mierz^ wlaczony na wyjsciu wzmacniacza. Wymie¬ nione zestawy pomiarowe laczone sa do zacisków badanej próbki materialu pólprzewodnikowego.Wymienione znane zestawy pomiarowe byly jed¬ nakze niedogodne w eksploatacji. I tak, w zesta¬ wach zawierajacych galwanometr zasadnicza niedo¬ godnoscia byla podatnosc galwanometru na zakló¬ cenia elektryczne i mechaniczne. Dochodzila do te¬ go duza czasochlonnosc pomiarów oraz niemozli¬ wosc stosowania urzadzen rejestrujacych.Zestawy pomiarowe ze wzmacniaczem selektyw¬ nym i woltomierzem, aczkolwiek pozbawione wad galwanometru, rqialy inna istotna wade. Zestawy 15 2 takie mianowicie dawaly jedynie informacje o wielkosci napiecia fotoelektrycznego, natomiast nie dawaly informacji, czy byly to napiecia dodatnie czy ujemne.Celem wynalazku jest wiec takie urzadzenie do pomiarów napiec fotoelektrycznych, które byloby pozbawione wad znanych urzadzen, a jednoczesnie byloby urzadzeniem zapewniajacym duza - spraw¬ nosc wykonywania pomiarów wymagana w warun¬ kach produkcyjnych.Wytyczony cel osiagniety zostal w urzadzeniu wedlug niniejszego wynalazku, a to dzieki temu, ze ma ono zespól detekcji fazowej skladajacy sie z komutatora, osadzonego wraz z modulujaca tarcza na wspólnej osi synchronizowanego silnika, który to komutator wlaczony jest w obwód woltomierza laczonego okresowo, poprzez transformator, ze wzmacniaczem selektywnym.Dla stabilizacji czestotliwosci impulsów synchro¬ niczny silnik oraz zródlo swiatla zasilane sa napie¬ ciem o czestotliwosci sieci energetycznej. Ilosc dziaT lek komutatora odpowiada przy tym ilosci otworów w modulujacej tarczy.Korzyscia techniczna jaka przynosi urzadzenie wedlug wynalazku jest mozliwosc pomiaru zarówno wielkosci zmiennego napiecia fotoelektrycznego, jak i okreslenie zwrotu wektora tego napiecia. Nie- wrazliwosc urzadzenia na zaklócenia elektryczne i mechaniczne predystynuje to urzadzenie do prze- 62 37862 378 myslowego wykorzystania przy badaniu materia¬ lów pólprzewodnikowych.Blizsze objasnienie istoty wynalazku podane jest nizej, a przykladowe jego wykonanie pokazane na rysunku.Strumien swiatla 3 od zarówki 1 po przejsciu przez modulujaca tarcze 2 skupia sie na badanej próbce 4 przy pomocy ukladu optycznego 5.Impulsy swietlne wywoluja w badanej próbce 4 materialu pólprzewodnikowego impulsy elektryczne, które sa wzmacniane przez wzmacniacz selektywny 6 o czestotliwosci f=235 Hz. Transformator wyj¬ sciowy 7 wzmacniacza selektywnego jest laczony z wychylowym wskaznikiem 8 przez komutator 9 umocowany na tej samej osi silnika synchroniczne¬ go 10 co i modulator optyczny 2. Komutator 9 za¬ lacza wskaznik 8 do wyjscia wzmacniacza selek¬ tywnego 6 w okreslonym momencie. Jezeli w cia¬ gu pewnego odcinka czasu na wejsciu wzmacnia¬ cza 6 bedzie szereg dodatnich impulsów, wówczas na wyjsciu wzmacniacza bedzie napiecie zmienne o fazie scisle okreslonej w stosunku do impulsów na wejsciu. Mozna teraz tak wyregulowac komu¬ tator 9, przez przemieszczenie szczotek, ze wskaz¬ nik wychyloiwy 8 bedzie dolaczany do wyjscia wzmacniacza 6 na odcinek czasu kiedy napiecie zmienne ma polaryzacje np. dodatnia. Wówczas wskazówka wskaznika 8 wychyli sie w prawo.Przy zmianie polaryzacji impulsów na wejsciu na ujemna, faza napiecia zmiennego na wyjsciu wzmacniacza zmieni sie o 180° powodujac wychy¬ lenie wskazówki wskaznika 8 w lewo. W ten spo¬ sób, korzystajac ze wzmacniacza pradu zmiennego mozna mierzyc nie tylko wielkosc impulsów, ale i ich polaryzacje osiagajac to dzieki zastosowaniu detekcji fazowej.Urzadzenie wedlug wynalazku laczy w sobie za¬ lety wzmacniacza pradu zmiennego z zaletami wzmacniacza pradu stalego. Zastosowanie w ukla¬ dzie jednoczesnie selekcji czestotliwosciowej oraz selekcji fazowej umozliwia pomiar napiec lezacych ponizej poziomu szumów. Ponadto do zalet ukladu nalezy zaliczyc to, ze zespól modulacyjno-wzmac- niajaco-detekcyjny jest synchronizowany czestotli¬ woscia sieci. Taki sposób synchronizacji znacznie upraszcza calosc urzadzenia. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do fotoelektrycznych pomiarów wlasciwosci materialów pólprzewodnikowych za¬ wierajace zródlo swiatla, uklad optyczny, tarcze modulujaca promieniowanie swietlne oraz wzmac¬ niacz selektywny z woltomierzem, znamienne tym, ze ma zespól detekcji fazowej skladajacy sie z komutatora (9) osadzonego wraz z modulujaca tar¬ cza (2) na wspólnej osi synchronicznego silnika (10), który to komutator (9) wlaczony jest w obwód woltomierza (8) laczonego okresowo, poprzez trans¬ formator (7) ze wzmacniaczem selektywnym (6).

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze synchroniczny silnik (10) oraz zródlo swiatla (1) sa polaczone ze wspólnym zródlem zasilania, naj¬ korzystniej o czestotliwosci sieci energetycznej.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tym, ze ilosc dzialek komutatora (9) odpowiada ilosci otworów w modulujacej tarczy (2). Bltk 20/71 r. 250 egfc. A4 PL PL