SU1255943A1

SU1255943A1 - Method of determining error of meter of contact potential difference

Info

Publication number: SU1255943A1
Application number: SU853829425A
Authority: SU
Inventors: Валерий Анцлевич Генкин; Анатолий Лаврентьевич Жарин; Николай Александрович Шипица
Original assignee: Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии
Priority date: 1985-12-25
Filing date: 1985-12-25
Publication date: 1986-09-07

Abstract

Изобретение может быть использовано при контроле состо ни поверхностей проводников и полупроводников, Цель изобретени - повышение точности измерений - достигаетс путем определени числовой величины погрешности измерител контактной разности потенциалов (КРП) , Способ реализуетс устройством , содержащим динамический конденсатор с пластинами 1 и 2, одна из которых вл етс измер емым образцом , а друга - эталонным, резистор 3, усилитель 4, нуль-индикатор 5, источник 6 компенсационного напр жени , источник 7 потенциала, имитирующего КРП, Дл осуществлени способа на эталонный образец подают потенциал от источника 7, который совместно с КРП компенсируетс потенциалом источника 6, На вьпсоде усилител 4 измер ют остаточный некомпенсированный потенциал нуль-индикатором 5. Величины погрешности измерений при различных значени х величины КРП определ ют по математической формуле, приведенной в описании изобретени . 2 ил. СЛ ел со Фиг./The invention can be used to monitor the state of the surfaces of conductors and semiconductors. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy, by determining the numerical value of the error of the contact potential difference meter (PCB). The method is implemented with a device containing a dynamic capacitor with plates 1 and 2, one of which is the sample to be measured, and the other is the reference, the resistor 3, the amplifier 4, the null indicator 5, the source 6 of the compensation voltage, the source 7 of the potential imitating PCB, For carrying out the method, the potential from the source 7 is supplied to the reference sample, which, together with the PCB, is compensated by the potential of source 6. In the output of amplifier 4, the residual uncompensated potential is measured with a zero indicator 5. The measurement error at various values of the PCB is determined by mathematical in the description of the invention. 2 Il. SL ate with Fig. /

Description

Изобретение относитс к электроизмерительной технике, в частности к технике измерени контактной разности потенциалов (КРП), и может быть использовано при контроле сост ний поверхностей проводников и полупроводников .The invention relates to electrical measuring equipment, in particular, to the technique of measuring contact potential difference (PKD), and can be used to monitor the surfaces of conductors and semiconductors.

Целью изобретени вл етс повы- ш-ение точности измерени путем определени численной величины погрешности измерител КРП.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by determining the numerical value of the error of the PKK meter.

На фиг. 1 представлена функциональна схема измерител КРП; на фит. 2 зависимость напр жени на выходе усилител от потенциала компенсации Up.FIG. 1 shows a functional diagram of the PKK meter; on fit. Fig. 2 shows the dependence of the voltage at the output of the amplifier on the compensation potential Up.

,,

f(u,) f (u,)

На фиг. 1 показаны пластины 1 и 2 динамического конденсатора; одна из которых вл етс измер емым образцом а друга эталонным, высокоомный резистор 3, усилитель 4, нуль-индикатор 5, источник 6 компенсационного напр жени , источник 7 потенциала имитирующего .КРП.FIG. 1 shows plates 1 and 2 of a dynamic capacitor; one of which is a measurable sample and the other is a reference, high-resistance resistor 3, amplifier 4, zero-indicator 5, source 6 of the compensation voltage, source 7 of the potential of the simulating.

Между пластинами 1 и 2j обрав ую- щими динамический конденсатор, будет кака -то контактна разность потен- циалов.Between the plates 1 and 2j that clamp the dynamic capacitor, there will be some contact potential difference.

Подава на одну из пластин динамического конденсатора измер ющийс потенциал компенсации Ug от источника 6 компенсирующего напр жени , можно построить зависимость переменног напр жени U, на выходе усилител 4 By applying to one of the plates of the dynamic capacitor the measured potential of compensation Ug from the source 6 of the compensating voltage, it is possible to construct the dependence of the variable voltage U, at the output of the amplifier 4

от потенциала компенсации При U{, О, потенциал компенсации и равен контактной разности потенциалов (Ug и ) .from the compensation potential When U {, О, the compensation potential and is equal to the contact potential difference (Ug and).

Однако в реальном измерителе КРП скомпенсировать U до нул практически невозможно, вследствие собственных шумов высокоомного резистора 3 и входного усилител 4, а также различных переменных наводок на вход измерител КРП. Кроме того, на выходное напр жение будут вли ть паразитные динамические конденсаторы, возникающие между высокоомной пластиной и стенками чейки, а также другими элементами измерител . На выход усилител 4 будет присутствовать остаточный некомпенсируемый потенциал ,However, in a real PKD meter it is almost impossible to compensate U to zero, due to the intrinsic noise of the high-resistance resistor 3 and the input amplifier 4, as well as various variable crosstalk to the input of the PKK meter. In addition, parasitic dynamic capacitors arising between the high-resistance plate and the cell walls, as well as other elements of the meter, will affect the output voltage. The output of amplifier 4 will be present residual uncompensated potential,

Оценим ошибку, возникающую из-за непохтой компенсации.We estimate the error that occurs due to non-payment of compensation.

Коэффициент усилени усилител совместно с коэффициентом преобразоThe gain of the amplifier along with the conversion factor

вани динамического конденсатора экспериментально можно определить из хгийейной ветви зависимости (Ug) (фиг. 2) как:A dynamic capacitor can be experimentally determined from the hygienic branch of the dependence (Ug) (Fig. 2) as:

КАKa

UL UL

AU,AU,

(1)(one)

где К - коэффициент усилени усилител 4;where K is the gain of the amplifier 4;

А - коэффициент преобразовани динамического конденсатора; uUj - изменение напр жени наA is the dynamic capacitor conversion coefficient; uUj - voltage change

выходе усилител ; uUg - изменение компенсационногоamplifier output; uUg - change compensation

напр жени .tension

Из фиг. 2 можно определить, что погрешность измерител от неполной компенсации составит:From FIG. 2 you can determine that the error meter from incomplete compensation will be:

и.and.

+ Ui-L ICA + Ui-L ICA

(2)(2)

где иwhere and

осwasp

- остаточный некомпенсируемый потенциал.- residual non-compensable potential.

5five

00

5five

На погрешность измерени КРП вли ют различные факторы: собственные шумы высокоомного резистора 3 и входного усилител 4, а также различные переменные наводки на вход измерител КРП, которые внос т вклад в U, , не завис ш й от положени точки компенсации , т.е., они посто нны во всем диапазоне величины КРП. Однако вклад в Upi; , возникающий из-за паразитных динамических конденсаторов, зависит от и (напр жени конденсаторов).Various factors influence the measurement accuracy of the PDC: the intrinsic noise of the high-resistance resistor 3 and the input amplifier 4, as well as various variable pickups to the input of the PKD meter, which contribute to U, do not depend on the position of the compensation point, i.e. , they are constant throughout the entire range of the PKK. However, the contribution to Upi; arising from parasitic dynamic capacitors, depends on and (voltage of the capacitors).

Таким образом, дл определени погрешности измерени недостаточно определить Uoj. при каком-либо определенном значении КРП, а необходимо построить зависимость f (U) или U f(Ug). Это удобно сделать с помощью источника 7 потенциала, имитирзтоп .е.о КРП.Thus, to determine the measurement error, it is not sufficient to determine Uoj. at any particular value of the CPD, and it is necessary to construct the dependence f (U) or U f (Ug). It is convenient to do this with the help of a potential source 7, imitirtop.

kk

Дл осуществлени способа на эталонный образец подают потенциал U; от источника 7 имитатора КРП,-который совместно с КРП U скомпенси- руетс источником 6 компенсационного напр жени . Компенсационное напр жение Uf регистрируетс измерителем КРП. На выходе усилител 4 измер ют остаточный некомпенсируемый потенциал, который измер ют нуль-индикатором 5. Таким измерени провод т при различный значени х U;.For carrying out the method, potential U is fed to a reference sample; from the source 7 of the PKK simulator, which, together with the PKK U, is compensated by the source 6 of the compensation voltage. The compensation voltage Uf is recorded by the PKK meter. The output of the amplifier 4 measures the residual uncompensated potential, which is measured by a null indicator 5. Thus, measurements are made at different values of U ;.

По формуле (2) определ ют погрешность дл каждого значени Ug и получают величины погрешности измерени при разных значени х величины контактной разности потенциалов. By the formula (2), the error for each value of Ug is determined and the values of the measurement error are obtained for different values of the contact potential difference.

Пример. Дл измерител КРП, функциональна схема которого показана на фиг. 1, . Подаем от источника 7 имитатора КРП потенциал на эталонный образец. Регистрируем компенсационный потенциал Ug 100 мВ и на выходе усилител измер ем остаточный некомпенсируемый потенциал UOP . 50 мВ. По формуле (2) рассчитываем погрешность измерител КРП: Example. For a PKD meter, the functional diagram of which is shown in FIG. one, . Serve from source 7 of the simulator PKK potential on the reference sample. We register the compensation potential Ug 100 mV and measure the residual non-compensable potential UOP at the output of the amplifier. 50 mV. According to the formula (2), we calculate the error of the PKK meter:

и„ 25о - Такие измерени провод т при различных значени х U; .and 25 ° - Such measurements are carried out at different values of U; .

Таким образом, данный способ поз- вол ет определить не только сам факт сзпцествовани погрешности измерител КРП, но и ее численную величину, котора может быть учтена при анализе результатов измерений.Thus, this method allows to determine not only the fact of the error of the PKK meter, but also its numerical value, which can be taken into account when analyzing the measurement results.

Claims

Invention Formula

Method for determining the error of the contact difference meter i

of the potentials, including the supply of potential, imitating a contact potential difference, to the input dynamic capacitor of the contact potential difference meter, which is characterized by measuring the residual noncompensable potential at the amplifier’s output at various values of the potential, imitating contact potential difference, and calculate the error meter according to the formula

and.

V UZR-KA

de and - the error of measuring the contact potential difference;

and - residual non-compensable potential;

K is the gain of the amplifier measuring the contact potential difference;

A is the conversion coefficient of the dynamic capacitor of the contact potential difference meter. Wooc

UE

Editor R. Tsitsika

Compiled by A. Zaborn Tehred L. Serdyukova

Order 4817/44

Circulation 728

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

Proofreader O. Lugova

Subscription