SU482697A1

SU482697A1 - Device for measuring the differential resistance of diode structures

Info

Publication number: SU482697A1
Application number: SU1983242A
Authority: SU
Inventors: Антанас Антано Чеснис; Антанас Адомович Рибикаускас
Original assignee: Институт Физики Полупроводников Ан Лит.Сср
Priority date: 1974-01-03
Filing date: 1974-01-03
Publication date: 1975-08-30

Description

Изобретение относитс к области контрол электрических параметров полупроводниковых приборов.The invention relates to the field of control of electrical parameters of semiconductor devices.

Известно устройство дл измерени дифференциального сопротивлени диодных структур при одновременном визуальном наблюдении их вольтамперных характеристик в импульсном режиме, содержащее осциллограф , генератор пр моугольных импульсов, источник управл ющего напр жени с блоком синхронизации, подключенным к одному из его выходов, и измерительную цепь, включающую .переменньщ регулируемый делитель напр жени и исследуемую диодную структуру с последовательно включенным посто нным резистором.A device for measuring the differential resistance of diode structures with simultaneous visual observation of their current-voltage characteristics in a pulsed mode, containing an oscilloscope, a square pulse generator, a control voltage source with a synchronization unit connected to one of its outputs, and a measuring circuit including an alternating an adjustable voltage divider and a diode structure under study with a series-connected constant-resistor.

Недостатком известного устройства вл етс невысока точность измерени , она зависит от величины сопротивлени исследуемой диодной структуры посто нному току и уменьщаетс при увеличении сопротивлени . Кроме того, в известном устройстве при измерени х необходима модул ци ркости луча осциллографа , что усложн ет его функциональную схему.A disadvantage of the known device is the low measurement accuracy, it depends on the resistance value of the studied diode structure to the direct current and decreases with increasing resistance. In addition, in the known device when measuring the required modulation of the beam intensity of the oscilloscope, which complicates its functional diagram.

Целью изобретени вл етс повыщение точности измерений.The aim of the invention is to increase the measurement accuracy.

Поставленна цель достигаетс тем, что выходы делител напр жени и испытуемого диода подключены к двум коммутаторам, The goal is achieved by the fact that the outputs of the voltage divider and the diode under test are connected to two switches,

каждый из которых соединен со схемой переключени и сумматором, выход которого подключен ко входу у осциллографа, а выход блока синхронизации соединен со схемой переключепи и генератором импульсов, выход которого подключен ко входу второго сумматора , второй вход которого соединен с источником управл ющего напр жени , а выход подключен ко входу х осциллографа.each of which is connected to a switching circuit and an adder, the output of which is connected to the input of an oscilloscope, and the output of the synchronization unit is connected to a switching circuit and a pulse generator, the output of which is connected to the input of a second adder, the second input of which is connected to a control voltage source, and the output is connected to the x input of the oscilloscope.

На чертеже приведена блок-схема устройства .The drawing shows a block diagram of the device.

Оно содержит исследуемую диодную структуру 1, соединенную с резистором 2, регулируемый делитель напр жени , собранный на резисторах 3 и 4, источник управл ющего напр жени 5, коммутаторы 6 и 7, схему переключени 8, сумматоры 9 и 10, блок синхронизации 11, генератор импульсов 12, осциллограф 13.It contains a diode structure 1, connected to a resistor 2, an adjustable voltage divider assembled on resistors 3 and 4, a source of control voltage 5, switches 6 and 7, a switching circuit 8, adders 9 and 10, a synchronization unit 11, a generator impulses 12, oscilloscope 13.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Источник управл ющего напр жени 5 вырабатывает последовательность пр моугольных импульсов с монотонно и периодически измен ющейс амплитудой.The source of control voltage 5 generates a sequence of rectangular pulses with monotonically and periodically varying amplitude.

Сигналы с резисторов 2 и 4, пропорциональные току через исследуемую диодную структуру 1 и регулируемый резистор 3, соответственно , при помощи коммутирующих блоков 6 и 7 и сумматора 9 попеременно подаютс на канал вертикального отклонени луча осциллографа 13. Дл этого при поступлении каждого очередного импульса напр жени с источника 5 управл ющего напр жени синхронизирующий сигнал с блока синхронизации 11 запускает схему переключени 8, в качестве которой использован мультивибратор , и генератор 12 пр моугольных импульсов . При помощи положительного импульса, поступающего из мультивибратора 8, коммутатор 7 переводитс в состо ние «открыто и сигнал с резистора 4 через этот блок и сумматор 9 подаетс на вход вертикального отклонени осциллографа. В это же врем напр жение на другом выходе мультивибратора 8 скачком уменьщаетс и коммутатор 6 переводитс в состо ние «закрыто. Длительность импульсов на выходе генератора 12 подбираетс равной продолжительности пребывани мультивибратора во временно устойчивом состо нии , котора больше продолжительности переходных процессов в измерительной цепи, но меньще длительности импульсов на выходе источника 5 управл ющего напр жени . Таким образом, при поступлении на вход усилител вертикального отклонени луча осциллографа 13 сигнала с резистора 4, на вход усилител горизонтального отклонени луча осциллографа 13 через сумматор 10 поступает суммарный сигнал от источника 5 и генератора 12.Signals from resistors 2 and 4, proportional to the current through the diode structure 1 and adjustable resistor 3, respectively, with the help of switching blocks 6 and 7 and adder 9 are alternately fed to the channel of the vertical deflection of the beam of the oscilloscope 13. For this, each incoming voltage pulse From the source 5 of the control voltage, the synchronization signal from the synchronization unit 11 triggers the switching circuit 8, in which the multivibrator is used, and the generator of 12 rectangular pulses. With the help of a positive pulse coming from the multivibrator 8, the switch 7 is transferred to the "open" state and the signal from the resistor 4 is fed through this block and the adder 9 is fed to the input of the vertical deflection of the oscilloscope. At the same time, the voltage at the other output of the multivibrator 8 decreases abruptly and the switch 6 is switched to the "closed" state. The duration of the pulses at the output of the generator 12 is chosen equal to the duration of stay of the multivibrator in a temporarily stable state, which is longer than the duration of the transient processes in the measuring circuit, but shorter than the duration of the pulses at the output of the control voltage source 5. Thus, when a vertical oscillation beam of an oscilloscope 13 receives a signal from a resistor 4 at the amplifier input, a horizontal signal from the oscilloscope beam 13 is fed through the adder 10 to the input of the amplifier of the horizontal oscillator 13 from the source 5 and the generator 12.

При возвращении мультивибратора в исходное устойчивое состо ние положительное напр жепие подаетс на вход управлени коммутатора 6, благодар чему он возвращаетс в состо ние «открыто и начинает пропускать сигнал с резистора 2, который через сумматор 9 передаетс па вход усилител вертикального отклонени осциллографа 13. В то же врем исчезает сигнал на выходе мультивибратора 8, соединенном с входом управлени коммутатора 7, вследствие чего последний переходит в состо ние «закрыто.When the multivibrator returns to its initial steady state, a positive voltage is fed to the control input of switch 6, so that it returns to the "open" state and starts to pass a signal from the resistor 2, which through the adder 9 is transmitted to the amplifier vertical oscillator 13 input. At the same time, the signal at the output of the multivibrator 8, which is connected to the control input of the switch 7, disappears, as a result of which the latter switches to the "closed" state.

Сопротивление резистора 2 по величине равно сопротивлению резистора 4, однако они намного меньше сопротивлени исследуемой диодной структуры 1 посто нному току и сопротивлени резистора 3. Таким образом на один из входов сумматора 10 поступают сигналы , практически равные падению напр жени на резисторе 3 или на исследуемой диодной структуре 1.The resistance of resistor 2 is equal in magnitude to the resistance of resistor 4, but they are much less than the resistance of the diode structure under study 1 to direct current and the resistance of resistor 3. Thus, signals that are almost equal to the voltage drop across resistor 3 or on the diode under study are received at one of the inputs of adder 10 structure 1.

В итоге на экране осциллографа 13 в виде последовательности ркостных меток наблюдаютс две импульсные вольтамперные характер истики: одна криволинейна - исследуемой диодной структуры 1, друга пр молинейна - резистора 3.As a result, on the oscilloscope screen 13, two pulse current-voltage character of the source are observed as a sequence of brightness labels: one is curvilinear - of the diode structure 1 under study, the other is linear - resistor 3.

При измерени х регулировкой резистора 3 и изменением величины напр жени на выходе генератора 12 измен ют угол наклона и перемещают пр молинейную характеристику на экране осциллографа вдоль оси абсциссWhen measuring by adjusting the resistor 3 and changing the voltage at the output of the generator 12, the tilt angle is changed and the linear characteristic is moved on the oscilloscope screen along the abscissa axis

таким образом, чтобы она совпадала с касательной вольтамперной характеристики исследуемой структуры 1 в той точке, в которой требуетс измерить дифференциальное сопротивление . Сопротивление резистора 3 при этомso that it coincides with the tangent current-voltage characteristic of the structure under study 1 at the point at which the differential resistance is to be measured. The resistance of the resistor 3 in this case

равно измер емому дифференциальному сопротивлению , а величина напр жени , подаваемого из генератора 12 - величине напр жени отсечки.is equal to the measured differential resistance, and the magnitude of the voltage supplied from the generator 12 is the value of the cutoff voltage.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл измерени дифференциального сопротивлени диодных структур, содержащее осциллограф, источник управл ющего напр жени , блок синхронизации, генератор пр моугольных импульсов и измерительную цепь из последовательно включенных клемм дл испытуемого диода и резистора,A device for measuring the differential resistance of diode structures, comprising an oscilloscope, a control voltage source, a synchronization unit, a square pulse generator, and a measuring circuit of series-connected terminals for the test diode and resistor,

параллельно которой подключены регулируемый делитель напр жени , отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерений , выходы делител напр л ени и испытуемого диода подключены к двум коммутаторам , каждый из которых соединен со схемой переключени и сумматором, выход которого подключен ко входу у осциллографа, а выход блока синхронизации соединен со схемой переключени и генератором импульсов,parallel to which an adjustable voltage divider is connected, characterized in that, in order to increase measurement accuracy, the outputs of the voltage divider and the diode under test are connected to two switches, each of which is connected to a switching circuit and an adder, whose output is connected to the input of an oscilloscope, and the output of the synchronization unit is connected to a switching circuit and a pulse generator,

выход которого подключен ко входу второго сумматора, второй вход которого соединен с источником управл ющего напр жени , а выход подключен ко входу х осциллографа.the output of which is connected to the input of the second adder, the second input of which is connected to the source of the control voltage, and the output is connected to the input x of the oscilloscope.