SU651272A1 - Измеритель добротности варикапов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электронной техники и может использоватьс  в производстве полупроводниковы приборов дл  измере га  добротности варикапов . Известно устройство дл  измерени  добротности варикапов, содержащее изм рительный контур, схему управлени , генератор , усилитель, отправл емое сопротивление , измерительный прибор, детекторы , схемы сравнени  l . Недостатком известного устройства  вл етс  участие оператора в настройке контура по частоте, т.е. устройство не может aBTOwaTH iecKH измер ть добротность варикапа. Известно устройство дл  измерени  добротности варикапов, содержащее колебательный контур, включающий образцовый варикшг, соединегшый через элементы св зн с высокочастотным генератором и усилителем и через элемент разв зки с источником смещени . блок управпен  , измервтель в регистратор ;2j , К недостаткам известного устройства следует отнести то, что оно не позвол ет автоматически производить измерение добротности. Добротность можно определить лишь по формуле, предварительно замерив параметры испытуемого варикапа , Цель предлагаемого изобретеюш автоматизаци  процесса измерени  добротности варикапов. Оаа достигаетс  тем, что в измеритель введены вычислительное устройство, устройство вьэделени  экстремума, нсточ- ник измен ющегос  напр жени , преобразователь емкости в напр жение, дополнительный образцовый варикап, ключ, элементы разв зки и св зи, причем источник измен югцегос  напр жени  соединен с блоком управлешш, через один элемент разв зки с образцовым варнк пом измерительного контура, через другой элемент развазки с одним входом преобрааовател  еьшости в напр жение   дополн11Етелыш м образцовым варикапом npimeM э-тот же вывод варикапа соединен через элемент св зи с высокочастотным генератором, а другой вывод этого вари- Кала соедпнен с другим входом преоб рааовател  емкости в напр жение, выход которого через юиоч и 1юмеритель-. ный прибор соединен с вычислительным устройством, выход которого соединен с регистратором, а вход с первым выходом устройства вьщелешш экстремума, вход которого соединен с выходом усилител , а второй выход - с управл ющим входом кгаоча, На чертеже показана схема предлагаемого измерител . Измеритель добротности варикапов содержит колебательный контур 1, блок 2 управлеьш , источник 3 измен ющего. с  напр жени , преобразователь 4 емкос ти в напр жение, ключ 5, измерительный прибор 6, регистр атор 7, вычислительное устройство 8, устройство вьщелеии  9 экстремуму усилитель Ю ис- точник 11 напр жешм смещени , эле- менты 12, 13, 14 разв зки, элементы 15, 16, 17 св зи, высокочастОТ1Ш1Й генератор 18, индуктивность 19, емкости 2О, 21, образцовые варикапы 22, 23. Испытуемый варнкап 24. Варикапы 23 и 22 подобраны с идентичными воль фарадными характеристиками, Ивдуктивность 19, емкости 2О, 21 и варикапы 22, 24 представл ют собой колебательный контур. Элементы 15, 17 св зи служат дл  св зи с контуром усилител  10 и генератора 18. Элемент 16 св зи дл  св зи генератора с образцовым варикапом 23. Элементы 12, 13 и 14 разв зки служат дл  разв зки источника 3 изме н ющегос  напр жени  с контуром и образцовым варикапом 23, такАе источника 11 напр жени  смещени  с контуром . Блок 2 управлени  синхронизирует работу всего устройства. Емкость и добротность контура с варикапом 22 известны. Значение емкости KOJfrypa соответствует резонансу контур без испытуемого варикапа 24, при фиксированном смещении на варикапе 22, Принцип работы устройства заключаетс  в следующем. С поступлением испытуемого варикапа на измерительные позиции, с источника 3 измен ющегос  напр жени  черва элемент 13 разв зки на варикапы 22 периодически подаетс  изь ;ен ющеес  напр жение . Из источника 11 напр жени  смещени  через элемент 14 разв зки на испытуемый варикоп задаетс  уровень нбшр жени  смещени , при котором во- детс  n3Mepetrae его добротности. С высокочастотного генератора 18 через элемент 17 св зи на контур поступает напр жение возбуждени . Также высокочастотное напр жение подаетс  через элемент 16 св зи на дополнительный образцовый варикап 23. На варикап 23 также синхронно подаетс  через элемент 12 разв зки с источника 3 измегшюще- ес  напр же1ше. С поступлением измен ющегос  напр жени  на варикап 22 происходит изменение его емкости с частотой подводимого напр жени . Следовательно, с этой частотой измен ютс  и параметры измерительного контура 1 и в определешгый момент он будет настроен в резонанс с частотой подводимого от i генератора 18 высоко-: частотного напр же1га . В это врем  на выходе измерительного контура 1 и на входе усилител  1О по витс  импульс высокочастотного напр же ш , так как напр же1гае на входе и выходе измерительного контура св заны известным соотнощением и,,-и, Q, где Jg высокочастотное напр жеше на выходе измерительного контура; и - высокочастотное напр жение на входе измерительного контура; Q - добротность измерительного контура, то амплитуда импульсов высокочастотного напр жени  будет зависеть от добротности измер емого варикапа 24. Напр жешш с контура поступает через элемент 15 св зи и услитель 1О на вход устройства 9 вьщелени  экстремума. Устройство 9 имеет два выхода, на одном из которых действует вьщеленное экстремальное напр жение, пропорциональное напр жению резонанса в контуре, а на другом - действует импульс напр жени , соответствующий во времени момеиггу резонанса в контуре. Емкость дополнительного образцового варикапа 23 с помощью преобразовател  4 преобразуетс  в капр жеине. Это напр жение через ключ 5 поступает на влаэд измерительного прибора 6. При наступлении резонанса в когггур с выхода устройства 9 пг.клунит управ л киций потегшиал на ключ 5, после че- го он запретит поступление измен ющег с  напр жени  на вход измерительного прибора б. Измерительный прибор выдв лит максимальное напр жение, посту пившее на его вход. Оно будет пр мо пропорционально, емкости вар1«апы 23 момент резонанса в контуре. Налр жоние с измерительного прибора 6 поступает на вход вычислительного устройст ва 8,.на другой вход которого подаетс  напр жение с устройства 9, пропоршю- нальиое напр жению резонанса в конту) В вычислительпом устройстве реализую с  операции, описываемые выражением где Uo( - напр жение на выходе вычислительного устройства, пр мо пропорциональное добротности испытуемого ва рикапа; {J - напр жение, поступающее с выхода измерительного прибора, пр мопропорциональное емкости варикапа 23 и - напр жение, поступающее с выхода устройства 9. Г2) где Q - добротность контура без испытуемого варикапа, котора  зависит от емкости варикапа 22; С - емкость, соответствующа  резонансу в контуре (const ) В формуле (1) за единицу прин та максимальна  добротность контура (lus. добротность Сез испытуемого варикапа или она же Q ). Учитыва  то, что добротность контура Q зависит от напр жени  смещени  на варикапе 22, дл  увеличени  точности измерител  е вычислительное устройство можно ввест коррекцию. Так как Q зависит от емкости варикапа 22, т.е. Q - f (22 а характеристики варикапов 22 и 23 идентичные, то Q : f (C2)r{2). Эту зависимость легко определить экспериментально . Вычислительное устройство 8 тогда датжно содержать функциональный элемент, реализуюишй зависимость (2). В этом случае в вычислительном уст ройстве реализуютс  операции, описывай мые выражением (y.g о Iccj.vu u, 26 где Uj ниар же)111о, соответствую- шее емкостн контура в fr oNteifT резоилннапр жение iipsjMo пропорц лоиалы ое емкости варакапа 23 в мо- монт реаонансп п контуре. Коррекци  будет не нужна в том случае , если доброт-цость варикапа 22 будет значительно больше добротности копытуомого варпка1 а н рабочий участок варикапа 22 будет находитьс  в узком диапазоне его аольтфирадной хорактерисНапр жение с выхода вычислительного устройства поступает на вход регистрирующего устройства. Емкостн 2О и 21 слу о т дл  разделени  носто шгых составл ющих в контуре. Формула кзобретени  Измеритель добротности варикапов, содержаишй колебательный контур, вкл1Очшоший образцовый варикап, соединенный через элементы св зи с высокочастотным генеретором и усилителем и чорез элемент розв згси с источником нанр жегиет смещетш, блок управлени , измеритель и репютратор, о т л и ч аю ш к ft с   тем, что, с целью автоматизации цроцессл  эмерелн , в него ввеaefib вьмнслнтелыгое устройство, уст ройство выделе.ш  зкстрегу{ума, источник тамегшющегос  напр жешш, препб- разователь емкости в напр жеш{е, дополнительный образцовый Варикап, ключ элементы разв зкга и садаи npj-i4esi блок управлени  соединек с йсточ5п :ом кс мен ющегос  иапшкепл . которьгй через эле чгект разв зки сосдлнеи с образцовым варикапом измерптелыгого контура , через друг-ой элемещ- разв оки соединен с одним входом преобразовател  емкости в напр жение и дополнительным образцовьгм варикапом, npirieM этот же вывод варнкапа соединен через элемент св зи с высокочастотным HepaTOpoNi, а другой вывод этого варикапа соединен с другим входом прообразовател  екшости в напр жение, выход которого через ключ и нзмерктельный прибор соединен с вьршслите тьным устройством , выход которого соединен с решстраторо.м а вход с первым выходом устройства вьщепени  экстремума, вход которого соединен с выходом усилител , а второй выход с управл югц;тм входом ключа.

765.12728

Источники информации, пршштые во2. Полупроводниковые диоды. Паравнимание при экспертизе

1. Авторское свидетыльство СССР №429375,кл.в-01 R27/26, О9.О2.72,

метры, методы измерений под ред.

Н. Н, Горюново, М,, Советское радио ,

1068, с. 116-117

)S