SU763822A1 - Устройство дл определени волтамперных характеристик переключающих элементов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  дл  исследовани  переключающих элементов. Известно устройство дл  исследовани  вальт-амперных характеристик полупроводниковых материалов, содержащее генератор, ртутное реле, коаксиальную измерительную линию, резистивный зонд, стробоскопический осциллограф и двухкоординатный самописец l . Недостаток известного устройства заключаетс  в трудоемкости и длительности измерений и отсутствии воз можности измерени  вольт-амперных характеристик низкоомного состо ни  переключающих элементов при посто нной амплитуде переключающего импульса . Наиболее близким к описываемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  определени  вольт-амперных характеристик переключающих элементов, содержащее последовательн соединенные генератор, ртутное реле коаксиальную измерительную линию, вход которой через ограничитель тока соединен с входом синхронизации двух стробоскопических осциллографов, к выходам которых подключена аналогова  вычислительна  машина, соединенна  с двухкоординатным самописцем, линию задержки и два резистивных зонда, введенных в коаксиальную измерительную линию 2 . Однако это устройство нельз  использовать дл  определени  характеристик низкоомного состо ни  переключающих элементов при посто нной амплитуде переключающего импульса, потому что дл  определени  вольтамперной характеристики при помощи указанного устройства необходимо мен ть амплитуду переключающего импульса, подаваемого на образец. Как известно, многие параметры (врем  задержки, врем  переключени , сопротивление низкоомного состо ни ) переключающих элементов (например, на основе аморфных и стеклообразных полупроводников) завис т от амплитуды и формы переключающего импульса. Следовательно, дл  однозначного определени  параметров элемента , например его сопротивлени  в низкоомном состо нии, необходимо определение вольт-амперной характеристики проводить при посто нных услови х, т.е. напр жение переключени  не должно мен тьс .

Цель изобретени  увеличение типов исследуемых элементов за счет обеспечени  измерени  вольтамперной характеристики низкоомного состо ни  переключающих элементов при посто нстве переключающего напр жени .

Это достигаетс  тем,что в устройство дл  исследовани  вольт-амперных характеристик полупроводниковых материалов введены дополнительные зонды и переменный резистор, причем два.входа одного стробоскопического осциллографа соединены дополнительными зондами, включенными параллельно исслбщуемому элементу,а два входа второго стробоскопического осциллографа подключены к двум другим зондам один непосредственно, а другой через линию задержки.

Схема устройства дл  исследовани  вольт-амперных характеристик переключающих элементов показана на чертеже .

Устройство состоит из генератора 1, ртутного реле 2, коаксиальной измерительной линии 3, ограничител  тока 4, стробоскопических, .осциллографов 5 и б, резистивных зондов 7,8,9 и 10, линии задержки 11, переменного резистора 12, аналоговой вычислительной машины 13 и двухкоординатного самописца 14. Генератор 1 соединен с ртутным реле 2, к которому подсоединена измерительна  коаксиальна  лини  3 с ответвлением дл  синхроимпульса , подаваемого через ограничитель тока 4 во входы синхронизации стробоскопических осциллографов 5 и 6. В измерительную коаксиальную линию 3, конец которой закорочен переменным резистором 12, введены резистивные зонды 7,8,9,10. Зонды 7 и В расположены мелоду ответвлением дл  синхронизации и переменным резистором 12 на рассто нии Ct СС - длительность импульса, С скорость света) от резистора 12. Один из них 7 через линию задержки 11 подключен к входу А стробоскопического осциллографа б, а второй, подключен пр мо к входу в того же. осциллографа 6. Зонд 9 расположен между зондами 7 и 8, переменным резистором 12 и подключен к входу В стробоскопического осциллографа S. Между зондом 9 и переменным резистором 12 введен зонд 10, который соединен с входом А осциллографа 5. Аналоговые выходы стробоскопических осциллографов 5 и 6 соединены со вхдами аналоговой вычислительной машины 13, к выходу которой подсоединен двухкоордиватный самописец 14. Исследуемый образец располагаетс  в измерительной коаксиальной линии 3между зондами 9 и 10 таким образом, чтобы его масса имела контакт с центральным проводником линии, а с внешним проводником контакт осуществл лс через последовательно подсоединенный переменный резистор 12.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемым образцом с последовательно подсоединенным переменным резистором 12 закорачиваетс  коаксиальна  лини  3. Наносекундный импульс , сформированный ртутным реле 2, созда1ет электрическое поле в образце и резисторе 12. Падающий на образец импульс (Unoig ) регистрируетс  зондом 7, установленным на рассто нии Ct /2 от образца, где t - длина импульса, с - скорость света , и через линию задержки 11 подаетс  на вход В стробоскопического осциллографа 6. Отраженный от системы образец - резистор импульс ( UOI-P. ) регистрируетс  зондом 8 и подаетс  на вход А того же осциллографа . При помощи линии задержки 11 оба сигнала совмещаютс  во времени . Осциллограф б работает в дифференциальном режиме, поэтому аналоговый сигнал.на выходе пропорционален разнице UnoQ.-UOTP. / что эквивалентно току систему образец - резистор.

На аналоговом выходе стробоскопического осциллографа 5 сигнгш будет пропорционален напр жению на образце, потому что этот осциллограф тоже работает в дифференциальном режиме, а сигнал, регистрируемый зондом 9, пропорционален напр жению на системе образец-резистор, а зондом 10 - напр жению на резисторе. Разница этих сигналов будет эквивалентна напр жению на образце.

Определение вольт-амперной характеристики низкоомного состо ни  переключающих элементов при посто нной амплитуде переключающего импульса производитс  плавным изменением величины переменного резистора 12. Максимальна  величина переменного резистора подобрана так, чтобы не вызвать заметного перераспределени  напр жени  между ним и образцом в высокоомном состо нии.

Так как сопротивление переключающего элемент-а в высокоомном состо нии обычно составл ет несколько сот килоом, то переменный резистор пор дка нескольких килоом вполне подход щий. В низкоомном состо нии сопротивление образца составл ет несколько дес тков Ом. DosToiviy, мен   сопротивление переменного резистора от нескольких килоом до нул , можно в широких пределах измен ть ток через образец в низкоомном состо нии , практически не мен   амплитуды пеоеключагацего импульса.

Описываемое устройство расширивает информативность известного, позвол   определ ть вольт-амперные характеристики переключающих элементов при посто нной амплитуде переключаюtuero импульса. При помощи такого устройства можно достаточно быстро (в течение нескольких минут) определить вольт-амперную характеристику низкоомного состо ни  переключающих элементов. Это позвол ет установить оптимальные параметры (длительность и амплитуду) переключающего импульса, при которых джоулевый разогрев элемента не превышает допустимого уровн , что способствует нахождению оптимальных условий работы прибора и увеличивает его стабильность и долговечность .

Claims (2)

1.Jantsch W., Heinrich М. Revue Sclent Instrument. 41, 1970, 228,

2.Авторское свидетельство СССР

5 № 543886, кл. G 01 R 27/00, 1975 (прототип).