SU851290A1

SU851290A1 - Преобразователь статического коэффи-циЕНТА пЕРЕдАчи TOKA ТРАНзиСТОРА ВчАСТОТу

Info

Publication number: SU851290A1
Application number: SU792857849A
Authority: SU
Inventors: Владимир Ильич Ковальков
Original assignee: Одесский Ордена Трудового Красногознамени Политехнический Институт
Priority date: 1979-12-24
Filing date: 1979-12-24
Publication date: 1981-07-30

Description

Изобретение относится к электрон^ ной промышленности и может быть использовано в измерителях параметров транзисторов и других полупроводнико- j вых приборов.

Известно устройство для измерения статического коэффициента усиления тока транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером, содержащее источНик постоянного напряжения, генератор, импульсный вольтметр и токосъемный резистор (1].

Наиболее близким к изобретению является преобразователь, содержащий источник базового тока, источник ре- 15 гулируемого напряжения, конденсатор и подключенный параллельно ему разрядный ключ, выполненный на электромагнитном реле,. Конденсатор включен в схему интегратора на операци- 20 онном усилителе, к выходу которого подключено пороговое устройство, управляющее разрядным ключом. Данное устройство осуществляет преобразование тока коллектора испытуемого тран-25 зистора при заданном токе базы, т.е. статического коэффициента передачи тока, в частоту следования импульсов, возникающих на выходе интегратора [2]. 30

Недостатками известного преобразователя являются невысокая точность преобразования из-за того, что входное сопротивление операционного усилителя интегратора влияет на крутизну функции преобразования измеряемого параметра в частоту, а также низкая надежность,обусловленная тем, Что в качестве разрядного ключа применено электромагнитное реле, обладающее невысокой надежностью и дополнительно снижающее точность преобразования из-за нестабильности моментов переключений й их низкой частоты.

Цель изобретения - повышение точности преобразования и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь статического коэффициента передачи тока транзистора в частоту, содержащий источник базового тока, источник регулируемого напряжения, конденсатор и подключенный параллельно ему разрядный ключ, выполненный на лавинном транзисторе, введены составной транзистор, эмиттер, база и коллектор которого подключены соответственно к коллектору испытуемого транзистора, к выходу .источника регулируемого напряжения и к конденсатору.

На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 вольт-амперная характеристика лавин.ного транзистора.

Преобразователь содержит испытуе)мый транзистор 1, в базу которого задается стабильный ток от источника ,2, эмиттер соединен с общей шиной, а к коллектору,подключен своим эмиттером составной транзистор 3. Между . коллектором составного транзистора и шиной питания включены конденсатор ' 4 и шунтирующий его разрядный ключ 5, в качестве которого применен лавинный транзистор. База составного транзистора подключена к выходу источника 6 регулируемого напряжения.

Преобразователь раббтает следующим образом.)

В исходном состоянии конденсатор 4 разряжен. При включении питающего напряжения он начинает заряжаться коллекторным током испытуемого транзистора 1. Поскольку коэффициент передачи по току составного транзистора близок единице, то ток заряда J_tконденсатора

J_c =

Выходной ток генератора 2 тока равен

Jr ³¹ Jj ⁺ Jitdo ' где Ί_Κ{ν₀ - обратный ток коллектора испытуемого транзистора. Напряжение на конденсаторе линейно нарастает и достигает пробивного значения напряжения fa лавинного транзистора 5 с разомкнутой базой, вольт-ампе.рная характеристика которого имеет S-образный вид (фиг. 2). Происходит лавинный пробой транзистора 5 и конденсатор 4 через него быстро разряжается. Когда напряжение на конденсаторе достигает остаточного значения Uj_, лавинный транзистор восстанавливается и процесс повторяется снова.

Поскольку конденсатор заряжается до напряжения fa , а разряжается до напряжения faj, то время заряда равно t эар “ Чг) J IJ c >

где C - емкость конденсатора 4.

Частоту выходных импульсов преобразователя можно определить как г. 1 _ Эк-ЗксГо, Jr ^эор ctfa-fa') о>

где t_pcop<< tj__p - время разряда и за^г ряда конденсатора;

В = _ статический коэф^{+ j}kJo фициент передачи тока испытуемого транзистора.

Таким образом, частота выходных сигналов предлагаемого преобразователя прямо пропорциональна’ измеряемому параметру в_о транзистора. Малость токов утечки эмиттерного пеj рехода лавинного транзистора, шунтирующего зарядный конденсатор, позволяет повысить линейность функции преобразования f = F(B_O ·) . и расширить диапазон измерения режимов по току испытуемого транзистора вплоть¹до микроамперных значений. Изменение коллекторного тока испытуемого транзистора осуществляется путем изменения выходного тока J_r источника 2 тока, а напряжения и_кэ - с помощью регулируемого источника 6 напряжения. Низкое входное сопротивление составного транзистора обеспечивает режим короткого замыкания на выходе испытуемого транзистора и неизменнрсть ре20 жима πό напряжению при изменении коллекторного тока J_K, что повышает точность измерения Β_σ.

I

Отсутствие электромеханического · . реле и малое время разряда конденса25 тора позволяет повысить частотный диапазон предлагаемого преобразователя до десятков килогерц без нарушения линейности функции преобразования. •За счет этого увеличивается·чувстви3Q тельность преобразователя, который дает возможность измерять даже не. значительные кратковременные дрейфы В_о, вызванные различными дестабилизирующими факторами. Кроме того, за35 мена реле лавинным транзистором повышает его надежность.

Claims

Изобретение относитс к электрон ной промышленности и может быть использовано в измерител х параметров транзисторов и других полупроводнике вых приборов. Известно устройство дл измерени статического коэффициента усилени тока транзисторов, включенных по схе ма с общим эмиттером, содержащее неточ ик посто нного напр жени , генератор , импульсный вольтметр и гокосьемный резистор {1. Наиболее близким к изобретению в л етс преобразователь, содержащий источник базового тока, источник регулируемого напр жени , конденсатор и подключенный параллельно ему разр дный ключ, выполненный на электр эмагнитном реле/. Конденсатор включен в схему интегратора на операционном усилителе, к выходу которого подключено пороговое устройство, управл ющее разр дныг1 ключом. Данное устройство осуществл ет преобразование тока коллектора испытуемого тран зистора при згадаином токе базы, т.е статического коэффициента передачи тока, в частоту следовани импульсов возникающих на выходе интегратора
2. Недостатками известного преобразовател вл ютс невысока точность преобразовани из-за того, что входное сопротивление операционного усилител интегратора вли ет на крутизну функции преобразовани измер емого параметра в частоту, а также низка надежность,обусловленна тем, Что в качестве разр дного ключа применено электромагнитное реле, обладающее невысокой надежностью и дополнительно снижающее точность преобразовани из-за нестабильности моментов переключений и их низкой частоты. Цель изобретени - повышение точности преобразовани и надежности устройства. Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователь статического коэффициента передачи тока транзистора в частоту, содержащий источник базового тока, источник регулируемого напр жени , конденсатор и подключенный параллель.но ему разр дный ключ, выполненный на лавинном транзисторе, введены составной транзистор, эмиттер , база и коллектор которого подключены соответственно к коллектору испытуемого транзистора, к выходу , источника регулируемого напр жени и к конденсатору. На фиг, 1 приведена принципиальна э;1ектр11ческа схема предлагаемого преобразовател на фиг. 2 BOJftjT-амперна характеристика лавин ,ного транзистора. Преобразователь содержит испытуе мый транзистор 1, в базу которого за даетс стабильный ток от источника , 2, эмиттер соединен с общей шиной, а к коллектору.подключен своим эмиттером составной транзистор
3. Между коллектором составного транзистора и шиной питани включены конденсатор 4 и шунтирующий его разр дный ключ 5, в качестве которого применен лави ный транзистор. База составного тран зистора подключена к выходу источника 6 регулируемого напр жени . Преобразователь работает следующим образом.) В исходном состо нии конденсатор 4 разр жен. При включении питающего напр жени он начинает зар жатьс коллекторным током испытуемого транзистора 1. Поскольку коэффициент передачи по току состсшного транзистора близок единице, то ток зар да J, конденсатора JG Kcfo. Выходной ток генератора 2 тока равен где обратный ток коллектора испытуемого транзистора. Напр жение на конденсаторе линейно нарастает и достигает пробивного значени напр жени и лавинного транзистора 5 с разомкнутой базой, вольт-амперна характеристика которо го имеет S-образный вид (фиг. 2). Происходит лавинный пробой транзистора 5 и конденсатор 4 через него быстро разр жаетс . Когда напр жение на конденсаторе достигает остаточного значени Uj., лавинный транзистор восстанавливаетс и процесс пов тор етс снова. Поскольку конденсатор зар жаетс до напр жени Ц , а разр жаетс до напр жени Од, то врем зар да равн -rc(Ui-Uj)/3c) где С - емкость конденсатора
4. Частоту выходных импульсов преоб разовател можно определить как Зк.-исГо . -Яг-., |.li Л Ijgp-CVUt-Uj ) cCUr4)0 -врем разр да и з Р«эр iqp р да конденсатора в J к - Jicgo -статический коэффициент передачи Jrf « JKJO тока испытуеьюго транзистора. Таким образом, частота выходных сигналов предлагаемого преобразовател пр мо пропорциональна изме7-) емому параметру В транзистора. Малость токов утечки эмиттерного перехода лавинного транзистора, шунтирующего зар дный конденсатор, позвол ет повысить линейность функции преобразовани f Р() и расширить диапазон измерени режимов по току испытуемого транзистора вплоть до микроамперных значений. Изменение коллекторного тока испытуемого транзистора осуществл етс путем изменени выходного тока J источника 2 тока , а напр жени - с помощью регулируемого источника 6 напр жени . Низкое входное сопротивление составного транзистора обеспечивает режим короткого замыкани на выходе испытуемого транзистора и неизменность режима п6 напр жению.Цц при изменении коллекторного тока J, что повышает точность измерени Вр. Отсутствие электромеханического . реле и малое врем разр да конденсатора позвол ет повысить частотный диапазон предлагаемого преобразовател до дес тков килогерц без нарушени линейности функции преобразовани . За счет этого увеличиваетс .чувствительность преобразовател , который дает возможность измер ть даже незначительные кратковременные дрейфы BQ , вызванные различными дестабилизирующими факторами. Кроме того, замена реле лавинным транзистором повышает его надежность. Формула изобретени Преобразователь статического коэффициента передачи тока транзистора в частоту, содержащий источник базового тока, источник регулируемого напр жени , конденсатор и подключенный параллельно ему разр дный ключ, вы1полненный на лавинном транзисторе, отличающийс тем/ что, с целью повышени точности преобразовани и надежности, в него введены составной транзистор, эмиттер, база и коллектор которого подключены соответственно к коллектору испытуемого транзистора, к выходу источника регулируемого напр жени и к конден:сатору . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Аронов В.Л., Федотов Я.Л. Испытание и исследование полупровод никовых приборов. М., Высша школа , 1975, с. 69. 2, Патент Великобритании L37Q394, кл. G 1 U, .опублик. 1974 (прототип).

(Put.1

- Выход