Claims (3)
Наиболее близким к изобретению вл етс измеритель зар да переключени , содержащий генератор пр мого тока, генератор импульсов офатного напр жени 39 управл емый негатрон, цифроаналоговый преобразователь, реверсивный счетчик, три конденсатора и два.резистора З . Недостатками известного измерител зар да переключени вл ютс значитольна температурна погрешность, св занна с изменением положительного и отрицательного сопротивлений негатрона , и значительна погрешность, св занна с падением на нег атроне части выходного напр жени цифроаналогового преобразовател , привод щим к нелинейной зависимости показани прибора от величины зар да переключени . Кроме того, на выходе цифроаналогового преобразовател присутствуют выбросы напр жени , привод щие к дополнительной пог ности измерени . Указанные выбросы св заны с коммутацией ключей цифроаналого вого преобразовател . Цель изобретени - повышение точнос ти измерений. Поставленна цель достигаетс тем, что в измеритель зар да переключени транзисторов, содержащий генератор импульсов , конденсатор, шунт, клеммы дл подключени эмиттера, базы и коллекторы испытуемого транзистора, введены блок переключени , блок нагрузок,- цифровой вольтметр, три источника напр жени , причем первый вывод питани блока переключени подключен к первому выходу первого источника напр жени , второму входу цифровоз о вольтметра и первом выводу шунта, вто-о.й вывод которого со единен с вторым вькодом блока переклю чени , первым входом цифрового вольтметра и первым выводом конденсатора, второй Вывод которого подключен к клем ме дл подключени эмиттера испытуемо го трс-нзистора, общей шине первого, вто po.ro и третьего источника напр жени , второй вывод питани блока переключени соединен с выходом второго источника напр жени и вторым выходом генератора импульсов, первый выход которого подключен к входу блока переключени , первый выход которого соединен с клеммой дл подключени базы испытуемого транзистора, клемма дл подключени коллектора которого подключена к первом выводу блока нагрузок, второй вывод ко торого подключен к первому выходу третьего источника напр жени . Кроме того, -блок переключени содержит первый, второй и третий транзисторы , первый, второй и третий резисторы , причем вход блока переключени соединен с базами первого и второго 84 транзисторов, первый вывод питани блока переключени подключен через второй резистор к коллектору первого транзистора и базе третьего транзистора, коллектор которого соединен с вторым выходом блока переключени , эмиттер подключен к коллектору второго транзистора и первому выходу блока, эмиттеры первого и второго транзисторов через первый и третий резисторы соответственно соединены с вторым выводом питани блока переключени . На чертеже приведена структурна схема измерител зар да переключени . Измеритель содержит генератор 1 импульсов , первый 2, второй 3 и третий 4 источники посто нного напр жени , конденсатор 5 клеммы эмиттера 6, базы 7 и коллектор 8, блок 9 нагрузок, блок 10 переключени , который содержит первый 11, второй 12 и третий 13 транзисторы и первый 14, второй 15 и третий 16 резисторы, шунт 17 и цифровой вольтметр 18. Генератор 1 импульсов формирует одасшол рные импульсы пр моугольной формы, управл ющие работой блока 1О, источники 2 и 3 nocTosfflHoro напр жени , обеспечивают его питанием. Источник 4 посто нного напр жени служит дл питашю цепи коллектора испытуемого транзистора. Конденсатор 5 выполн ет операцию интегрировани импульсов тока переключени транзисторов. Блок 9 нагрузок введен дл обеспечени возможности измерени зар да переключени транзисторов различной мощности при различных видах нагрузок. Он содержит несколько резисторов, конденсаторов и катушку индуктивностей, которые могут соедин тьс в различных комбинаци х, определиек-шк техническими услови ми на испытани транзистора. Блок 10 переключени введен в измеритель дл переключении испытуемых транзисторов. Шунт 17 введен в измеритель дл получени напр жени , пропорционального величине компенсирующего тока, равного среднему значению импульсов тока переключени , который, в свою очередь, пропорционален зар ду переключени . Цифровой вольтметр 1В введен в измеритель дл обеспечени отсчета величины напр жени , действующего на шунте. Блок 10 содержит формирователь отпиракшшх импульсов тока и формирователь запирающих импульсов напр жени , входы и выходы которых попарно соединены друг с другом. Формирователь отпирающих импульсов тока представл ет собой преобразователь импульсов напр жени в импульсы тока, вьшолненные на втором транзисторе 12. Сопротивление третьего резистора 16 определ ет величину коэффициента преобразований . Формирователь запирающих импульсов напр жени представл ет собой двухкаскадный усилитель импульсов, содержащий первый 11 и третий 13 транзисторы. и первый14 и второй 15 резисторы. Отнсидение сопротивлений второго и первого резисторов определ ет величину коэффициента усилени . Особенностью схемы формировател запирающих импульсов вл етс то, что оба его транзистора при правильном выборе амплитуды импу)7ьсов генератора 1 и величин сопротивлений резисторов 14 и 15 не Вход т в режим насьвдени . Предотвращение насыщени транзисторов переключающей схемы исключает накопление в них значительных зар дов, обеспечива короткое врем переключени испытуем транзисторов. Последнее позвол ет повы сить точность измерени зар да переклю чени за счет снижени рекомбинаций части носителей зар да переключени в течение времени переключени . Дл снижени погрешности, измерени зар да переключени , св за шой с перезар дкой емкости эмиттерного перехода третьего транзистора 13 сопротивление R резистора 15 выбираетс в соответствии с формулой 1±±иэбп где R - сопротивление первого резистора 14; Е - напр жение первого источника; {j - амплитуда импульсов генератора импульсов; L - напр жение эмиттер-база открытого первого транзистора и - напр жение эмиттер-база открытого испытуемого транзистора , подключаемого к. контактному устройству или напр жение эмиттер-база диода при протекании через .него пр мого тока. При таком выборе сопротивлени второго резистора 15 достигаетс прекращение протекани через шунт 17 тока ,коллектора третьего транзистора 13 при отпирании испытуемого транзистора. В измерителе зар да переключени транзисторов и -р- и структуры транзисторы блока 1О должны иметь структуру р-И-р блока Ю, а пол рности выходных напр жений источников 2-4 посто нного напр жени изменены на обратные . При измерении зар да переключени транзисторов измеритель зар да переключени работает следующим обратим. На интервалах времени, когда вь годное напр жение генератора 1 импульсов равно нулю, первый 11 и второй 12 транзисторы блока Ю закрыты и эмиттерный переход испытуемого транзистора , подключенного к контактам 6-8, заперт выходным напр жением формировател запирающих импульсов напр жени , которое на величину падени напр жени на эмиттерном переходе третьего транзистора 13 ниже величины выходного напр жени , первого источника 2 посто нного напр жени . На интервалах времени, когда генератор 1 импульсов формирует импульс напр жени положительной по отношению к первой шине питани пол рности, первый 11 и второй 12 транзисторы блока 10 переключени открываютс . При этом второй транзистор 12 формирует импульс тока, отпирающий испытуемый транзистор , а первый транзистор формирует импульс тока, протекающий через второй резистор 15. Импульс напр жени , действующий на втором резисторе 15, в результате протекани через него тока первого транзистора 11 запирает эмиттерный переход третьего транзистора, на котором при указанной вьш1е величине сопротивлени R второго резистора 15 устанавливаетс напр жение, близкое к нулю. В интервале между импульсами напр жение на выходе генератора 1 импульсов равно нулю, первый 11 и второй 12 транзисторы звшираюгс , падение напр жени на втором резисторе 15 становитс равным нулю и на выходе блока 1О сформируютс запирающие импульс напр жени . В результате действи указанного импульса в цепи базы испытуемого транзистора формируетс импульс тока л переключени , протекающего через третий транзистор 13. Интеграл от тока переключени за период импульсов генератора 1 равен зар ду переключени испытуемого транзистора, а среднее за период импулзьсов значение тока переключени пр мо пропорционально зар ду переключени . При выборе коэффициента усиле13И21 ни по току третьего транзистора 7100 импульс тока ly, коллектора этого транзистора 13с погрешностью, не превышающей 1%, равен импульсу тока переключени испытуемого транзистора. Интегрирование импульсов тока переключател осуществл етс кйнденсатором 5, который разр жаетс импульсами тока коллектора третьего транзистора 13 и зар жаетс током iyr протека ющим через шунт 17 от первого источн ка 2 посто нного напр жени . При периодическом повторении на выходе блока 10 отпиракших импульсов тока и запирающих импульсов напр жени в схеме устанавливаетс равенство средних значений тока 1ц разр женного конденсатора 5 и тока, зар жающего этот конденсатор . При этом нап|э жение, действующее на конденсаторе. где Е - напр жение источника 2; ссэтротивление шунта 17. Дл обеспечени незначительно1 о измене ни во времени величины тока шунта i привод щего к погрешности измерени зар да переклю чени , емкость конденсатора 5 должна быть достаточно большой Это достигаетс выбором емкости конденсатора в соответствии с формулой ,. где TV, - период импульсов генератора Величина зар да Q переключени оп редел етс по . где Yg- показание вольтметра 18. В ведение в измеритель блока 10 позвол ет разделить ток, отпиракщий транзисто и ток переключени , в результате чего значительно повышаетс точность измерени зар да переключени . Введен 1е в измеритель шунта 17 и цифрового вольтметра 18 посто нного напр жени повышает производительност измерений, обеспечива возможность по ключени прибора к автоматизированной системе контрол параметров полупрово никовых приборов. Предлагаемый измеритель зар да пе реключени отличаетс от известных по вышенными точностью и производительностью измерений и может &гть использован дл измерени зар да переключени полупроводниковых диодов. Формула изобретени 1. Измеритель зар да переключени транзисторов, содержащий генератор импульсов , конденсатор, шунт, клеммы дл подключени эмиттера, базы и коллектор испытуемого транзистора, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени точности измерени , в него введены блок перюключени , блок нагрузок, щфровой вольтметр, три источника напр жени , причем первый вывод питани блока переключени подключен к первому выходу первого источника напр жени , второму входу цифрового вольтметра и первому выводу шунта, второй вывод которого соединен с вторым выходом блока переключени , первым входом цифрового вольтметра и первым выводом конденсатора , второй вывод которого подключен к клемме дл подключени эмиттера испытуемого транзистора, обшей шине первого , второго и третьего источника напр жени , второй вывод питани блока переключени соединен с выходом второго источника напр жени и вторым выходом генератора импульсов, первый выход которого подключен к входу блока переключени , первый выход которого соединен с клеммой дл подключени базы испытуемого транзистора, а клемма дл подключени коллектора испытуемого транзистора подключена к первому выводу блока нагрузок, второй вывод которого подключен к первому выходу третьего источника напр жени . 2, Измеритель по п.1, о т л и ч а ю щ и и. с тем, что блок переключени содержит первый, второй и третий транзисторы , первый, второй и третий резисторы , причем вход блока переключен& соединен с базой первого и второго транзисторов , первый вывод питани блока переключени подключен через второй резистор к коллектору первого транзистора и базе третьего транзистора, коллектор которого соединен с вторым выходом блока переключени , эмиттер подключен к коллектору второго транзистора и первому выходу блока, эмиттеры первого и второго транзисторов через первый и третий резисторы соответственно соединены с вторым выводом питани блока переключени , оо.-15 Источники информации, прим тые во внимание при экспертизе 1. Эйдукас Д. Ю. Анализ и измерение переходных процессов полупроводниковых диодов в субнаносекундном диапазоне. Каунас, 197О, с. 86-92. Closest to the invention is a switching charge meter comprising a direct current generator, an off-voltage voltage pulse generator 39 controlled negatron, a digital-to-analog converter, a reversible counter, three capacitors, and two resistors. The disadvantages of the known switching meter are the significant temperature error associated with a change in the positive and negative resistances of the negatron, and a significant error associated with a portion of the output voltage of the digital-to-analog converter falling on the neg atron, resulting in a non-linear dependence of the instrument on the charge value yes switch. In addition, voltage surges are present at the output of the digital-to-analog converter, resulting in additional measurement power. These emissions are associated with key-switched digital-to-digital converter. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements. The goal is achieved by the fact that the switching meter of the transistors, which contains a pulse generator, a capacitor, a shunt, terminals for connecting the emitter, the base and the collectors of the tested transistor, a switching unit, a load unit, a digital voltmeter, three voltage sources, the first The power supply terminal of the switching unit is connected to the first output of the first voltage source, the second digital input of the voltmeter and the first output of the shunt, the second output of which is connected to the second switch unit code, the first The digital voltmeter input and the first output of a capacitor, the second output of which is connected to the terminal for connecting the emitter of the test transistor, the common bus of the first, second po.ro and the third voltage source, the second power output of the switching unit the second output of the pulse generator, the first output of which is connected to the input of the switching unit, the first output of which is connected to the terminal for connecting the base of the tested transistor, the terminal for connecting the collector of which is under lyuchena loads to the ground terminal block, second terminal to torogo connected to the first output of the third voltage source. In addition, the switching unit contains the first, second and third transistors, the first, second and third resistors, the input of the switching unit connected to the bases of the first and second 84 transistors, the first power output of the switching unit connected through the second resistor to the collector of the first transistor and the third base the transistor whose collector is connected to the second output of the switching unit, the emitter is connected to the collector of the second transistor and the first output of the unit, the emitters of the first and second transistors through the first and third resis Orae respectively connected to the second terminal of the power switching unit. The drawing shows a block diagram of a switching charge meter. The meter contains a pulse generator 1, the first 2, the second 3 and the third 4 constant voltage sources, the capacitor 5 of the emitter terminal 6, the base 7 and the collector 8, the load unit 9, the switching unit 10, which contains the first 11, second 12 and third the transistors and the first 14, the second 15 and the third 16 resistors, the shunt 17 and the digital voltmeter 18. The pulse generator 1 generates square-shaped odometer pulses controlling the operation of the 1O unit, the sources 2 and 3 of the nocTosfflHoro voltage, provide it with power. The constant voltage source 4 serves to feed the collector circuit of the transistor under test. The capacitor 5 performs the integration operation of the switching current of the transistors. The load unit 9 is introduced to enable measurement of the switching charge of transistors of different power under different types of loads. It contains several resistors, capacitors and an inductance coil, which can be connected in various combinations, defined by test conditions of the transistor. Switching unit 10 is inserted into the meter to switch the tested transistors. Shunt 17 is introduced into the meter to obtain a voltage proportional to the magnitude of the compensating current, equal to the average value of the switching current pulses, which, in turn, is proportional to the switch charge. A digital voltmeter 1B is inserted into the meter to provide a reading of the magnitude of the voltage acting on the shunt. Block 10 contains a current pulse driver and a voltage blocking driver, the inputs and outputs of which are pairwise connected to each other. The driver of the trigger current pulses is a voltage pulse converter into current pulses, executed on the second transistor 12. The resistance of the third resistor 16 determines the magnitude of the conversion factor. The voltage locking pulse driver is a two-stage pulse amplifier containing the first 11 and third 13 transistors. and the first 14 and second 15 resistors. The offset resistance of the second and first resistors determines the magnitude of the gain. A feature of the circuit of the locking pulses is that both of its transistors, with the correct choice of the amplitude of the impedance of the oscillator 1 and the resistance values of the resistors 14 and 15, do not enter the deadlock mode. Preventing the saturation of the transistors of the switching circuit eliminates the accumulation of significant charges in them, providing a short switching time to test the transistors. The latter makes it possible to increase the accuracy of switching switching measurements by reducing the recombination of a part of switching charge carriers during the switching time. In order to reduce the error, measure the switching charge, related to recharging the capacitance of the emitter junction of the third transistor 13, the resistance R of the resistor 15 is selected according to the formula 1 ± se and EBRP where R is the resistance of the first resistor 14; E is the voltage of the first source; {j - pulse amplitude of the pulse generator; L is the emitter-base voltage of the open first transistor and the emitter-base voltage of the open test transistor connected to the contact device or the emitter-base voltage of the diode during the flow of direct current. With this choice of resistance of the second resistor 15, the flow through the current shunt 17, the collector of the third transistor 13, is stopped when the test transistor is unlocked. In the charge meter, the switching of the transistors and -p and the structure of the transistors of the 1O block must have the structure of the p – I – p block Yu, and the polarities of the output voltages of the sources 2–4 of the constant voltage are reversed. When measuring the switching charge of the transistors, the switching charge meter works as follows. At the time intervals when the positive voltage of the pulse generator 1 is zero, the first 11 and second 12 transistors of the unit Yu are closed and the emitter junction of the test transistor connected to pins 6-8 is locked by the output voltage of the voltage blocking voltage pulse, which is the voltage drop at the emitter junction of the third transistor 13 is lower than the output voltage, the first source 2 of the constant voltage. At time intervals when the pulse generator 1 generates a voltage pulse positive with respect to the first power supply line of polarity, the first 11 and second 12 transistors of the switching unit 10 are opened. In this case, the second transistor 12 generates a current pulse unlocking the test transistor, and the first transistor generates a current pulse flowing through the second resistor 15. A voltage pulse acting on the second resistor 15 causes the emitter junction of the third transistor to flow through it , at which, at the indicated resistance value R of the second resistor 15, a voltage close to zero is set. In the interval between pulses, the voltage at the output of the pulse generator 1 is zero, the first 11 and second 12 zsirayuks transistors, the voltage drop across the second resistor 15 becomes equal to zero, and at the output of the 1O block, a pulse-closing voltage is formed. As a result of the specified pulse in the base circuit of the transistor under test, a current pulse and switching current flowing through the third transistor 13 is formed. do switch. When selecting the amplification factor 13И21 for the current of the third transistor 7100, the pulse of current ly, the collector of this transistor 13, with an error not exceeding 1%, is equal to the pulse of the switching current of the tested transistor. The integration of the current pulses of the switch is carried out by the capacitor 5, which is discharged by the collector current pulses of the third transistor 13 and is charged by the current iyr flowing through the shunt 17 from the first constant voltage source 2. By periodically repeating at the output of the unit 10 unlocked current pulses and blocking voltage pulses, the circuit establishes the equality of the average current values 1c of the discharged capacitor 5 and the current charging this capacitor. In this case, the voltage acting on the capacitor. where E is the source voltage 2; shunt resistivity 17. To ensure a slight change in time of the shunt current i leading to an error in measuring the switch charge, the capacitance of the capacitor 5 must be large enough. This is achieved by selecting the capacitor capacitance according to the formula,. where TV, is the period of the generator pulses. The magnitude of the Q switching switch is defined by. where Yg is the reading of a voltmeter 18. The maintenance in the meter of unit 10 allows the current to be separated, the unlocking transistor and the switching current, as a result of which the accuracy of the measurement of the switching charge is greatly improved. Introduced 1E into the meter of the shunt 17 and the digital voltmeter 18 constant voltage increases the measurement performance, providing the possibility of connecting the device to an automated system for monitoring the parameters of semiconductor devices. The proposed switching charge meter differs from the known ones with improved accuracy and measurement performance and can & t be used to measure the switching charge of semiconductor diodes. Claim 1. A transistor switching charge meter comprising a pulse generator, a capacitor, a shunt, terminals for connecting the emitter, the base and the collector of the transistor under test, so that, in order to improve the measurement accuracy, A switching unit, a load unit, a square voltmeter, three voltage sources are entered into it, the first power supply output of the switching unit is connected to the first output of the first voltage source, the second input of the digital voltmeter and the first output of the shunt, the second output O is connected to the second output of the switching unit, the first input of the digital voltmeter and the first terminal of the capacitor, the second terminal of which is connected to the terminal for connecting the emitter of the test transistor, common bus of the first, second and third voltage source, the second output terminal of the switching unit is connected to the output of the second source voltage and the second output of the pulse generator, the first output of which is connected to the input of the switching unit, the first output of which is connected to the terminal for connecting the base of the tested transis ora, a terminal for connecting the collector of the test transistor is connected to a first terminal of the load unit, the second terminal of which is connected to the first output of the third voltage source. 2, The meter according to claim 1, about tl and h so that the switching unit contains the first, second and third transistors, the first, second and third resistors, the input of the unit being switched & connected to the base of the first and second transistors, the first power output of the switching unit is connected via a second resistor to the collector of the first transistor and the base of the third transistor, the collector of which is connected to the second output of the switching unit, the emitter is connected to the collector of the second transistor and the first output of the unit, emitters of the first and second transistors through the first and third resistors, respectively, are connected to the second output of the switching unit power supply, оо.-15 Sources of information, taken into account during the examination 1. Eid kas D. Yu. Analysis and measurement of transient processes of semiconductor diodes in the subnanosecond range. Kaunas, 197O, p. 86-92.
2. Лптор)ско« свидетельство СССР , 337738, кл. R 31/26, 1970. 2. Lptor) Sko "certificate of the USSR, 337738, cl. R 31/26, 1970.
3. Авторское свидетельство СССР 5 ,N 575585, кп. G . О1 R 31/26, L97G.3. USSR author's certificate 5, N 575585, kp. G. O1 R 31/26, L97G.