Файл: Курносов, А. И. Технология производства полупроводниковых приборов учеб. пособие.pdf

§ 12.2 Измерение электрических параметров П а р а м е т р ы д и о д а

Вольт^амперная характеристика. Для измерения прямого паде­ ния напряжения на диоде Д используют схему, изображенную на рис. 12.1. Генератор тока ГТ обеспечивает постоянство прямого тока диода при различных значениях падения напряжения на дио­ де. Постоянное напряжение на диоде измеряется вольтметром или другим измерителем напряжения ИН. Блок защиты БЗ предотвра­ щает перегрузку вольтметра ИН при отключении измеряемого дио­ да. Постоянный прямой ток измеряется миллиамперметром ИТ (из­ мерителем тока).

В качестве генератора тока ГТ можно использовать батареи или стабилизатор напряжения с последовательно включенными допол­ нительными сопротивлениями.

Для измерения обратного тока диода применяют схему, пока­ занную на рис. 12.2. От генератора постоянного напряжения ГН на испытуемый диод подается обратное напряжение, величина кото­ рого контролируется вольтметром ИН. Обратный ток.диода изме­ ряется микроамперметром ИТ. Выходное сопротивление генератора постоянного напряжения ГН должно быть достаточно малым. Вольтметр ИН включают до микроамперметра ИТ, и его блока за­ щиты БЗ.

При измерении обратного тока особое внимание следует уделять выбору материала изолятора, на котором монтируется испытуемый диод Д. Если изоляционные свойства материала недостаточны, то ток утечки через него может оказаться соизмеримым с обратным током диода, особенно при больших обратных напряжениях. В ка­ честве изолятора рекомендуется использовать фторопласт.

На рис. 12.3 приведена схема для измерения постоянного обрат­ ного напряжения на диоде при заданной величине обратного тока. Испытуемый диод Д через микроамперметр ИТ подключают к ге­ нератору постоянного тока ГТ. Падение напряжения на диоде изме­ ряется высокоомным вольтметром ИН.

346

Частотные свойства диода определяют, включая его в схему однополупериодного выпрямителя с активно-емкостной нагрузкой (рис. 12.4). На вход схемы от генератора стандартных сигналов ГСС подается синусоидальное напряжение, которое контролирует­ ся амплитудным вольтметром ИН. Сопротивление R2 служит для согласования генератора ГСС с нагрузкой.

Частоту, при которой выпрямленный ток уменьшается на 30% относительно своего первоначального значения, измеренного на низ­ кой частоте, называют предельной частотой диода.

При измерениях диодов на частотах выше 100 кгц необходимо принимать меры для уменьшения погрешности, вносимой паразит­ ными индуктивностями схемы.

Величины емкости С и сопротивлений R2 и R\ выбирают в за­ висимости от применяемых генераторов стандартных сигналов.

В о л ь т-ф а р а д н а я х а р а к т е р и с т и к а в а р и к а п а

Емкость р-п-перехода зависит от приложенного к нему внешне­ го напряжения. Вольт-фарадная характеристика нелинейна, поэто­ му точность измерения емкости определяется точностью задания рабочей точки, в которой измеряется емкость, и точностью измере­ ния переменного напряжения, с помощью которого производят это измерение.

При измерении емкости варикапов и параметрических диодов наибольшее распространение получил метод емкостно-омического делителя (рис. 12.5). Если частота измерения f выбрана таким об­ разом, что ток в цепи определяется реактивным сопротивлением емкости 1/2nfCa, то напряжение на сопротивлении нагрузки будет пропорционально величине емкости Сд.

Установив вместо измеряемого варикапа эталонный конденса­ тор С8, можно отградуировать вольтметр, измеряющий напряже­ ние на сопротивлении нагрузки R H в единицах емкости. Емкость варикапа при этом методе измерения определяют из выражения

347

П а р а м е т р ы с т а б и л и т р о н а

Измерение напряжения стабилизации стабилитрона произво­ дят по схеме, изображенной на рис. 12.6.

Напряжение стабилизации соответствует области пробоя р-п-пе­ рехода стабилитрона. От регулируемого генератора постоянного тока Г-Т через измеряемый стабилитрон Д пропускают ток, соот-

ветствующий напряжению пробоя (обычно равный 10 ма). Напря­ жение пробоя фиксируется вольтметром ИН. Выходное сопротив­ ление генератора тока должно удовлетворять условию

Для уменьшения ошибки измерения необходимо брать ампер­ метр ИТ с малым внутренним сопротивлением.

При измерении динамического сопротивления стабилитрона че­ рез него пропускают постоянный ток, равный,номинальному току стабилизации, и малый переменный сигнал (рис. 12.7). Испытуе­ мый стабилитрон через амперметр ИТ подключают к генератору постоянного тока ГТ\ и через конденсатор С — к генератору пе­ ременного тока ГТ2. В качестве генератора переменного тока можно использовать звуковой генератор. Переменная составляю­ щая тока через стабилитрон должна быть равна 0,02 от постоян­ ного тока смещения. Переменное напряжение на стабилитроне

348

и калибровочном сопротивлении R K измеряют вольтметром ИИ. Шкалу вольтметра градуируют в единицах сопротивления.

П а р а м е т р ы т и р и с т о р о в

Если тиристор применяют с шунтирующим сопротивлением между управляющим электродом и катодом, то все параметры следует измерять при включенном шунте.

уменьшают до такого предель­ ного значения, меньше которого происходит выключение тиристо­

ра. Это значение принимают за ток выключения.

Для измерения тока включения и напряжения выключения уп­

постоянное напряжение. С помощью регулируемого источника тока ИТ плавно увеличивают ток в цепи управляющего электрода До тех пор, пока напряжение на аноде тиристора резко не упадет.

При этом измеряют ток и напряжение на управляющем электроде, которые принимают соответственно за ток включения и на­ пряжение выключения управляющего электрода.

Измерение времени выключения тиристоров производят по схеме рис. 12.10. На управляющий электрод тиристора подается

349