Цифровой измеритель импульсных параметров

О П И С А Н И Е 289347

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 21.IV.1969 (№ 1323323. 18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

МПК G Oln 27,00

Комитет по делам изобрвтеиий и открытий при Совете Мииистров

СССР

УДК 621.317.7(088.8) Опубликовано 08.XII.1970. Бюллетень ¹ 1 за 1971

Дата опубликования описания 18.II.1971

Авторы изобретения

P. Ф. Немировский и В. О. Плокс

Заявитель Институт электроники и вычислительной техники АН Латвийской ССР

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИМПУЛЬСНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ТРАНЗИСТОРОВ

Изобретение относится .к области автоматизированного измерения импульсных параметров транзисторов.

Известен осциллографический метод измерений временных интервалов.

Известны также безосциллографичеокие методы, реализованные в измерителях переходных параметров. Все измерители обладают по сравнению с осциллографом такими преимуществами, как большая объективность оценки. более высокая производительность.

Цель изобретения — используя известный способ сравнения исследуемого временного интер вала с калиброванной ли нией переменной задержки, создать цифровой измеритель, в котором импульсные параметры транзисторов р — и — р и и — р — а-проводимости должны измеряться с помощью одного дискриминатора, достаточно высока разрешающая способность по .времени (1 "10 9 сек), высока разрешающая способность по току (десятки микроампер) без применения на входе каких-либо усилительных устройств.

Эта цель, достигается за счет использования в качестве дискриминатора туннельного диода, рабочая точка которого нормально смещена на обратную ветвь характеристики так, что входным импульсом туннельный диод не переключается. Создается узкий прямоугольный интервал времетти, в течение которого рабочая точка туннельного диода перемещается на туннельную ветвь характеристики. За счет того, что и нтервал достаточно узкий (в пределах 10 10 9 сек), имеется возможность подведения рабочей точки туннельного диода довольно близко к значению пикового тоха туннельного диода, не создавая опасности переключения его от помехи. При этом исследование переходных процессов разной полярности с помощью одного дискон пинатора достигается тем, что каждый из фронтов стробнрующего импульса принимается за нача,чо отсчета для соответствующего переходп и",.оцесса.

15 На фиг. 1 изображена блок-схема ппедлагаемого измерителя, на фнг. 2 — временная диаграмзта, иллюстрирующая процесс измерения.

Измеритель содержит задающий генера20 тор 1, выполненный по схеме автоколебательного блокннг-генератора, который задает частоту текстов; цифровую линию задержки 2. состоящую из отдельных декад (пазпядпп: единицы, десятки, сотни наносекунд), Каждая

25 декада составлена из отдельных звеш.c в (c оответственно 1 10 9 сек,, 10 10-е сек

100 10 в сек), коммутируемых трехпазпядным регистром сдвига; формнпователь Л переднего фронта строб-импульса; формнро30 ватель 4 заднего фронта строб-импульса (оба

289347 формирователя построены по схеме транзисторного ключа с туннельным диодом и при поступлении íà íих,им пульсов своими передними фронтами формируют соответствующие фронты строб-импульса); дискриминатор 5 тока на туннельном диоде; блок б установки уров ней отсчета; блок 7 регулируемой электронной задержки, предназначенный для калибровки прибора; регистр сдвига 8; блок 9 управления регистром сдвига, представляющий автоколебательный генератор, работающий с частотой на порядок более низкой, чем задающий; запоминающее устройство 10; узел 11 цифровой индикации; блок 12 установки режимов измерения транзистора; формирователь 18 тест-импульсов, представляющий собой ключевые схемы, формирующие перепады двух полярностей.

На фиг. 2 обозначено: I — стробирующий импульс; П и IV — тест-импульсы, поступающие в базовую цепь испытуемого транзистора;

IП и V — исследуемые импульсы от транзистораа.

Устройство ра ботает следующим образом.

Задающий .генератор 1 генерирует импульсы с определенной частотой повторения, которые через блок регулируемой задержки поступают на вход формирователя тест-импульсов и одновременно поступают на вход цифровой линии задержки (ЦЛЗ). ЦЛЗ коммутируется регистром сдвига, который одновременно управляет устройством цифровой индикации таким образом, что в каждый данный момент времени показания цифрового индикатора соответствуют:величи не задержки в

ЦЛЗ (в наносекундах). Задерживаемый импульс с выхода ЦЛЗ подается на формирователь переднего фронта строб-имлульса. Через туннельный диод дискриминатора до сформирования переднего фронта протекает ток, удерживающий рабочую точку туннельного диода на обратной ветви характеристик (область А на фиг 2,а) . Импульс с выхода формирователя переднего фронта строб-импульса изменяет направления тока, протекаю щего через туннельный диод (импульс 1 на фиг. 2,а); 1„„,— величина тока переключения дискриминатора. Величина ЛI определяется точками С, D, Е или какими-либо другими на переднем фронте импульса формирователя 8, т. е. измерением t „ на определенном уровне напряжения (исследуемого импульса). Обеспечивается Л1 с помощью блока установки уровней отсчета. Импульс с формирователя переднего фронта поступает на вход формирователя заднего фронта строб-импульса. Под воздействием .импульса с формирователя заднего фронта вновь изменяется направление тока, протекающего через туннельный диод, и его рабочая точка возвращается на обратную ветвь характеристики (о бласть В на фиг. 2,а).

В итоге формируется строб-импульс с длительностью t по вершине (на фиг. 2 для упрощения импульс I принят идеальным).

1О

15 гю

25 зо

Рассмотрим, пользуясь временной диаграммой, процесс исследования отрицательного перепада, например измерение задержки включения тра нзистора n — р — и (импульс III) при подаче в базовую цепь положительного перепада (импульс II) На фиг. 2,а изображен момент, соответст.вующий 1началу измерения, т. е. величине задержки в ЦЛЗ, равной нулю. Момент окончания измерения 1„„cooTBетствует совпадению перед него фронта строб-импульса с точкой С на импульсе ПI. В начальный момент, как видно из фиг. 2,а, совпадения еще нет. С блока управления на регистр подается сдвигающий импульс, величина задержки в ЦЛЗ изменяется до тех пор, пока передний фронт строб-импульса, который перемещается по оси времени, не совпадет с точкой С на импульсе IП. В момент совпадения на дискриминаторе появляется импульс, который фиксируется запоминающим устройством. Запоминающее устройство, воздействуя на блок управления, прекращает подачу импульсов на регистр сдвига. Узел цифровой индикации фиксирует результат. Блок управления генерирует импульсы, поступающие на регистр сдвига с частотой повторения на порядок более низкой, чем генератор тест-импульсов аким образом, при каждой величине задержки в ЦЛЗ дискриминатор .производит порядка десяти измерений, Перед каждым новым тестом на запоминающее устройство приходит сброс. Блок управления интегрирует результат, чем достигается защита от случайных переключений в схеме, Для того, чтобы измеренное время представляло собой задержку по отношению к тест-импульсу (что является задачей любого измерителя), передний фронт тестового импульса П совмещается в процессе калибровки с передним фронтом стробирующего импульса. Калибровка производится при величине задержки в ЦЛЗ, равной нулю. Аналогично производится исследование положительного перепада, в частности измерение времени выключения или времени рассасывания для транзисторов и — р — и (фиг. 2,б). В этом случае временная, калибровка переднего фронта импульса IV производится по заднему фронту строб-импульса. В момент совпадения заднего фронта импульса 1 с точкой К на переднем фронте импульса V так же, как и в предыдущем случае, происходит остановка .измерения, и цифровой индикатор фиксирует величину

1 „, . Время включения для транзисторов р — и — р-проводимости измеряется в соответствии с временной диаграммой фиг. 2,6, а время выключения для транзисторов р — и — рпроизводимости — в соответствии с фиг. 2,а.

Установка режимов испытуемого транзистора 14 по коллекторной и базовой цепям производится с помощью блока установки режимов.

289347

Предмет изобретения

i1. Цифровой измеритель импульсных параметров транзисторов, содержащий задающий генератор, цифровую линию задержки, регистр сдвига с цифровой индикацией результата, дискриминатор .на туннельном диоде, запоминающее устройство и блок управления регистром сдвига, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы исследования знакоперемен ных переходных процессов, он содержит двухкаскадный формировать прямоуголь,ного строб-им пульса, причем выход цифровой линии задержки подключен ко входу формирователя переднего фронта строб-импульса, выход которого соединен со входом формирователя заднего фронта строб-импульса, выхо5 ды обоих, каскадов подключены ко входу дискриминатора, связанному с шиной подачи импульса от исследуемого транзистора.

2. Устройство по .п. 1, отличающееся тем, что, с целью временной калибровки, выход за10 дающего генератора подключен ко входу олока регулируемой электронной задержки, выход которого соединен со входом формирователя тест-:импульсов,