Устройство для регистрации вольтфарадных характеристик — SU 1269060 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) 111 9060 1 2 594 СО Е ЕЛЬСТ онтроиспользо ля качес для про полупров зводстве зобретен истрации едени никовых стру р при п ем. Цел ных нтег ние я - пов вольт-ф ется за точности рехарактерист ради счет достиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СЕИДЕ(71) Пензенский филиал Всесоюзногонаучно-.исследовательского технологического института приборостроения(57) Изобретение относится к области электронной техники и может быть использования узкополосного избирательного усилителя, обладающего, большим коэффициентом усиления, чем широкополосные, и имеюцего меньшую погрешность преобразования, Устройство содержит генератор 1 синусои-,Р дального напряжения, блок 2 обработки, состоящий иэ индикатора 3 синфазности, управляемого делителя 4 напряжения, образцового резистора 5 усилителя 6, конденсаторов 7 и 8, выпрямителя 9, сумматор 10, источни 11 смецения, графопостроитель 12, объект 13 измерения, эквивалентная схема которого представляет собой параллельно соединенные конденсатор 14 и сопротивление 15, образцовый конденсатор 16, резистор 17 и узкополосный избирательный усилитель 18Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для проведения контроля качества полупроводниковых структур при производстве интегральных микро схем.Целью изобретения является повышение точности регистрации вольтфарадных характеристик.Укаэанная цель достигается за 10 счет возможности использования узкополосного избирательного усилителя, обладающего большим коэффициентом усиления, чем широкополосные, и, следовательно, имеющего меньшую по грешнбсть преобразования.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, блок 2 20 обработки, состоящий иэ индикатора 3 синфазности, управляемого делителя 4 напряжения, образцового резистора 5 (К,), усилителя 6, первого и второго образцовых конденсаторов 7 25 (С 2) и 8 (СЗ), выпрямителя 9, сумматор 1 О, источник 11 смещения, графопостроитель 12, объект 13 измерения, эквивалентная схема которого представляет собой параллельно соединенные конденсатор 14 (С : и резистор 15 (К), образцовый конденсатор 16 (С 1), резистор 17 (К), избирательный усилитель 18.Генератор 1 синусоидального напряжения соединен с первыми входами блока 2 обработки и сумматора 10, источник 11 смещения соединен с горизонтальным входом графопостроителя 12 и вторым входом сумматора 10, выход которого подключен к первому полюсу объекта 13 измерения, избирательный усилитель 18 соединен по выходу со вторым входом блока 2 обработки, выход которого соединен с45 вертикальным входом графопостроителя 12. Образцовый конденсатор 16 (С 1) включен в цепь обратной связи избирательного усилителя 18, вход которого соединен с третьим входом сумматора 10, второй клеммой для подклю 50 чения объекта 13 измерения и первым выводом резистора 17, второй вывод которого соединен с общей шиной, входы индикатора 3 синфазности и управляемого делителя 4 напряжения соеди- иены между собой и через первый вход блока 2 обработки с генератором 21 .синусоидального напряженияВыход ин пряжения.Резистор 17 необходим для соединения второго полюса объекта 13 измерения с общей шиной по постоянному току, т,е, для замыкания цепи воздействия на объект 13.измерения напряжения смещения. При этом падение напряжения П на объекте 13 измерения равно:(2) значение напряжения на выходе сумматора О; падение напряжения на резисторе 17;значение синусоидального напряжения (тестового сигнала) на выходе сумматора 10; Ояп -0,(эя) -значение напряжения смещения на выходе сумматора 10,равное значению напряжениясмещения на выходе источника 11 смещения; .круговая частота синусоидального напряжения; дикатора 3 синфазности подключен к управляющему входу управляемого делителя 4 напряжения, выход которого через образцовый резистор 5 (К,) соединен с инвертирующим входом усилителя 6 и с первыми выводами первого и второго образцовых конденсаторов 7 (С 2) и 8 (СЗ), вторые выводы которых соединены соответственно с выходом усилителя 6 и через второй вход блока 2 обработки - с выходом избирательного усилителя 18, вход выпрямителя 9 соединен с выходом усилителя 6 и вторым входом индикатора 3 синфазности, а выход через выход блока 32 обработки подключен к вертикальному входу графопостроителя 12.Эквивалентная схема объекта 13 измерения представляет собой параллельно соединенные конденсатор 14 (С) и резистор 15 (К).Устройство работает следующим образом.К объекту 13 измерения прикладывается через сумматор 10 сумма ли-. нейно-изменяющегося напряжения смещения от источника 11 смещения и синусоидального тестового сигнала от генератора 1 синусоидального на3 1269060 4Следовательно: фазы напряжений генератора 1 синусоиУ,=Ц+11, (а) (3) дального напряжения и выхода усилиТаким образом, действительное па- теля 6 и регулирует коэффициент передение напряжения смещения на объек- дачи управляемого делителя 4 напряте 13 измерения равно заданному зна жения до достижения равенства фаз чению напряжения на выходе источника П 6 Ц) и Б,(1 ь), что соответствует 11 смещения, фиксируемому графопо- условию равенства нулю составляющей строителем 12. сигнала, зависящей от проводимостиВыходное напряжение избирательно- утечки объекта 13 измерения, на выго усилителя 18 равно: 10 ходе усилителя 6.1 Действительно, при условии равен 1 за) =-П 1 (за) - . - , - х ства нулю реактивной составляющейвыражения (6), т.е,1+К С 1х в в в ,Кч(4) 15 и У, (1 ьз) синфазнапряжения П (1 ьЭ)ны.При этом а напряжение Б,(1 ь на выходе. управляемого делителя напряжения 4 равно т.е. пропорционально проводимости1утечки резистора 15 ( в в ) объекта 1 С К(6) С 2 К Таким образом, в результате подключения средней точки делителя, образованного комплексйым сопротивлением объекта 13 измерения и резистором 17 (Е), к третьему входу суммагде У,(1 Й) - значение напряженияна выходе избирательного усилителя 18,С выхода избирательного усилителя 18 сигнал, пропорциональный комплексной проводимости объекта 13 измерения, поступает через второй входблока 2 обработки на второй образцовый конденсатор 8 (СЗ). Через первый 25вход блока 2 обработки напряжение свыхода генератора 1 синусоццальногонапряжения поступает на первый входуправляемого делителя 4 напряжения,Значение напряжения на выходе усилите ля 6 равно: где К - коэффициент передачи управляемого делителя 4 напряжения .Для исключения на выходе усилителя 6 составляющей сигнала, пропорцио- Ф1 50 нальной проводимости утечки ( в -)Кч объекта 13 измерения, усилитель 6 охвачен цепью обратной связи, состоящей из первого образцового конденсатора 7 (С 2), образцового резистора И 5 (К,), индикатора 3 синфаэности и управляемого делителя 4 напряжения. Индикатор 3 синфазности сравнивает 13 измерения. Напряжение с выхода усилителя 6, пропорциональное емкос-. ти конденсатора 14 (С ) объекта 13 иэ мерения, детектируется выпрямителем 9 и подается на вертикальный вход графопостроителя 12.Избирательный усилитель 18 выполнен в виде усилителя переменного тока, полоса пропускания которого может быть очень узкой и выбирается, исходя из требуемой частоты синусоидального напряжения. Это позволяет обеспечить высокий коэффициент усиления и, следовательно: повысить точ ность преобразования комплексного сопротивления объекта 13 измерения в напряжение, Сужение полосы пропускания избирательного усилителя 18 позволяет снизить значение шумов на выходе усилителя, что также повышает точность регистрации вольт-фарадных характеристик.Формула из обретения Составитель С. ГуменюкРедактор Н. Егорова Техред Л.Олейник . Корректор С, Иекмар Заказ 6031/48 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 12 тора 10 обеспечивается полное соответствие между заданным напряжением смещения и действительным падением напряжения смещения на объекте 13 измерения во всем диапазоне изменения напряжения смещенияСужение полосы пропускания избирательного усилителя 18 позволяет повысить его коэффициент усиления и уменьшить значение шумов на его выходе. Все это позволяет повысить точность регистрации вольт-фарадных характеристик,Устройство для регистрации вольтфарадных характеристик, содержащее генератор синусоидального напряжения, соединенный с первым входом блока 69060 бобработки и первым входом сумматора, второй вход которого подключен к источнику смещения и горизонтальному входу графопостроителя, вертИкаль-.ный вход которого соединен с выходом блока обработки, а выход сумматора соединен с первой клеммой для подключения объекта измерения, вторая клемма для подключения которого 1 О соединена с входом усилителя, черезобразцовый конденсатор с выходом усилителя и с вторым входом блока обработки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено резистором, усилитель выполнен избирательным, а сумматор снабжен третим входом, соединенным с второй клеммой для подключения объекта измерения и первым щ выводом резистора, второй вывод которого подключен к общей шине.