JPH0456949B2 - - Google Patents
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- JPH0456949B2 JPH0456949B2 JP59232224A JP23222484A JPH0456949B2 JP H0456949 B2 JPH0456949 B2 JP H0456949B2 JP 59232224 A JP59232224 A JP 59232224A JP 23222484 A JP23222484 A JP 23222484A JP H0456949 B2 JPH0456949 B2 JP H0456949B2
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- JP
- Japan
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- diode
- terminal
- sample
- resistor
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Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、交流信号と直流信号とを重畳して試
料に供給し、前記試料の抵抗、コンダクタンス、
リアクタンス、インピーダンス等を測定する回路
定数測定器に関する。
料に供給し、前記試料の抵抗、コンダクタンス、
リアクタンス、インピーダンス等を測定する回路
定数測定器に関する。
従来から、交流信号に直流信号を重畳して試料
に供給し、前記試料の交流特性を自動測定する回
路定数測定器として第2図に示す測定器が使用さ
れている。なお、直流信号重畳の目的は、例えば
直流信号重畳時のコンダクタンス、キャパシタン
ス等の測定によりダイオード特性を求めることで
あり、この場合所望の直流電圧を重畳できかつこ
れを測定できることが必要である。
に供給し、前記試料の交流特性を自動測定する回
路定数測定器として第2図に示す測定器が使用さ
れている。なお、直流信号重畳の目的は、例えば
直流信号重畳時のコンダクタンス、キャパシタン
ス等の測定によりダイオード特性を求めることで
あり、この場合所望の直流電圧を重畳できかつこ
れを測定できることが必要である。
第2図において、交流信号源1はソース抵抗器
2を介して一方の試料接続用端子A1に接続され
ている。他方の試料接続用端子A2は既知の可変
レンジ抵抗器4の一方の端子、測定用端子A6お
よび演算増幅器5の反転入力端子に接続されてい
る。試料接続用端子A1,A2には各々、測定用
端子A3,A4が接続されている。又、本例で
は、試料接続用端子A1,A2間に被測定試料と
してシヨツトキイ若しくはPNジヤンクシヨンダ
イオード3が接続されている。レンジ抵抗器4の
他方の端子は、演算増幅器5の出力端子に接続さ
れている。演算増幅器5の出力端子は測定用端子
A5に接続され、その非反転入力端子および基準
端子はキャパシタ8を介して交流信号源1に接続
されている。抵抗器2と試料接続用端子A1との
結合点は、抵抗器6およびモニタ端子10を介し
て基準電位に接続されている。モニタ端子は開状
態である。また、抵抗器6とモニタ端子10の芯
線との結合点にキャパシタ7の一方の端子が接続
されており、キャパシタ7の他方の端子は、演算
増幅器5の非反転入力端子に接続されている。キ
ャパシタ8の両端には交流信号を阻止するために
変圧器9の一次巻線T1、二次巻線T2の各一方
の端子が接続されている。一次巻線T1の他方の
端子は可変の直流電源11を介して基準電位に接
続されており、又、二次巻線T2の他方の端子は
直接基準電位に接続されている。
2を介して一方の試料接続用端子A1に接続され
ている。他方の試料接続用端子A2は既知の可変
レンジ抵抗器4の一方の端子、測定用端子A6お
よび演算増幅器5の反転入力端子に接続されてい
る。試料接続用端子A1,A2には各々、測定用
端子A3,A4が接続されている。又、本例で
は、試料接続用端子A1,A2間に被測定試料と
してシヨツトキイ若しくはPNジヤンクシヨンダ
イオード3が接続されている。レンジ抵抗器4の
他方の端子は、演算増幅器5の出力端子に接続さ
れている。演算増幅器5の出力端子は測定用端子
A5に接続され、その非反転入力端子および基準
端子はキャパシタ8を介して交流信号源1に接続
されている。抵抗器2と試料接続用端子A1との
結合点は、抵抗器6およびモニタ端子10を介し
て基準電位に接続されている。モニタ端子は開状
態である。また、抵抗器6とモニタ端子10の芯
線との結合点にキャパシタ7の一方の端子が接続
されており、キャパシタ7の他方の端子は、演算
増幅器5の非反転入力端子に接続されている。キ
ャパシタ8の両端には交流信号を阻止するために
変圧器9の一次巻線T1、二次巻線T2の各一方
の端子が接続されている。一次巻線T1の他方の
端子は可変の直流電源11を介して基準電位に接
続されており、又、二次巻線T2の他方の端子は
直接基準電位に接続されている。
交流信号源1の出力電圧、出力周波数、レンジ
抵抗器4の切り換えは、図示しない制御回路によ
り自動制御される。以上の如く構成された回路定
数測定器の動作を説明する。
抵抗器4の切り換えは、図示しない制御回路によ
り自動制御される。以上の如く構成された回路定
数測定器の動作を説明する。
まず、直流電源11からの直流電流は、変圧器
9の一次巻線T1、交流信号源1、ソース抵抗器
2、ダイオード3、レンジ抵抗器4、演算増幅器
5、変圧器9の二次巻線T2を介して基準電位に
流れる。ダイオード3の一方の端子に生じる直流
電圧は、モニタ端子10に電圧計を接続すること
によつて測定される。なお、抵抗器6およびキャ
パシタ7は、ダイオード3の直流降下電圧を測定
するに際して、交流分を基準電位に落とし、直流
分のみを測定できるように設けられている。一
方、交流信号源1からの交流電流はソース抵抗器
2、ダイオード3、レンジ抵抗器4、増幅器5、
キャパシタ8を介して交流信号源1へながれる。
以下所定のバイアス電圧の下で周波数対コンダク
タンス特性を測定する場合の手順を説明する。直
流電源11の出力電圧を所定値に設定し、ダイオ
ード3に直流電圧を供給する。次に交流信号源1
から所望周波数の交流電流を供給する。このと
き、レンジ抵抗器4は測定に最適な値に自動設定
される。測定用端子A3,A4間の交流電圧およ
び測定用端子A5,A6間の交流電圧を測定する
ことにより、所望周波数でのダイオード3のコン
ダクタンスを得ることができる(特開昭56−
126769号参照)。交流信号源1の出力信号周波数
をスイープさせることにより、種々の点でのダイ
オード3の周波数対コンダクタンス特性を測定す
ることができる。
9の一次巻線T1、交流信号源1、ソース抵抗器
2、ダイオード3、レンジ抵抗器4、演算増幅器
5、変圧器9の二次巻線T2を介して基準電位に
流れる。ダイオード3の一方の端子に生じる直流
電圧は、モニタ端子10に電圧計を接続すること
によつて測定される。なお、抵抗器6およびキャ
パシタ7は、ダイオード3の直流降下電圧を測定
するに際して、交流分を基準電位に落とし、直流
分のみを測定できるように設けられている。一
方、交流信号源1からの交流電流はソース抵抗器
2、ダイオード3、レンジ抵抗器4、増幅器5、
キャパシタ8を介して交流信号源1へながれる。
以下所定のバイアス電圧の下で周波数対コンダク
タンス特性を測定する場合の手順を説明する。直
流電源11の出力電圧を所定値に設定し、ダイオ
ード3に直流電圧を供給する。次に交流信号源1
から所望周波数の交流電流を供給する。このと
き、レンジ抵抗器4は測定に最適な値に自動設定
される。測定用端子A3,A4間の交流電圧およ
び測定用端子A5,A6間の交流電圧を測定する
ことにより、所望周波数でのダイオード3のコン
ダクタンスを得ることができる(特開昭56−
126769号参照)。交流信号源1の出力信号周波数
をスイープさせることにより、種々の点でのダイ
オード3の周波数対コンダクタンス特性を測定す
ることができる。
しかしながら、前記直流バイアス電圧は、ダイ
オード3の直流分両端電圧ではなく、直流電源1
1の出力電圧に等しいため、モニタ端子10で直
流電圧を測定しない場合、以下のような問題が生
じる。第3図は第2図の測定器を用い、ダイオー
ド3に直流電圧を印加した場合の、直流電源11
の出力電圧対ダイオードの直流両端電圧および電
流を示した特性線図である。第3図からもわかる
ように、ダイオード3に流れる電流は、直流電源
11の出力電圧の増加に伴ない急激に増加する。
直流電源11の出力電圧が1Vのとき、その直流
分両端電圧は0.8Vにしか満たず20%の誤差が生
じている。したがつてダイオード3の両端電圧は
直流電源11の出力電圧に等しくなく直流印加電
圧対コンダクタンス測定値に誤差が発生する。即
ち、試料に電流が流れた場合、ソース抵抗器2に
よる電圧降下が発生し、誤差の要因となる。
オード3の直流分両端電圧ではなく、直流電源1
1の出力電圧に等しいため、モニタ端子10で直
流電圧を測定しない場合、以下のような問題が生
じる。第3図は第2図の測定器を用い、ダイオー
ド3に直流電圧を印加した場合の、直流電源11
の出力電圧対ダイオードの直流両端電圧および電
流を示した特性線図である。第3図からもわかる
ように、ダイオード3に流れる電流は、直流電源
11の出力電圧の増加に伴ない急激に増加する。
直流電源11の出力電圧が1Vのとき、その直流
分両端電圧は0.8Vにしか満たず20%の誤差が生
じている。したがつてダイオード3の両端電圧は
直流電源11の出力電圧に等しくなく直流印加電
圧対コンダクタンス測定値に誤差が発生する。即
ち、試料に電流が流れた場合、ソース抵抗器2に
よる電圧降下が発生し、誤差の要因となる。
さらにモニタ端子10で直流電圧を測定しても
次のような誤差が発生する。すなわち、演算増幅
器5の増幅率は無限大ではないため、その入力イ
ンピーダンス(レンジ抵抗器4の抵抗値をその増
幅率で割つた値に略等しい)は零にならず、演算
増幅器5の入力端子間に無視できない程の電圧降
下がある。さらにレンジ抵抗器4の切り換えに伴
ない、演算増幅器5の直流入力インピーダンスが
変動し、演算増幅器5の入力端子間の直流電圧が
レンジ抵抗器4の切り換えに伴い変動し、ダイオ
ード3の他方の端子A2の電圧が変動する。した
がつて、モニタ端子10で測定した電圧はダイオ
ード3の両端電圧に等しくない。前記誤差がコン
ダクタンス測定時の精度に及ぼす影響を第4図
(直流電源11の出力電圧を0.5V、出力電流を
1μAに設定)に示す。
次のような誤差が発生する。すなわち、演算増幅
器5の増幅率は無限大ではないため、その入力イ
ンピーダンス(レンジ抵抗器4の抵抗値をその増
幅率で割つた値に略等しい)は零にならず、演算
増幅器5の入力端子間に無視できない程の電圧降
下がある。さらにレンジ抵抗器4の切り換えに伴
ない、演算増幅器5の直流入力インピーダンスが
変動し、演算増幅器5の入力端子間の直流電圧が
レンジ抵抗器4の切り換えに伴い変動し、ダイオ
ード3の他方の端子A2の電圧が変動する。した
がつて、モニタ端子10で測定した電圧はダイオ
ード3の両端電圧に等しくない。前記誤差がコン
ダクタンス測定時の精度に及ぼす影響を第4図
(直流電源11の出力電圧を0.5V、出力電流を
1μAに設定)に示す。
第4図において、実線が第2図の測定器を用い
て測定した結果である。図から分るように、レン
ジ抵抗器4の切り換えにより(試料に流れる交流
電流の大きさにより変えられる)、コンダクタン
スの測定値が大きく変動し、誤差が生じているこ
とが分る。ダイオード3のドーピング特性を得る
場合、ダイオード3の周波数対コンダクタンス特
性、バイアス電圧対キャパシタ特性等に基づいて
得るわけであるが、その場合、極めて高い精度の
測定結果が必要となる。前記測定器では誤差が極
めて大きいため、使用に耐えないものであつた。
このようにダイオード3の端子電圧は、一端しか
モニタしていないため、正確にダイオード3の両
端電圧を測定制御することはできない。従つて、
正確な周波数対コンダクタンス特性、バイアス電
圧対キャパシタンス特性等を測定することは不可
能であつた。又、ダイオード3の両端で直流電圧
をモニタするようにモニタ用電圧計の接続を変更
したとしても、レンジ抵抗器4の切り換えのたび
に、直流電源1の出力電圧を設定し直さねばなら
ず、極めて繁雑であるという欠点があつた。
て測定した結果である。図から分るように、レン
ジ抵抗器4の切り換えにより(試料に流れる交流
電流の大きさにより変えられる)、コンダクタン
スの測定値が大きく変動し、誤差が生じているこ
とが分る。ダイオード3のドーピング特性を得る
場合、ダイオード3の周波数対コンダクタンス特
性、バイアス電圧対キャパシタ特性等に基づいて
得るわけであるが、その場合、極めて高い精度の
測定結果が必要となる。前記測定器では誤差が極
めて大きいため、使用に耐えないものであつた。
このようにダイオード3の端子電圧は、一端しか
モニタしていないため、正確にダイオード3の両
端電圧を測定制御することはできない。従つて、
正確な周波数対コンダクタンス特性、バイアス電
圧対キャパシタンス特性等を測定することは不可
能であつた。又、ダイオード3の両端で直流電圧
をモニタするようにモニタ用電圧計の接続を変更
したとしても、レンジ抵抗器4の切り換えのたび
に、直流電源1の出力電圧を設定し直さねばなら
ず、極めて繁雑であるという欠点があつた。
本発明は、試料に電流が流れても、変化して
も、また回路の抵抗が変化して試料の電圧降下を
変化させるような条件(例えばレンジ抵抗器の切
り換え)の下でも試料の直流分両端電圧を所定値
に維持するようにして、所定値の直流バイアス電
圧の下で、試料の交流特性を測定する回路定数測
定器を提供することを目的とする。
も、また回路の抵抗が変化して試料の電圧降下を
変化させるような条件(例えばレンジ抵抗器の切
り換え)の下でも試料の直流分両端電圧を所定値
に維持するようにして、所定値の直流バイアス電
圧の下で、試料の交流特性を測定する回路定数測
定器を提供することを目的とする。
本発明の回路定数測定器は、試料に直流バイア
ス電圧を印加するための直流電源と、前記直流バ
イアス電圧に重畳して交流信号を印加するための
交流信号源と、前記試料の直流分両端電圧を検出
し、前記直流分両端電圧を前記直流電源の出力電
圧に関連する所定電圧値に維持するための制御回
路と、前記試料の交流特性を測定する測定部とか
ら成つている。
ス電圧を印加するための直流電源と、前記直流バ
イアス電圧に重畳して交流信号を印加するための
交流信号源と、前記試料の直流分両端電圧を検出
し、前記直流分両端電圧を前記直流電源の出力電
圧に関連する所定電圧値に維持するための制御回
路と、前記試料の交流特性を測定する測定部とか
ら成つている。
第1図は本発明の回路定数測定器のブロツク図
である。
である。
第2図と同一部分には同一符号を付している。
交流信号の流路は第2図と同一であるため、その
説明は省略し、直流電流路およびダイオード3の
直流分両端電圧を所定値に保持するための制御部
について以下説明する。第1図において、増幅率
1の増幅器18の非反転入力端子は抵抗器6を介
して試料接続用端子A1に接続され、反転入力端
子は抵抗器19を介して試料接続用端子A2に接
続されており、又、出力端子は演算増幅器14の
反転入力端子に接続されている。演算増幅器14
非反転入力端子は直流電源11に接続され、反転
入力端子と出力端子の間には、抵抗器15、抵抗
器16、キャパシタ17が接続されている。演算
増幅器14、抵抗器15,16およびキャパシタ
17は増幅器13を形成している。又、演算増幅
器14の出力端子は電流計12を介して変圧器9
の一次巻線T1に接続されている。
交流信号の流路は第2図と同一であるため、その
説明は省略し、直流電流路およびダイオード3の
直流分両端電圧を所定値に保持するための制御部
について以下説明する。第1図において、増幅率
1の増幅器18の非反転入力端子は抵抗器6を介
して試料接続用端子A1に接続され、反転入力端
子は抵抗器19を介して試料接続用端子A2に接
続されており、又、出力端子は演算増幅器14の
反転入力端子に接続されている。演算増幅器14
非反転入力端子は直流電源11に接続され、反転
入力端子と出力端子の間には、抵抗器15、抵抗
器16、キャパシタ17が接続されている。演算
増幅器14、抵抗器15,16およびキャパシタ
17は増幅器13を形成している。又、演算増幅
器14の出力端子は電流計12を介して変圧器9
の一次巻線T1に接続されている。
以下、その動作を説明する。
直流電源11の出力電圧と増幅器18の出力電
圧との差電圧は、増幅器13で増幅された後、電
流計12、一次巻線T1、交流信号源1、抵抗器
2、ダイオード3、レンジ抵抗器4、演算増幅器
5、二次巻線T2を介して基準電位に流れる。
圧との差電圧は、増幅器13で増幅された後、電
流計12、一次巻線T1、交流信号源1、抵抗器
2、ダイオード3、レンジ抵抗器4、演算増幅器
5、二次巻線T2を介して基準電位に流れる。
一方、増幅器18の入力インピーダンスは極め
て大きいので、抵抗器6,19に電流は流れず、
増幅器18の両入力端子にはダイオード3の両端
子に生じる直流降下電圧が入力される。増幅器1
8の増幅率は1なので、演算増幅器14の反転入
力端子にはダイオード3の直流分両端電圧が入力
されることになる。前記直流分両端電圧と直流電
源11の出力電圧との差電圧は増幅器13で増幅
される。増幅器13、電流計12、一次巻線T
1、交流信号源1、抵抗器2、ダイオード3、抵
抗器6,19および増幅器18によつてループが
形成される。前記ループは、直流電源11の出力
電圧と増幅器18の出力電圧とが等しくなつたと
き安定する。即ち、安定した状態では、ダイオー
ド3の直流分両端電圧は直流電源11の出力電圧
に等しくなる。したがつて、直流電源11の出力
電圧を変えることによつて、ダイオード3の直流
分両端電圧すなわち真の直流バイアス電圧を種々
の値に設定できる。直流電源11の出力電圧を所
望値に設定した後、第2図に関して説明したのと
同様にしてダイオード3の交流特性を測定する。
本発明の装置を用いてダイオード3の周波数対コ
ンダクタンス特性を測定した結果は、第4図の破
線のグラフとなり、極めて測定精度が向上した。
尚、本実施例では、増幅器18の増幅率を1とし
たが、他の値でもよいことは明らかである。
て大きいので、抵抗器6,19に電流は流れず、
増幅器18の両入力端子にはダイオード3の両端
子に生じる直流降下電圧が入力される。増幅器1
8の増幅率は1なので、演算増幅器14の反転入
力端子にはダイオード3の直流分両端電圧が入力
されることになる。前記直流分両端電圧と直流電
源11の出力電圧との差電圧は増幅器13で増幅
される。増幅器13、電流計12、一次巻線T
1、交流信号源1、抵抗器2、ダイオード3、抵
抗器6,19および増幅器18によつてループが
形成される。前記ループは、直流電源11の出力
電圧と増幅器18の出力電圧とが等しくなつたと
き安定する。即ち、安定した状態では、ダイオー
ド3の直流分両端電圧は直流電源11の出力電圧
に等しくなる。したがつて、直流電源11の出力
電圧を変えることによつて、ダイオード3の直流
分両端電圧すなわち真の直流バイアス電圧を種々
の値に設定できる。直流電源11の出力電圧を所
望値に設定した後、第2図に関して説明したのと
同様にしてダイオード3の交流特性を測定する。
本発明の装置を用いてダイオード3の周波数対コ
ンダクタンス特性を測定した結果は、第4図の破
線のグラフとなり、極めて測定精度が向上した。
尚、本実施例では、増幅器18の増幅率を1とし
たが、他の値でもよいことは明らかである。
本発明の回路定数測定器によれば、試料の直流
分両端電圧を基準電圧と比較し、制御しているの
で、試料の両端電圧を正確に且つ容易に所望の電
圧に設定できる。
分両端電圧を基準電圧と比較し、制御しているの
で、試料の両端電圧を正確に且つ容易に所望の電
圧に設定できる。
又、レンジ抵抗器等の切り換えや他の変動の影
響を受けず、測定精度の向上を図り得る。
響を受けず、測定精度の向上を図り得る。
さらに、ループ内に電流計を測定した場合に
も、誤差が生じない等の効果を有する。
も、誤差が生じない等の効果を有する。
第1図は本発明の回路定数測定器のブロツク
図。第2図は従来の回路定数測定器のブロツク
図。第3図は従来の回路定数測定器のバイアス電
圧の変動を示す図。第4図は従来および本発明の
回路定数測定器を用いて測定したダイオードの周
波数対コンダクタンス特性を示す図。 1:交流信号源、4:レンジ抵抗器、9:変圧
器、10:モニタ端子、11:直流電源、12:
電流計、13:増幅器。
図。第2図は従来の回路定数測定器のブロツク
図。第3図は従来の回路定数測定器のバイアス電
圧の変動を示す図。第4図は従来および本発明の
回路定数測定器を用いて測定したダイオードの周
波数対コンダクタンス特性を示す図。 1:交流信号源、4:レンジ抵抗器、9:変圧
器、10:モニタ端子、11:直流電源、12:
電流計、13:増幅器。
Claims (1)
- 1 試料に交流電源からの交流信号と直流信号源
からの直流信号とを重畳して供給し、前記試料の
交流特性を測定する回路定数測定器において、前
記試料の直流分両端電圧を検出して所定電圧と比
較し、該直流分両端電圧が所定値をとるように前
記直流信号源を制御する制御手段を具備すること
を特徴とする回路定数測定器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59232224A JPS61110064A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 回路定数測定器 |
| US06/792,939 US4733173A (en) | 1984-11-02 | 1985-10-30 | Electronic component measurement apparatus |
| EP85113911A EP0183996B1 (en) | 1984-11-02 | 1985-10-31 | Apparatus for measuring an ac electrical parameter of a device |
| DE8585113911T DE3580836D1 (de) | 1984-11-02 | 1985-10-31 | Apparatur zum messen eines wechselstromparameters einer anordnung. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP59232224A JPS61110064A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 回路定数測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61110064A JPS61110064A (ja) | 1986-05-28 |
| JPH0456949B2 true JPH0456949B2 (ja) | 1992-09-10 |
Family
ID=16935922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59232224A Granted JPS61110064A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 回路定数測定器 |
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| JPS5717032A (en) * | 1980-07-07 | 1982-01-28 | Hitachi Ltd | Load testing system of direct current power supply device |
| SU970263A1 (ru) * | 1981-04-10 | 1982-10-30 | Предприятие П/Я Р-6891 | Устройство дл допускового контрол емкости конденсатора и активного сопротивлени |
| US4438498A (en) * | 1981-07-13 | 1984-03-20 | Tektronix, Inc. | Power supply output monitoring method and apparatus |
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