JPS61110064A - 回路定数測定器 - Google Patents
回路定数測定器Info
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- JPS61110064A JPS61110064A JP59232224A JP23222484A JPS61110064A JP S61110064 A JPS61110064 A JP S61110064A JP 59232224 A JP59232224 A JP 59232224A JP 23222484 A JP23222484 A JP 23222484A JP S61110064 A JPS61110064 A JP S61110064A
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- Japan
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- amplifier
- terminal
- sample
- resistor
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- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 14
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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。
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。
、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ＡＩ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Ａｔ、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Ａｌ、Ａ２間に被測定試料とし
てショットキィ若しくはＰ’Ｎジャンクションダイオー
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″Ｉ５５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ＴＩ、二次巻
線Ｔ２の各一方の端子が接続されている・。−次巻線Ｔ
１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。
て一方の試料接続用端子ＡＩ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Ａｔ、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Ａｌ、Ａ２間に被測定試料とし
てショットキィ若しくはＰ’Ｎジャンクションダイオー
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″Ｉ５５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ＴＩ、二次巻
線Ｔ２の各一方の端子が接続されている・。−次巻線Ｔ
１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。
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ＴＩ、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
接続することによって測定される。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、交流骨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ｉ通な値に自動設定される。
巻線ＴＩ、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
接続することによって測定される。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、交流骨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ｉ通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Ａ
５、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のコンダククン ”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
、種々の真でのダイオード３０周波数対コンダクタンス
特性を測定することができる。
５、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のコンダククン ”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
、種々の真でのダイオード３０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（、直流電源１１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。
の直流分両端電圧ではな（、直流電源１１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。
直流型＃！１１の出力電圧が１■のとき、その直流分両
端電圧はＯ，Ｓ Ｖにしか満たず２０％の誤差が生じて
いる。したがってダイオード３の両端電圧は直流電源１
１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。
端電圧はＯ，Ｓ Ｖにしか満たず２０％の誤差が生じて
いる。したがってダイオード３の両端電圧は直流電源１
１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。
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、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った値に略等しい）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。したがって、モニタ端子１０で測定
した電圧はダイオード３の両端電子に等しくない。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０．５ Ｖ、出力電流を
１μ八に設定）に示す。
な誤差が発生する。すなわち、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った値に略等しい）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。したがって、モニタ端子１０で測定
した電圧はダイオード３の両端電子に等しくない。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０．５ Ｖ、出力電流を
１μ八に設定）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ンス特性等に基
づいて得るわけであるが、その場合、掻めて高い精度の
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った。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。従って、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
とは不可能であった。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った。
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ンス特性等に基
づいて得るわけであるが、その場合、掻めて高い精度の
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った。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。従って、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
とは不可能であった。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った。
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。
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
部とから成っている。
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
部とから成っている。
第１図は本発明の回路定数測定器のブロック図である。
第２図と同一部分には同一符合を付している。
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
０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。
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
０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、−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。
電圧は、増幅器１３で増幅された後、電流計１２、−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の再
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１８の増幅率は工なので、演算
増幅器１４め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、−次巻線Ｔ１、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によってループが形成される。前記ルー
プは、直流電源１１の出方電圧と増幅器１８の出力電圧
とが等しくなったとき安定する。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。したがって、直流電源１１の出力
電圧を変えることによって、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。
ので、抵抗器６．１９に電流は流れず、増幅器１８の再
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１８の増幅率は工なので、演算
増幅器１４め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、−次巻線Ｔ１、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によってループが形成される。前記ルー
プは、直流電源１１の出方電圧と増幅器１８の出力電圧
とが等しくなったとき安定する。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。したがって、直流電源１１の出力
電圧を変えることによって、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。
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。
ず、測定精度の向上を図り得る。
さらに、ループ内に電流針を測定した場合にも、誤差が
生じない等の効果を有する。
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ック図。
第２図は従来の回路定数測定器のブロック図。
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：
電流針、 １３：増幅器。
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：
電流針、 １３：増幅器。
Claims (1)
- 試料に交流信号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
圧と前記直流信号源の出力電圧とを比較し、前記試料の
直流分両端電圧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)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59232224A JPS61110064A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 回路定数測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61110064A true JPS61110064A (ja) | 1986-05-28 |
| JPH0456949B2 JPH0456949B2 (ja) | 1992-09-10 |
Family
ID=16935922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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