SU1041966A1 - Устройство дл измерени коэффициента передачи тока транзисторов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ТОКА ТРАНЗИСТОРОВ , содержащее источник опорного, напрйжени , управл е.мый стабилизатор .тока, соединенный выходом с клеммой дл  подключени  эмиттера испытуемого транзистора, а управл юпдам входом - со схемой управлени , измврительный операционный усилитель, ,. в цепи отрицательной обратной св зи которого включен блок нагрузок,-а к его выходу подключен интегратор через аналоговый ключ, соединенный также со схемой управлени , о т лич ающе ес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможное тей и повьвиени  точности измерени , в него введены переключатель,преовразователь напр жени  в ток и повторитель тока, имеющий три входа и один выход и состо щий из операционного усилител  и полевого транзистора , причем первым входом повторител  тока  вл етс  неинвертиругаций вход .операционного усилител ,, вторым входом - его инвертирующий вход, третьим входом и выходом - шток полевого транзистора, затвор которого присоединен к выходу операционного усилител , кроме того, управл емый стабилизатор тока снабжен вторым управл ющим входом, который соединен со схемой управлени , переключатель одним из своих входов подключен к выходу управл емого стабилизатора тока, другим входом; - к клемме дл  подключени  базы испытуемого транзистора и к третьему входу повторител  S тока, а выходом - к второмуйходу повторител  тока, илход которого соединен с входом измерительного операционного усилител  и с выходом преобразовател  напр жени  в ток, подключенного входом к интегратору, ис-i точник опорного напр жени  соединен с первым входом повторител  тока и соответствую1щм выходом схемы управлени , а клемма дл  подключени  коллектора испытуемого транзистора присоединена к общей ьшне.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано в измерител х коэффициента передачи тока транзисторов. Известно устройство . измерени коэффициента передачи тока транзист pa, содержащее стабилизатор тока эмиттера, стабилизатор напр жени  коллектора, состо 1Щй из омического делител  ; источника опорного напр жени , усилител  посто нного тока, источника напр жени , триггер, поро говую схему, усилитель с переменным коэффициентом усилени  , генератор пилообразного напр жени  и интегратор . Вход усилител  с переменным коэффициентом усилени  соединен с базой испытуемого транзистора, а вы ход через пороговую схему - с одним входом триггера, другой вход которо го соединен с выходом стабилизатора тока эмиттера, а выход триггера под ключен к интегратору и через генератор пилообразного напр жени  к управл ющему входу усилител  с пере менным коэффициентом усилени . Выход интегратора соединен с измерительным прибором и омическим делите лем стабилизатора, напр жени  коллек тора 1 . Однако это устройство не обеспечивает Измерение дифференциального коэффициента передачи тока транзисторбв в режиме малого сигнала, а испытуемое транзисторы могут быть включены только по схеме с общей базой. Известное устройство характеризуетс  недостаточной точностью измерени  базового тока, а с гедовательно , и статического коэффициента передачи тока транзисторов из-за наличи  теплового обратного тока коллектор - база испытуемого транзистора и входного тока измерительного усилител . Кроме того, в этом устрой стве требуетс  применение сложного след ще -о. стабилизатора напр жени  коллектора, что приводит к дополнительным погрешност м. Известно устройство дл  измерени  коэффициента передачи тока транзисторов , содержащее источник коллекторного напр жени , измерители тока коллектора и тока базы, ретулируемаЛ генератор импульсов и измерительный резистор, соединённый через экранированную линию св зи с базовым зажимом испытуемого транзистора , операционный усилитель, в цепь отрицательной обратной св зи которого включен измерительный резистор, точка соединени  которого с экранированной линией св зи подключена к инвертирующему входу операционного усилител , неинвертирующий вход кото рого соединен с выходом регулируемог генератора импульсов и с экраном лиНИИ ,св зи, которое обеспечивает измерение коэффициента передачи тока транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером, причем благодар  применению экранированной линии св зи , включенной определенным образом, обеспечиваетс  высок;а  помехозавдтиенность при дистанционном контроле. 2 . Однако это устройство не обладает достаточной тс чностью и не обеспечивает изменение дифференциального коэффициента передачи тока транзнсто ров в режиме малого сигнала. Известно также устройство, содержащее сдвоенный стабилизатор тока, соединенный с клеммой дл  подключени  коллектора испытуемого транзистора и инвертирующим входом первого операционного усилител , к иеинвертирующему входу которого подключен источник опорного напр жени , а с его выходом соединены инвертирующий вход второго операционного усилител  и один из, выводов блока нагрузок, другой вывод которого присоединен к клемме дл  подключени  базы испытуемого транзи.стора и к неинвертирующёму входу второго операционного усилител, выход которого  вл етс  одним из выходов., устройства, а также подключен через разделительный конденсатор к входу детектирующего операционного усилител , выход которого  вл етс  другим выходом .устройства , причем клемма дл  подключени  эмиттера испытуемого транзистора соединена с общей шиной, позвол ющее измер ть как статический, так и дифференциальный коэффициенты передачи тока транзисторов з . Однако такое устройство не обладает достаточной точностью, поскольку в нем не учитываютс  тепловой обратный ток и входные токи операционных усилителей. Наиболее близким по техническому к. предложенному  вл етс  устройство дл  измерени  коэффициента передачи тока транзисторов, содерсццее источник опорного напр жени , управл ек лй стабилизатор тока, соединенный выходом с клеммой дл  подключени  эмиттера испытуемого транзистора , а управл ющим входом - со схемой управлени , измерительный операционный усилитель, в цепь отрицательной обратной св зи которого включен блок нагрузок, а к его выходу подклюен интегратор через аналоговый ключ, соединенный также со схемой управлег ни  4j . Недостатками этого устройства  в ютс  ограниченные функциональные озможности, обусловленные тем, что но не обеспечивает измерение диференциального коэффициента передачи режиме малого сигнала, а также J P высока  точность измерений, так как в нем ке учитываютс  обратный тепловой ток перехода коллектор - база испытуемого транзистора и входные операционных усилителей.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства и повмаение точности измерений ..

Поставленна  цель Достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  коэффициента передачи тока транзисторов , содержащее источник опорного напр жени , управл емый стабилизатор тока, соединенный выходом с клеммой дл  подключени  змиттера испытуемого транзистора, а управл ющим входом со схемой управлени , измерительный операционный усилитель, в цепь отрицательной обратной св зи которого включен блок нагрузок, а к его выходу подключен интегратор через аналоговый ключ, соединенный также со схемой управлени , введены переключ тель , преобразователь напр жени  в ток и повторитель тока, имеюсдай три входа и один выход и состо щий из операционного усилител  и полевого транзистора, причем первым входом повторител  тока  вл етс  неинвертирующий вход операционного усилител , вторым входом - его инвертируювщй вход, третьим входом и выходом шток полевого транзистора, затвор которого присоединен к выходу операционного усилител , кроме того,-управл емый стабили затор тока снабжен вторым управл ющим входом, который соединен со схемой управлени , переключатель одним из своих входов подключен к выходу управл емого стабилизатора тока, другим входом - к клем ме дл  подключени  базы испытуемого транзистора и к третьему, входу повторител  ; а выходом - к второму входу повторител  тока, выход которого соединен с входом измерительного операционного усилител  и с выходом преобразовател  напр жени  в ток, подключенного входом к интегратору, источник опорного напр жени  соеди нен с первым входом повторител  тока и соответствующим выходом схемн управлени , а клемма дл  подключени  коллектора испытуемого транзистора присоединена к общей шине.

На Чертеже представлена структурна  схема предложенного устройства.

Устройство содержит управл емый .стабилизатор 1 тока, источник 2 опорного напр жени , измерительный операционный усилитель 3, в цепь отрицательной обратной св зи которого вклю чен блок 4 нагрузки, аналоговый ключ 5, интегратор 6, преобразовател 7 напр жени  в ток, повторитель 8 тока, состо щий из полевого транзистора 9 и операционного усилител  ,

схему 11 управлени . Испытуемой транзистор 12 подключен к соответствукицим клеммам и .соединен с устройством через трехпроводную Экранированную линию св зи 13. Это обеспечивает возможность измерений параметров при дистанционном контроле и повышает помехозащищенность устройства. Переключатель 14 осуществл ет переход от одной схемы включени  испытуемого транзистора 12 к-другой.

Устройство работает следующим образом.

Исходное состо ние задаетс  схемой -li управлени , при зтом аналоговый ключ 5 открыт, yпpaвл e 5зIй стабилизатор 1 тока и источник 2 опорного напр жени  выключены, испытуе1«лй транзистор 12 обесточен.

При измерении статического коэффициента передачи тока испытуемого транзистора 12 схема 11 управлени  формирует следук цую последовательность управл ющих сигналов.

Сигнал с первого выхода схемы 11 управлени  включает источник 2 опорного напр жени , в результате чего через операционный усилитель 10 и полевой транзистор 9 повторител  тока 8 на испытуемом транзисторе 12 устанавливаетс  стабильное напр жение коллектор - база Ице (при нахождении переключател  14 в положение 15-16 - режим с общей базой) либо коллектор - эмиттер (при нахождении переключател  14 в положении 15-17режим с общим эмиттером). При этом по вившийс  обратный тепловой ток перехода коллектор - база совместно с входными TOKeiMH операционных усилителей 10 и 3 поступает на инвертирующий вход операционного усилител  3, охваченного отрицательной обратной св зью через измерительный резистор блока 4 нагрузок. Так -как аналоговый,ключ 5 открыт, то операционный усилитель 3 охвачен дополнительной отрицательной обратной св зь через последовательно соединенные аналоговый ключ 5, интегратор 6 и преобразователь 7 напр жени  в ток, в результате чего воздействующий на инвертирукйций вход операционного усилител  3 суммарный ток отбираетс  преобразователем 7 напр жени  в-ток При этом на выходе устройства (измерительного операционного усилител  3 устанавливаетс  напр жение равное нулю.

Сигнал со второго выхода схемы 11 Управлени  закрывает аналоговый ключ 5, в результате чего дополнительна  отрицательна  обратна  св зь измерительного операционного усилител  3 разрываетс  и преобразователь 7 напр жени  в ток запоминает значение тока, равное сумме обратного теплового тока и входных токов операционнЁ х усилителей 10 и 3. Таким об разом, аналоговый ключ 5, интегратор 6 и преобразователь 7 напр жени  в ток осуществл ют функцию запоминани  тока.

Третий сигнал с выхода схемы 11 управлени  включает по первому йходу управлени  стабилизатор 1 тока эмитгера , импульс тока с которого.подает-, с  в цепь эмиттера испытуемо о транзистора 12, включенного при нахожде- Ю НИИ переключатег   14 в положении 1516 по схеме с общей базой. При нахождении переключател  14 в положении 15-17 импульс тока эмиттера вызывает через операционный усилитель 15 10 и полевой транзистор 9 повторител  тока 8 импульс напр жени  на базе испытуемого транзистора 12, соответствующий току эмиттера, т.е. испытуемый -транзистор 12 оказываетс  вклю- 2о ченным по схеме с общим эмиттером. В обоих случа х ток базы транзистора пропорциональный величине 1/(1 + + i2.ie ) протекает через повторитель 8 тока и измерительный резистор бло- 25 ка 4 нагрузок, импульс напр жени  с которого снимаетс  на выход устройства .

При измерении дифференциешьного (11213 коэффициента передачи тока испытуемого транзистора 12 в режиме малого сигнала схема 11 управлени  формирует следующую последовательность управл ющих сигналов. .

Первый сигнал с выхода схемы 11 35 управлени  включает источник 3 опорного напр жени , вызыва  действие, аналогичное описанному.

Второй сигнал (возможно одНовре- Q енно с первым) с выхода схемы 11 управлени  производит включение по первому входу управл емого стабилизатора 1 тока, в результате чего преобразователем 7 напр жени  в ток отбираетс  ток равный сумме статиеского тока базы и теплового тока испытуемого транзистора и входных ; токов операционных усилителей 10 и 3.

После установлени  на выходе устройства напр жени , равного нулю формируетс  третий сигнал на выходе схемы 11 управлени , в результате аналоговый ключ 5 закрываетс  и преобразователь 7 напр жени  в ток запоминает значение тока-равное сумме упом нутых токов.

Четвертый сигнал с выхода схемы 1 управлени  включает по второму входу управл емый стабилизатор 1 тока, приращение импульса тока с которого подаетс  в цепь эмиттера ирпытуемого транзистора 12. В результате приращение тока базы транзистора пропор иональное величине 1/(1 + ) создает импульс напр жени  на измерительном резисторе блока 4 нагрузок которыр снимаетс  с выхода устройства . .

Предложенное устройство обладает по сравнению с известным более широкими функциональными возможност ми, так как позвол ет измер ть как статический , так и дифференциальный коэффициент передачи.

Кроме того, схема запоминани  тока исключает вли ние на результат :измерени  тепловых токов транзисторов и входных токов измерительного операционного усилител , которое особенно заметно при больших значени х коэффициентов передачи тока транзисторов и малых эмиттерных токах , т.е. при малых базовых токах, и может внести погрешность измерени  до 10% и более. Это позвол ет значительно повысить точность измерений , не предъ вл   высоких требований к измерительному операционному усилителю.

Малые входные сопротивлени  устройства со стороны базового и эмиттерного зажимов испытуемого транзистора позвол ют через трехпроводную экранированную линию св зи проводить дистанционные измерени - параметров . 2i9 рассто нии до 60 м, при этом врем  измерени  не превышает 500 МКС. Пределы измерени  указанных параметров от О до 1000 при точности измерени  0,2%.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ТОКА ТРАНЗИСТОРОВ, содержащее источник опорного, напряжения, управляемый стабилизатор.тока, соединенный выходом с клеммой для подключения эмиттера испытуемого транзистора, а управляющим входом - со схемой управления, измерительный операционный усилитель, в цепи отрицательной обратной связи которого включен блок нагрузок, а к его выходу подключен интегратор' через аналоговый ключ, соединенный также со схемой управления, о т л й-< ч ающе е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможное·^ тей и повышения точности измерения, в него введены переключатель, преобразователь напряжения в ток и повторитель тока, имеющий три входа и один выход и состоящий из операционного усилителя и полевого транзистора, причем первым входом повторителя тока является неинвертирующий вход . операционного усилителя,, вторым входом - его инвертирующий вход, третьим входом и выходом - шток полевого транзистора, затвор которого присоединен к выходу операционного усилителя, кроме того, управляемый стабилизатор тока снабжен вторым управняющим входом, который соединен q со схемой управления, переключатель одним из своих входов подключен к выходу управляемого стабилизатора тока, другим входом.- к клемме для подключения базы испытуемого транзи тора и к третьему входу повторителя тока, а выходом - к второму входу повторителя тока, выход которого со единен с входом измерительного опер ционного усилителя и с выходом пре образователя напряжения в ток, подключенного входом к интегратору, точник опорного с первым входом соответствующим ления, а клемма лектора испытуемого транзистора соединена к обшей шине.

   . 1,04.1 Qfifi ύ ι <о ι ι til напряжения соединен повторителя тока и выходом схемы упра для подключения ко.