ГОСТ 18986.6-73 Диоды полупроводниковые. Метод измерения заряда восстановления

ГОСТ 18986.6-73

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЗАРЯДА ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Издание официальное

100?-I £9

И ПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ .Москва

УДК 621.382.2.019:006.354

Группа 929

М Е Ж Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й С Т А Н Д А I’ Г

ДИОДЫ 11 ОЛУ 11РОВОДН И КОВЫ Е

Метод измерения заряда восстановления

Semiconductor diodes. Method Гог measuring recovery charge

ГОСТ 18986.6-73

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 13 июля 1973 г. № 1723 лата введения установлена

01.01.75

Ограничение срока действия снято по протоколу № 2—92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (МУС 2—93)

Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые импульсные и выпрямительные диолы, а также на переключательные диоды диапазона СВЧ, у которых накопленный заряд может быть принят равным заряду восстановления, и устанавливает метол измерения заряда восстановления.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3198—81 в части метола измерения заряда восстановления.

Общие условия при измерении должны соответствовать требованиям ГОСТ 18986.0—74 и настоящего стандарта.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

1. УСЛОВИЯ И РЕЖИМ ИЗМЕРЕНИЯ

1.1. Температура окружающей среды при измерении должна быть в пределах (25 ± 5) С.

1.2. Прямой ток и обратное напряжение при измерении заряда восстановления должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.

1.1, 1.2. (Измененная редакция. Изм. № I).

1.3, 1.4. (Исключены, Изм. № 1).

2. АППАРАТУРА

2.1. Принципиальная электрическая схема измерения заряда восстановления должна соответствовать указанной на чертеже.

Допускается возможность подключения к схеме устройств, стабилизирующих постоянное напряжение между точками Х2 и ХЗ схемы.

Допускается шунтирование диода VD конденсатором емкостью, не превышающей 0.2 • ^^(гле г_1ф — время нарастания импульса обратного напряжения. R_uili - выходное сопротивление генератора G2) или подача в точку Х2 импульса от дополнительного генератора. синхронизированного с генератором G2.

G1 — генератор прямого тока с выходным сопротивлением Лиич- G2 — генератор обратною напряжения с выходным сопротивлением Я_аих.: X/. Х2. XX— выводы; ГО — измеряемый диол; D! — диод, через который протекает прямой ток измеряемого диода; 1)2 — диол, через который протекает обратный ток измеряемого диоав, С — интегрирующий конденсатор; Р — измеритель заряда e входным сопротивлением К_Л1

Издание официальное ★

Перепечатка воспрещена

Издание (май 2004 г.) с Изменением № I. утвержденным в июне /9X2 г. (ИУС 9—82).

© Издательство стандартов. 1973

© ИПК Издательство стандартов. 2004

С 2 ГОСТ 18986.6-73

Допускается подача на диод 1)2 напряжения начального смешения.

2.2. Прямой ток /_пр генератора GI протекает через измеряемый диод VI) и диод D2 в течение времени, достаточного, чтобы в диоде VD накопился заряд, соответствующий стационарному состоянию при протекании прямого тока /_пр. Затем от генератора G2 подают импульс обратного напряжения, запирающий диод VI). при этом переходный обратный ток диода VD протекает через диод 1)2 и заряжает конденсатор С. В интервале между импульсами генератора G2 заряд с конденсатора С стекает через входное сопротивление Н_1Л измерителя Р. причем этот процесс повторяется с частотой повторения /импульсов генератора G2.

2.3. Если в качестве измерителя Р используют микроамперметр магнитоэлектрической системы. заряд восстановления (J^ определяют из соотношения

^=-^.

где 4 — средний ток. измеряемый измерителем А

1^ “ обратный ток диода 1)2. измеренный при отключении генератора G2 или при отсутствии импульсов с G2;

f — частота повторения импульсов обратного напряжения генератора.

Обратный ток диода D2 можно не учитывать, если значение, определяемое из соотношения ■у , составляет не более 1 % от значения измеряемого заряда.

2.4. В качестве измерителя заряда /’допускается использовать селективный усилитель, настроенный на частоту /или кратную ей частоту. При этом индикатор на выходе селективного усилителя должен быть откалиброван непосредственно в единицах заряда. Калибровку осуществляют конденсаторами с известной емкостью, включаемыми вместо диода VI). При этом калибровочный заряд Q равен

С = с; и_к,

где Q — емкость калибровочного конденсатора;

1\ — амплитуда импульса генератора G2.

2.1—2.4. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.5. Основные элементы, входящие в принципиальную электрическую схему, должны соответствовать требованиям пп. 2.6—2.12.

2.6. Генератор GI должен обеспечивать подачу через измеряемый диод постоянного или импульсного прямого тока заданной величины, при этом должны обеспечиваться следующие требования:

а) прямой ток должен быть задан через диод VI) с погрешностью в пределах ± 3 % при постоянном прямом токе и ± 10 % при подаче импульсного прямого тока. Режим подачи импульсного прямого тока применяют в технически обоснованных случаях, когда при заданном значении постоянного прямого тока не может быть обеспечена устойчивая работа диода VD\

б) выходное сопротивление генератора GI R_Mi^ должно быть достаточно болыиим. чтобы при изменении напряжения между точками XI и ХЗ на 1 В изменения тока генератора GI не превышали 1 % при постоянном и 3 % при импульсном прямых токах;

в) длительность импульса прямого тока должна быть не менее 5-^-. где ^_шс — величина заряда восстановления, равная норме на этот параметр, указанной в технической документации на диоды конкретных типов:

г) для квази импульсного прямого тока, представляющего собой постоянный ток. протекающий в цепи диода в течение времени т £ 100 -^-. требования аналогичны тем. которые предъявляют к постоянному току;

О

д) спад вершины импульса прямого тока на длительности 5 -!^ , отсчитанной от момента подачи импульса обратного напряжения, не должен превышать 5 %.

2.7. Генератор G2 должен обеспечивать подачу на измеряемый диод импульса обратного напряжения. При этом должны быть выполнены следующие требования:

ГОСТ 18986.6-73 С. 3

а) амплитуда импульса обратного напряжения должна быть установлена с погрешностью а пределах ± 10 %.

П р и м е ч а в к с. Амплитуда импульса обратного напряжения может быть намерена импульсным вольтметром с открытым входом на аноде диода ГО относительно точки АЗ схемы. При лом на аноде диода устанавливают напряжение, равное сумме заданного обратного напряжения U^ и прямого падения напряжения на диоде D2 при протекании через него прямою тока (примерно 0.75 В). При измерении импульсным вольтметром с закрытым входом измеренное значение амплитуды импульса напряжения на аноде диола VD определяют из соотношения

^и = ^оОр. ⁺ % ^{+ У}пр, ~ ^_и.

где й\._Г1р — требуемое значение амплитуды импульсов обратного напряжения:

Ц1_Р ~ припое падение напряжении на двух последовательно включенных диодах I'D и О/ от протекания прямого тока (примерно 1.4 В);

6'_11р — прямое падение напряжения на диоде /32 (примерно 0.75 В);

Ь\._ч — напряжение смешения диода 1)2, если предусмотрена его подача в схеме;

б) выходное сопротивление генератора G2 Р_иих должно быть в пределах 50—90 Ом. Допускается включение последовательно с выходом генератора дополнительного резистора для того, чтобы общее сопротивление в цепи диода I'D для импульсного обратного тока составляло указанное выше значение;

в) длительность импульса обратного напряжения т„ должна быть не менее 0.2-^-;

г) спад вершины импульса обратного напряжения не должен превышать 10% на всей длительности импульса, измеренного на согласованной нагрузке 50 или 75 Ом;

д) время нарастания /_ир импульса обратного напряжения, измеряемое на согласованной нагрузке между уровнями 0.1 и 0,9 при подключении измерительного устройства между выводами XI и Х2 и отключенном диоде VD, должно удовлетворять требованиям, указанным в табл. 3.

Таблица 3 *

е) частота повторения импульсов генератора 6'2 не должна превышать значения ^-.

Частота повторения импульсов обратного напряжения должна задаваться и поддерживаться с погрешностью в пределах ± I % при измерении заряда восстановления по среднему обратному току

диода I'D. При использовании в качестве измерителя заряда селективного усилителя погрешность задания частоты повторения и ее стабильность определяют настройкой и полосой частот селектив

ного усилителя;

ж) цепи генераторов G2 и 67 должны быть разделены по постоянному току так. чтобы в паузе между импульсами обратного напряжения часть прямого тока, ответвляющаяся в генератор 6'2. не превышала значения 0,5 % /_пр. Допускается разделение цепей путем включения разделительного конденсатора на выходе генератора G2. при этом емкость конденсатора С' должна удовлетворять требованиям

Л С>20 т_и;С>^-

и должны быть приняты меры, пред от вращающие установление на конденсаторе напряжения холостого хода генератора G1 при извлечении диола VD.

* Табл. 1 и 2. (Исключены, Изы. № 1).

С. 4 ГОСТ 18986.6-73

2.8. Измеритель заряда /’должен удовлетворять следующим требованиям:

а) при измерении заряда восстановления по величине среднего обратного тока измеряемого диода измерительный прибор должен быть не ниже класса 1,5. Допускается измерение в последних ⁴/, частях шкалы прибора, если используется электроизмерительный прибор не ниже класса 1;

б) при измерении заряда восстановления на частоте повторения импульсов обратного напряжения шли на кратной ей частоте селективный усилитель, используемый для этой цели, должен иметь нелинейность амплитудной характеристики и полосу частот такие, чтобы обеспечивались требования к погрешности измерения, указанные в п. 1.3;

в) входное сопротивление Л,, измерителя заряда должно удовлетворять требованию

I

7-’и

/<_1л<0.2 2-—.

где f - частота повторения импульсов обратного напряжения;

т„ — длительность импульса.

При измерении заряда по амплитуде гармоники частоты повторения импульсов 6'2 входное сопротивление Н^. измерителя заряда должно быть таким, чтобы добротность входного контура измерителя заряда не превышала величины 5 А. где К — номер гармоники частоты повторения импульсов обратного напряжения.

2.9. Заряд восстановления диода 1)1 (определяемый как разность между зарядом СЛ.х и емкостным зарядом восстановления при /_пр = 0) должен быть существенно меньше (в аналогичном режиме) значения измеряемого заряда диода VD.

Заряд восстановления диода Di считают достаточно малым, если его значение не превышает 10 % от измеряемого заряда. Если заряд диола DI больше, чем на 10 % превышает измеренный, его необходимо учесть.

Примечание. При измерении заряда восстановления до 1000 пКл в качестве диода D1 применяют диоды с барьером Шоттки, а также сместитедьныс и детекторные диоды диапазона СВЧ. не обладающие заметным эффектом накопления заряда.

2.10. Диод 02 должен удовлетворять следующим требованиям:

а) обратный ток диода 02—1^ при обратном напряжении 1 В не должен превышать более чем на 10 % значения 2^ • / При выполнении требования ^р £ 0.01 (1_11К • /значение обратного тока диода D2 не учитывают;

б) емкость диода D2 (С, в кулонах) при обратном напряжении I В не должна быть больше значения, определяемого соотношением

_г 0.02^+I(Г¹² .

■Р_?

в) время восстановления обратного сопротивления диода D2 не должно превышать значения 0,2

г) максимальное импульсное прямое напряжение диода 02 должно быть меньше максимального обратного напряжения диода DI.

2.11. Емкость конденсатора С должна удовлетворять требованию

где 0_npj — прямое падение напряжения на открытом диоде D2 (^ 0.75 В).

2.12. Индуктивность схемы в контуре, образованном элементами Я_4МЧ. VI). D2. С. должна быть сведена к минимальной. Расчетное значение индуктивности не должно превышать 0,5 г_ф • /<_и>..

2.6,—2.12. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Измерение заряда восстановления ио значению среднего обратного тока осуществляют следующим образом.

Между точками А/ и А2 схемы (черт. 1) включают измеряемый диод, устанавливают заданные

ГОСТ 18986.6-73 С. 5

значения прямого тока /_пр и обратного напряжения С_о6р и отсчитывают значение тока /„. протекающего в цепи диола 1)2.

Измеряют ток i^. протекающий в цепи диода Шири отключенном генераторе G2. Значение /^р постоянно для заданного значения /_пр и должно измеряться только при изменении режима.

Значение заряда восстановления по измеренным значениям определяют по формуле, указанной в п. 1.2.3.

Шкалу измерителя заряда Р градуируют в значениях заряда восстановления, при этом измеряемое значение непосредственно отсчитывают по шкале прибора Р.

3.2. Измерение заряда восстановления по амплитуде гармоники частоты повторения импульсов осуществляют следующим образом.

Калибруют измеритель заряда Р. для чего между контактами XI и А2 схемы (черт. !) включают калибровочный конденсатор, заряд восстановления которого (?„.,< близок к ожидаемому значению измеряемого заряда. Емкость калибровочного конденсатора должна быть измерена с погрешностью в пределах ± 1 %. Амплитуда импульсов напряжения, подаваемых на контрольный конденсатор, должна измеряться с погрешностью в пределах ± 4 %, поэтому амплитуда импульса напряжения, подаваемого на калибровочный конденсатор, должна быть такой, чтобы измерение проводилось у правого края шкалы импульсного вольтметра.

Калибровочное напряжение U^. действующее на калибровочный конденсатор, определяют по формуле

^ = ^ " ^_Р, + ^ “ ^

где U* — амплитуда импульса, измеренная импульсным вольтметром на контакте XI относительно контакта ХЗ;

б'_1И — напряжение внешнего смешения, подаваемого на диод D2;

U_b — постоянное напряжение между точками Х2 и X? схемы, если предусмотрена его стабилизация.

При калибровке отсчитывают показание а, измерителя Р. соответствующее значение калибровочного заряда, равного 0_впс = Q t<.

3.3. Вместо калибровочного конденсатора между контактами XI и Л7 схемы (черт. I) включают измеряемый диод, устанавливают заданные значения прямого тока /_пр и обратного напряжения (л^р и отсчитывают показание «, измерителя Р.

3.4. Измеренное значение заряда Q^ определяют из соотношения

«йос ⁼ а,

3.5. Калибровочные конденсаторы могут использоваться для проверки правильности работы аппаратуры и оценки погрешности измерения заряда восстановления.

3.1—3.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. Погрешность измерения заряда восстановления должна быть в пределах ± 12 % с доверительной вероятностью 0.997.

Разд. 4. (Введен дополнительно, Изм. № 1).

Редактор 8. II. Копысов

Технический редактор 8 Н. Прусакова

Корректор ЕД. Думпсва

Компьютерная верстка Л.Н Золотаревой

Ида. лии. № 02354 от 14.07.2000. Сдано в набор 31.05.2004. Подписано в печать 2S.06.2004. Усл.печл. 0,93. Уч. -«мл. 0,60. Тираж S3 эка. С 2691. Зак. 600.

И ПК Издательство стандартов. 107076 Москва. Колодезный пер.. 14.

hup: //www.Muniiards.ru e-mail: info4lMand3rds.ru

Набрано в Издательстве на ПЭВМ

Отпечатано в филиале И ПК И здательство стандартов — тип. "Московский печатник*. 105062 Москва. Лялин пер.. 6.

Пар № <180102