Устройство измерения ёмкости диодов

Полезная модель относится к области электронной техники, в частности к контролю параметров диодов и силовых полупроводниковых модулей, содержащих диоды.
Известна схема измерения емкости диодов методом емкостно-омического делителя (ГОСТ 18986.4-73), которая содержит источник постоянного напряжения смещения, источник синусоидального напряжения заданной частоты, разделительный конденсатор, испытуемый диод и резистор как активное плечо емкостно-омического делителя.
Недостатком данной схемы по ГОСТ 18986.4-73 является то, что при измерении емкости диодов является значительная погрешность при измерении емкости на дистанции, что требуется, например, при автоматизированном контроле параметров диодов, входящих в состав модулей. На частоте измерения 1 МГц и более получение достоверного результата невозможно из-за влияния емкости присоединительных проводников, электромагнитных помех и др. факторов.
Также известна схема измерения емкости (патент US 5844412A «Board test apparatus and method for fast capacitance measurement)), класс G01R 27/26), которая содержит генератор испытательного напряжения и измеритель операционного усилителя, в цепь обратной связи которого с помощью двух проводников с щупами подключена измеряемая емкость.
Недостатком данной схемы является то, что при выполнении измерения емкости не учитывается погрешность измерительных проводников и щупов, подключенных к ним.
Задача полезной модели является повышение точности измерения емкости за счет снижения влияния измерительной линии, соединяющей измеритель с испытуемым диодом.
Поставленная задача достигается тем, что устройство измерения емкости диодов содержит источник постоянного напряжения смещения, источник синусоидального напряжения заданной частоты со стабилизированной амплитудой, эталонный и разделительный конденсаторы, дроссель и резистор, отличается тем, что применен широкополосный операционный усилитель, у которого неинвертирующий вход подключен к общему проводу, инвертирующий вход подключен к жиле участка измерительного коаксиального кабеля и поддерживает ее потенциал близким к нулю, в цепи обратной связи включен эталонный конденсатор, а выход операционного усилителя подключен к измерителю амплитуды напряжения, обеспечивающего измерение емкости диодов.
На рисунке представлена схема измерения емкости диода.
Устройство содержит источник постоянного напряжения смещения 1, источник синусоидального напряжения заданной частоты (например, 1 МГц) со стабилизированной амплитудой 2, широкополосный операционный усилитель 3 (например, ОРА656), эталонный конденсатор 4, разделительный конденсатор 5, дроссель 6, резистор 7, участки коаксиального кабеля 8 и 9, измеритель амплитуды выходного напряжения операционного усилителя 10 и испытуемый диод 11.
Коаксиальные кабели 8 и 9 обеспечивают заданную дистанцию и защищают измерительную цепь от электромагнитных помех. Дроссель 6 и резистор 7 обеспечивают протекание постоянного тока смещения.
Работает устройство следующим образом. Синусоидальное напряжение источника 2 создает ток, проходящий по конденсатору 5 достаточно большой емкости, кабелю 8, испытуемому диоду 11, кабелю 9, конденсатору 4 и усилителю 3. При этом операционный усилитель поддерживает потенциал инвертирующего входа и жилы кабеля 9 близким к нулю, так что емкость кабеля 9 на величину этого тока практически не влияет.
Емкость кабеля 8 зангунтирована весьма малым выходным сопротивлением источника 2 и также не влияет на величину тока. Таким образом, амплитуда выходного напряжения усилителя 3 пропорциональна произведению амплитуды напряжения источника 2 и емкости диода и обратно пропорциональна емкости эталонного конденсатора 4.
Таким образом, обеспечивается измерение емкости диодов на дистанции с высокой точностью.
Для пояснения принципа работы устройства приводится рисунок с его схемой.
Предлагаемое устройство применено в блоке измерения емкости в составе автоматизированного тестера для испытания силовых модулей.