УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБРАКОВКИ ДИОДОВ
DEVICE FOR SCREENING DIODES

Изобретение относится к микроминиатюризации и технологии радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано для контроля параметров полупроводниковых диодов при их производстве.
Известно устройство для разбраковки диодов по времени восстановления обратного сопротивления (авторское свидетельство СССР №1140064, МПК G01R 31/26, опубл. 15.02.85. Бюл. №6), содержащее генератор прямого тока, генератор импульсов обратного напряжения, клеммы для подключения испытуемого диода, резистор, три одновибратора, формирователь сдвига уровня, три D-триггера, дешифратор и четыре индикатора.
Недостатками устройства являются низкие точность и достоверность отбраковки.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для отбраковки диодов - патент РФ №2046366, МПК G01R 31/26, опубл. 20.10.95. Бюл. №29), содержащее генератор экспоненциального напряжения, формирователь временного интервала, ключ, контролируемый диод, резистор нагрузки, преобразователи ток - напряжение и время - напряжение, четыре источника опорного напряжения, четыре компаратора и два элемента И (компараторы и элементы И образуют два двухпороговых компаратора).
Недостатками устройства являются низкие точность и достоверность отбраковки.
В основу изобретения поставлена задача повысить точность и достоверность отбраковки.
Данная задача решается в устройстве для отбраковки диодов, которое содержит двухпороговый компаратор, первый и второй источники опорного напряжения, выходы которых связаны соответственно с первым и вторым пороговыми входами двухпорогового компаратора, выход которого образует выход устройства, последовательно соединенные третий источник опорного напряжения и компаратор, преобразователь ток - напряжение, согласно изобретению в него дополнительно введены генератор пилообразного напряжения и дифференцирующее устройство, вход которого связан с выходом преобразователя ток - напряжение, а выход - со вторым входом компаратора, выход которого связан с управляющим входом генератора пилообразного напряжения, выход которого и сигнальный вход двухпорогового компаратора объединены и подключены к анодной клемме испытуемого диода, катодная клемма которого связана со входом преобразователя ток - напряжение.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит двухпороговый компаратор 1, первый источник опорного напряжения 2, генератор пилообразного напряжения 3, второй источник опорного напряжения 4, испытуемый диод 5, третий источник опорного напряжения 6, компаратор 7, дифференцирующее устройство 8 и преобразователь ток - напряжение 9.
В устройстве последовательно соединены преобразователь ток - напряжение 9, дифференцирующее устройство 8 и компаратор 7. Выход третьего источника опорного напряжения 6 связан с первым входом компаратора 7, выход которого подключен к управляющему входу генератора пилообразного напряжения 3. Выходы первого и второго источников опорного напряжения 2 и 4 связаны соответственно с первыми вторым пороговыми входами двухпорогового компаратора 1, выход которого образует выход устройства. Сигнальный вход двухпорогового компаратора 1 и выход генератора пилообразного напряжения 3 объединены и подключены к анодной клемме испытуемого диода 5, катодная клемма которого связана со входом преобразователя ток - напряжение 9.
Устройство работает следующим образом. Генератор пилообразного напряжения 3 (на основе последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, элемента И и счетчика, а также ЦАП и компаратора) формирует пилообразный сигнал положительного знака, который поступает на сигнальный вход "С" двухпорогового компаратора 1 и анод испытуемого диода 5. Преобразователь ток - напряжение 9 (на основе инвертирующей схемы включения операционного усилителя) преобразует ток, протекающий через испытуемый диод 5, в пропорциональное ему напряжение. При этом вход преобразователя ток - напряжение 9 представляет собой "виртуальную землю", поэтому потенциал катода испытуемого диода 5, связанного с ней, близок к нулю, а напряжение на диоде 5 совпадает с выходным напряжением генератора пилообразного напряжения 3.
На выходе дифференцирующего устройства 8 формируется напряжение, пропорциональное первой производной по времени выходного напряжения преобразователя ток - напряжение 9. Компаратор 7 сравнивает выходные напряжения дифференцирующего устройства 8 и третьего источника опорного напряжения 6. Последнее пропорционально численному значению аналогичной производной заведомо качественного диода, взятой для случая, когда прямое напряжение на нем равно контактной разности потенциалов. По превышении первым входным напряжением компаратора 7 уровня второго на его выходе формируется логический "0". Он поступает на управляющий вход генератора пилообразного напряжения 3, останавливая дальнейший рост и осуществляя фиксацию его выходного напряжения.
В силу отличий одного диода от другого зафиксированное выходное напряжение генератора пилообразного напряжения 3, совпадающее с контактной разностью потенциалов, будет иметь некоторый разброс. Нижняя граница области допустимых значений задается выходным напряжением первого источника опорного напряжения 2, верхняя - выходным напряжением второго источника опорного напряжения 4. Эти напряжения поступают соответственно на первый П1 и второй П2 пороговые входы двухпорогового компаратора 1.
Если зафиксированное выходное напряжение генератора пилообразного напряжения 3 лежит в заданном поле допуска, то на выходе двухпорогового компаратора 1 формируется логическая «1», в противном случае - логический «0». Наличие логической «1» на выходе двухпорогового компаратора 1 позволяет говорить об исправности испытуемого диода 5, а наличие логического «0» - о его дефектном состоянии.
Преимуществами устройства по сравнению с прототипом являются повышенные точность и достоверность, которые достигаются путем проведения отбраковки диодов, используя прямую ветвь ВАХ. В этом случае (по сравнению с обратной ветвью ВАХ) через диод течет больший ток, связанный с основными носителями заряда, который легче измерить и при этом обеспечить лучшее соотношение сигнал/шум.
Кроме того, устройство позволяет проводить динамическую отбраковку диодов, задавая различные скорости изменения выходного напряжения генератора пилообразного напряжения 3.