УЭ 6.8-5. Измерение емкостей полупроводниковых приборов

Зарядные емкости р— n-переходов обычно измеряются в режи­ме, когда на переход подано постоянное обратное смещение.

Существующие методы измерения емкостей p—n-переходов ба­зируются на предположении, что зарядная емкость не зависит от частоты вплоть до частот порядка 100 Гц.

Для измерения емкостей р— n-переходов используются три ме­тода:

•	метод замещения в резонансном контуре;
•	метод емкостно-омического делителя;

•	мостовой метод.

Метод замещения в резонансном контуре осуществляется на ос­нове схемы, представленной на рисунке 7.5, а. На схеме Е— генератор напряжения высокой частоты; С_бл — блокировочный конденсатор; L — катушка индуктивности; U_CM — напряжение смещения. Перед измерением резонансный контур настраивается в резонанс — кри­терием настройки служит максимум показаний высокочастотного вольтметра V ~. Калибровочный переменный конденсатор С_кал снабжен шкалой, отградуированной в единицах емкости.

Вначале фиксируют положение конденсатора, соответствующее настройке контура в отсутствие объекта измерения. Затем под­ключают измеряемый прибор, задают необходимый режим по по­стоянному току, с помощью конденсатора С_кал добиваются резо­нанса в контуре и фиксируют новое значение емкости по шкале. Разность двух значений показаний шкалы и дает искомую вели­чину емкости. Преимуществом такого метода измерений является простота процедуры измерения.

Метод емкостно-омического делителя показан на схеме рисунка 7.5, б. Основными элементами этой схемы являются генератор напря­жения высокой частоты Е, чувствительный высокочастотный вольтметр V ~, подключенный к резистору R. Перед измерением измеритель калибруют с помощью эталонного конденсатора ем­костью С_эт, подключаемого к зажимам измерителя. Элементы це­пей и рабочая частота выбираются так, чтобы выполнялось условие

,

где Rг. н — активное внутреннее сопротивление генератора напряжения; ω— рабочая частота; С_mах — максимальное значение изме­ряемой емкости.

Рисунок 6.50. Схемы для измерения емкости р— n-переходов диодов и транзи­сторов: а — методом замещения в резонансном контуре; б — методом емкостно-омического делителя

Измеритель имеет линейную шкалу, которая может быть от­градуирована непосредственно в пикофарадах с любым удобным множительным коэффициентом.

Погрешности измерения емкости методом емкостно-омического делителя в основном определяются нелинейностью ампли­тудной характеристики электронного вольтметра и неточностью учета паразитной емкости корпуса измерителя. Типичная предель­ная погрешность составляет примерно ±10%, но при необходи­мости ее можно снизить до ±3...5 %.

Мостовыми методами производятся измерения емкостей полу­проводниковых приборов, как правило, в лабораторных условиях. Измерительные установки, основанные на мостовом методе из­мерения, являются наиболее универсальными, так как позволя­ют определить емкость при наличии значительной шунтирующей проводимости или большого последовательного сопротивления. Специальные мостовые измерительные схемы могут иметь очень высокую точность измерения емкости (их погрешность может со­ставлять ±0,1 % и меньше).

Дата добавления: 2014-01-20