где - амплитуда переменного напряжения; U - напряжение смещения, при котором измеряется емкость.

Из формул (2.14) и (2.15) следует, что для уменьшения погрешности измерения емкости точность установки заданной рабочей точки должна быть не ниже чем 2- 1,5% амплитуда переменного сигнала при смещении на диоде менее 1 в не должна превышать 50 т. При напряжении смещения больше 1 в амплитуда переменного, напряжения может быть увеличена, но не должна превышать 2% от величины смещения.

♦

и»

Рис. 2.15. Схема измерения емкости диода методом

ёмкостно-омического делителя: а-включение диода в схему; б-эквивалентная схема перехода.

При измерении емкости полупроводниковых диодов наибольшее распространение получил метод ёмкостно-омического делителя, применяют также резонансный метод и мостовые схемы измерения. При всех методах измерения определяют суммарную емкость корпуса и перехода: Сд =

Метод емкостно-омического делителя. Схема включения диода при измерении емкости методом емкостно-омического делителя показана на рис. 2.15, а. На рис. 2.15, б диод заменен эквивалентной схемой перехода, смещенного в обратном направлении. Из этой схемы следует, что если частота измерения / выбрана таким образом, что ток в цепи определяется реактивным сопротивлением емкости 1/2л;/Сд, то напряжение на резисторе К» будет пропорционально величине емкости Сд. Установив вместо измеряемого диода эталонный конденсатор, можно отградуировать вольтметр, измеряющий напряжение на нагрузке К» в единицах емкости.

Значение измеряемой емкости при этом методе измерения определяется из уравнения

где Сэ - величина емкости эталонного конденсатора; Us - напряжение на резисторе при включении эталонного конденсатора; t/д-напряжение на резисторе Ra при включении измеряемой емкости диода.

Частоту /, на которой производится измерение емкости диода, внутреннее сопротивление генератора Ri и сопротивление нагрузки R„ выбирают, исходя из следующих условий:

f>-\ (2.16)

где (АСд/Сд)1 - допустимая относительная погрещность, обусловленная шунтированием измеряемой емкости сопротивлением запертого перехода; (АСд/Сд)2 - допустимая относительная погрешность, обусловленная тем, что сумма сопротивлений и соизмерима с реактивным сопротивлением измеряемой емкости на частоте /.

Обычно для плоскостных и точечных диодов со сварным контактом условие (2.16) выполняется достаточно легко при погрешности менее 1% на частотах выше 1Мгц. Емкость диодов СВЧ, имеющих невысокое дифференциальное сопротивление при обратном смещении, .необходимо измерять на частотах 50 - 180 Мгц. Емкость других типов полупроводниковых диодов измеряют обычно при частоте/ = 10 Мгц Схема одного из приборов для измерения емкости диодов (предложенная Э. Н. Рубинштейн) показана на рис. .2.16.

Делитель Ri, R2 предназначен для снижения выходного сопротивления генератора ВЧ. Резистор R2 имеет сопротивление 1 -10 ом. Переключателем П изменяют величину активного сопротивления, подключаемого к емкости измеряемого диода (резисторы R3 - R), и тем самым выбирают пределы измерения прибора. Чтобы устранить влияние входной емкости усилителя, включенной парал-

лельно резисторам R3 - R, на входе усилителя включается индуктивность L, настраиваемая в резонанс с входной емкостью. Калибровка прибора осуществляется подключением эталонного конденсатора в одном из положений переключателя Я; сохранение калибровки при других пределах измерения (положения 2, 3, 4) гарантируется точностью выполнения делителя. Измерение емкости диода произ-

Генератор ВЧ

f= 10 мгц -

Блок смещения

Рис. 2.16. Блок-схема прибора для измерения емкости полупроводникового диода

водится при подаче на него обратного напряжения от блока смещения. Напряжение смещения измеряют вольтметром ЯЯ. Падение напряжения иа резисторах R, - Rb, пропорциональное измеряемой емкости, усиливается резонансным усилителем, детектируется и подается на стрелочный индикатор Я, градуированный в единицах емкости.

ЛИТЕРАТУРА

1. «Справочник по полупроводниковым диодам н транзисторам»

под ред. Н. Н. Горюнова. Изд-во «Энергия», 1964.

2. Степаиенко И. П. Основы теории транзисторов и тран-

зисторных схем. Госэнергоиздат, 1967.

3. Ф е д о т о в Я. А. Основы физики полупроводниковых при-

боров. Изд-во «Советское радио», 1963.

4. Иванов С. М., Пекин Н. А., Скворцов а И. Е.,

Соколов Ю. Ф. Физические основы работы полупроводниковых СВЧ диодов. Изд-во «Советское радио», 1965.