---

D — измеряемый диод

Черт. 5

Если необходимо провести измерение в импульсном режиме,

регулируемый источник постоянного напряжения заменяется гене­ратором импульсов напряжения, вольтметр — прибором для измерения пиковых значений, а амперметр — пиковым вольтмет­ром, подключенным к выводам калибровочного резистора /?_ь

в) Методика измерения

Устанавливается заданное значение температуры.

Генератор регулируемого напряжения настраивается таким об­разом, чтобы получить заданный прямой ток I_F.

С вольтметра V считывается значение прямого напряжения V_F.

г) Заданные условия

Т

Tref) •

Тcase,

точке (Т_атЬ,

емпература окружающей среды, корпуса или в контрольной

Прямой ТОК (/f).

Длительность и скважность импульса, при необходимости.

2. Общая емкость С tot

1. Ц е л ь

Измерение общей емкости диода в заданных условиях.

2. Схема измерения

/?

D — измеряемый диод

Черт. 6

3. Описание схемы и требования к ней

Активная проводимость резистора 7? должна быть мала по сравнению с полной проводимостью измеряемого диода.

Конденсатор С должен выдерживать обратное напряжение сме­щения диода и обеспечивать короткое замыкание на частоте изме­рения.

4. Меры предосторожности

Если измеряемая емкость очень мала, условия монтажа ока­зывают влияние на точность измерения и должны быть оговорены.

5. Методика измерения

Устанавливается заданное значение температуры.

Устанавливается заданное значение напряжения на выводах диода Vr. Затем вольтметр V отключается из схемы и с помощью моста переменного тока определяется емкость измеряемого диода путем вычитания значения, измеренного при отсутствии диода в цепи, из значения, полученного при включенном в схему диоде.

6. Заданные условия

Температура окружающей среды, корпуса или в контрольной ТОЧКе (Tamt/, Tcase> Тref) •

Обратное напряжение (V/?).

Частота измерения, если она не равна 1 МГц.

Условия монтажа диода, при необходимости.

2. Параметры переключения

   1. Время прямого восстановления tf_r и им­пульсное напряжение прямого восстановления VFRM

1. Ц е л ь

Измерение времени прямого восстановления и импульсного напряжения прямого восстановления переключательного диода.

2. Схема измерения

D — измеряемый диод

Черт. 7

3. Описание схемы и требования к ней

Генератор импульсов G подает заданные импульсы прямого тока I гм] генератор напряжения V₂ через резистор /?₂ обеспечи­вает заданное обратное напряжение смещения V/?, если оно не равно нулю.

Значение должно быть таким, чтобы произведение, /гм на превышало значение падения прямого напряжения на диоде; значение С должно быть таким, чтобы постоянная времени С (/?i + ~h/?_g) превышала ширину импульса, где R_g— выходное полное сопротивление генератора G. При отсутствии обратной поляриза­ции в конденсаторе С нет необходимости. Значение R₂ должно превышать /?і, а значение R_g должно быть достаточно низким, чтобы падение напряжения на резисторе R_g, вызванное обратным током диода, было незначительным.

/?з и R₄ — резисторы с низкой индуктивностью, значения со­противления которых вместе с входным полным сопротивлением осциллографа должны превышать прямое полное сопротивле­ние диода.

О — двухлучевой осциллограф с внутренним сопротивлением 7?1.

4. Методика измерения

Устанавливается заданное значение температуры.

Выходное напряженіие генератора V_{ увеличивается от нуля до заданного значения прямого тока

С помощью осциллографа измеряются время прямого восста­новления и импульсное напряжение прямого восстановления.

5. Заданные условия

Температура окружающей среды, корпуса или в контрольной ТОЧКе (Тать, Тcasei T_ref) •

Обратное напряжение (V/?), если оно не равно нулю.

Импульсный прямой ток (/™)-

Напряжение прямого восстановления Vfr> определяющее окон­чание времени прямого восстановления, если оно не равно 110 % от Vf.

Характеристики импульсов: длительность, время нарастания и частота повторения.

Значения Лі и Л?2.

После мгновенного переключения диода с прямого направле­ния на обратное наблюдается переходный обратный ток, который затем снижается до конечного значения обратного тока диода, как указано на черт. 10.

Это явление может ограничить быстродействие переключаю­щих схем.

Существует два общепринятых метода, обычно используемых для определения характеристики обратного восстановления диода.

При первом методе диод монтируется в схему, прямой ток_г обратное напряжение, полное сопротивление схемы и форма пе­реключающего импульса которой точно оговорены. Измеряется промежуток времени между началом падения прямого тока и моментом, когда обратный ток достигает заданного значения после прохождения через пик; этот промежуток времени определяется как время обратного восстановления (см. черт. 10). Недостаток этого метода состоит в том, что определенное таким образом вре­мя обратного восстановления применимо только для заданных схемных условий и не может быть непосредственно применимо- для других схемных условий.

Второй метод основывается на использовании того факта, что основной причиной обратного восстановления является накоплен­ный диодом заряд. Такой заряд состоит из двух частей: первая вызывается неосновными носителями заряда, вторая — зарядом емкости диода. Полный заряд, протекающий через диод при пе­реключении диода от заданного прямого тока на заданное обрат­ное напряжение в заданной схеме, называется зарядом восстанов­ления.

При условии, что часть заряда, обусловленная емкостью диода, незначительна, а полное сопротивление является низким, заряд восстановления будет приблизительно пропорционален прямому току в момент переключения и, по существу, независим от прило­женного обратного напряжения.В этих условиях заряд восстановления на единицу прямого то­ка является характеристикой диода и относительно независим от схемных условий. Поэтому, когда возможно, диоды предпочитается характеризовать величиной заряда восстановления.

Следующий пример приводится для иллюстрации использова­ния понятия «заряд восстановления».

Рассмотрим диод, в котором при заданных условиях измерения при переключении с прямого тока в 10 мА заряд восстановления составляет 500 пК.

Время восстановления диода при его переключении с прямого тока 2 мА на обратное напряжение 10 В в цепи с полным сопро­тивлением 10 000 Ом может быть вычислено следующим образом:

Заряд восстановления 500 пК-

2м А

ЮмА

= 100 ПК .

До исчезновения накопленного в диоде заряда обратный ток после переключения будет ограничен внешней цепью и составит

10В

ЮООООм

Время, необходимое для устранения заряда, составит

ЮОпК

1мА

= 100 нс.

Полученное значение и является временем обратного восста­новления диода в заданных условиях.

1. Цел ь

Измерение заряда восстановления при быстром переключении диода из условий прямого смещения в условия обратного смеще­ния

.С. 26 ГОСТ 29210—91 -ч и

2. Схема измерения

D — измеряемый диод

Черт. 8

3. Описание схемы и требования к ней

Емкость конденсатора Сі должна быть достаточно мала, что­бы он полностью разряжался в интервале между импульсами

где R_g— внутреннее сопротивление генератора импульсов G.

Rx должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить на измеряемом диоде постоянный ток.

При измерении должны быть обеспечены такие условия, чтобы обратный ток диодов D_x и D₂ был ничтожно мал. Диод Di должен иметь значительно меньший заряд восстановления, чем заряд вос­становления измеряемого диода. С₂ выбирается таким образом, чтобы на амперметре А₂ получить среднее значение тока

где R_a— внутреннее сопротивление амперметра.

4. Методика измерения

Устанавливается заданное значение температуры.

При отключенном генераторе импульсов регулируется таким образом, чтобы на амперметре 41 получить заданный прямой ток h, V₂ регулируется таким образом, чтобы напряжение между точкой А и землей было ниже прямого порогового напряжения диода D₂, например, около 0,6 В для кремниевых диодов.

Генератор импульсов устанавливается на заданные условия

амплитуды V_gt длительности импульса t_p, времени нарастания t_r и частоты f.

При отключенном генераторе напряжения Vi и включенном ге­нераторе импульсов G с амперметра А₂ считывается значение то­ка Л.

При включенных генераторе напряжения Vi и генераторе им­пульсов G с амперметра А₂ считывается значение тока 1₂.

Заряд восстановления вычисляют по формуле

Та часть схемы, которая расположена внутри пунктирных ли­ний, должна быть выполнена в соответствии с правилами, приме­нимыми для быстродействующих схем. Особое внимание следует уделить снижению индуктивности схемы, включая соединения с измеряемым диодом

Температура окружающей среды, корпуса или в контрольной ⁴

ТОЧКе (Tambj Tease, Тref) •

Прямой TOK (If).

Амплитуда (Vg), длительность (t_p) импульсов, время нараста­ния (t_r) и частота повторения (f).

Измерение времени обратного восстановления диода в задан­ных условия переключения.

б) Схема измерения

Черт. 9

Выходное полное полное сопротивление

схемы и требования к ней сопротивление Ro генератора G и входное /?s осциллографа О₂ равны 50 Ом, если н

еоговорено иное. Время нарастания генератора и осциллографа должно быть менее t_rr-

Длительность импульса t_p должна более чем втрое превышать заданное максимальное значение

Применение аттенюаторов 1 и 2 необязательно, они могут ис­пользоваться для улучшения согласования генератора импульсов и осциллографа и иметь коэффициент затухания выше или рав­ный 6 дБ.

Постоянная времени RlC_l должна быть меньше 0,1 t_rr макс., если не оговорено иное;

при = 100 Ом, если не оговорено иное,

где Rl — действительная часть общего полного сопротивления из­

меряемого диода;

C_L— общая емкость схемы, включая диод.

Ci должна превышать t_rr макс./Rl.

Полное сопротивление Zt генератора тока должно превышать Rl.

Входное полное сопротивление осциллографа Oi для измере­ния поданного на диод напряжения V% должно превышать Rl.

Вместо осциллографов Oi и О₂ может быть использован двух- г) Методика измерения

лучевои осциллограф.

Устанавливается заданное значение температуры.

От генератора на диод поступает заданный прямой ток I?.

Импульсы от генератора G подаются на диод; амплитуда им-

п

пульсов увеличивается до тех

ор, пока на осциллографе О не

будет достигнуто заданное значение напряжения V/?, приложенно­го к диоду в выключенном состоянии.

Время обратного восстановления t_rr измеряется с помощью осциллографа О₂ с момента, когда ток равен нулю, до того мо­мента, когда обратный ток уменьшается до заданного тока вос­становления irr (черт-. 10).

Форма волны тока диода ПрИ ИЗМереНИИ trr

Черт. 10

д) Заданные условия

Температура окружающей среды, корпуса или в контрольной ТОЧКе (Т amb, Тcase, Tref).

Прямой ток (If).

Ток восстановления (i_rr) или 0,1 If, если не оговорено иное.

Обратное напряжение (Йд)> приложенное к диоду.

Общее сопротивление нагрузки диода Rl (или Rg и /?$), если оно не равно 100 Ом.

1. Цел ь

Измерение времени обратного восстановления быстродействую­щего диода, если оно, например, меньше 100 нс.

2. Схема измерения

3. Описание схемы и требования к ней

Выходное полное сопротивление генератора G и входное пол­ное сопротивление осциллографа равны 50 Ом, если не оговорено иное. Время нарастания генератора и осциллографа должно быть менее t_rr.

Длительность импульса должна превышать 3 t_rr макс.

Если не оговорено иное, волновое сопротивление аттенюаторов должно составлять 50 Ом, а затухание должно быть более или равно 6 дБ и аттенюаторы должны пропускать постоянный ток.