БЗ 5-99
ГОСТ 18986.4—73
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ
Издание официальное
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
Методы измерения емкости
Semiconductor diodes.
Methods for measuring capacitance
СТАНДАРТ
ГОСТ
18986.4-73*
Взамен
ГОСТ 10964-64
Утвержден Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 13 июля 1973 г. № 1722. Дата введения установлена
01.01.75
Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 30.08.91 № 1410
Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые диоды и устанавливает методы измерения общей емкости диода Сд.
Метод емкостно-омического делителя применяют при измерении емкости диодов, у которых дифференциальное сопротивление при заданном напряжении смещения на частоте измерения более чем в 10 раз превышает емкостное сопротивление.
Мостовой метод применяют при измерении емкости диодов, у которых дифференциальное сопротивление при заданном напряжении смещения на частоте измерения не более чем в 10 раз превышает емкостное сопротивление.
Частотный метод применяют при измерении емкости диодов в случаях, когда требуется высокая разрешающая способность и стабильность результатов измерений (например, при подборе близких по значению емкости диодов).
Общие требования при измерении и требования безопасности — по ГОСТ 18986.0—74. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2769—80 и Публикации МЭК 147—2М в части измерения общей емкости диода мостовым методом.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
1. АППАРАТУРА
1.1. (Исключен, Изм. № 1).
1.2. Погрешность измерения емкости не должна выходить за пределы (0,05 + ^’^1<^>)100 % с
доверительной вероятностью Р* — 0,99.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
1.3. Измерение емкости диодов Сл проводят на частоте, указанной в стандартах или другой технической документации, утвержденной в установленном порядке, на диоды конкретных типов, но не ниже 0,1 МГц.
Максимальную частоту измерения емкости /тах выбирают из условия
, 1 л/~0Ж
Утах - 2л г . г
и- a
где Ls — индуктивность выводов диода относительно точек подключения в установку для измерения емкости.
_(Измененная редакция, Изм. № 1)._
Издание официальное ★
Перепечатка воспрещена
* Издание (июнь 2000 г.) с Изменениями Ns 1, 2, утвержденными в январе 1983 г., октябре 1986 г.
(ИУС 4-82, 12-86)
© Издательство стандартов, 1973 © ИПК Издательство стандартов, 2000
1.4. Значение эффективного высокочастотного напряжения Ums на диоде в момент измерения должно удовлетворять условию
£/™<[710-2(Фк+^],
где U — постоянное напряжение смещения;
Фк — контактная разность потенциалов для полупроводникового материала, из которого изготовлен диод.
Величина должна быть указана в стандартах или другой технической документации, утвержденной в установленном порядке.
1.5. Емкость диода Сд измеряют при напряжении смещения, указанном в стандартах или другой технической документации, утвержденной в установленном порядке, на диоды конкретных типов.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1.6. Коэффициент пульсации напряжения смещения не должен превышать 10 % значения напряжения Ums.
1.7. Напряжение смещения на диоде должно быть установлено с погрешностью в пределах ±2 %.
1.8. Держатель диода должен иметь емкость схемы (если эта емкость не может быть скомпенсирована или учтена при измерении), не оказывающую влияния на погрешность измерения.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
1.9. Для туннельных диодов требования к значению эффективного высокочастотного напряжения, к режиму по постоянному току должны быть указаны в стандартах или другой технической документации, утвержденной в установленном порядке, на туннельные диоды конкретных типов.
2. МЕТОД ЕМКОСТНО-ОМИЧЕСКОГО ДЕЛИТЕЛЯ
2.1. Аппаратура
2.1.1. Аппаратура должна соответствовать требованиям, указанным в разд. 1.
2.2. Подготовка к измерению
2.2.1. Емкость диода определяют по падению напряжения на активном плече емкостно-омического делителя, создаваемого током, значение которого определяется реактивной проводимостью
измеряемой емкости.
ск 2.2.2. Принципиальная электрическая схема из
мерения емкости диодов должна соответствовать указанной на черт. 1.
(Измененная редакция, Изм. N° 1, 2).
2.2.3. Генератор высокой частоты G должен обеспечивать в точке А схемы постоянное по амплитуде напряжение со стабильностью +1 % для любых измеряемых значений емкости диода Сд.
Падение напряжения на резисторе Rx за счет ответвления тока в генератор должно составлять не более 1 % значения напряжения смещения, указанного в стандартах или другой технической документации, утвержденной в установленном порядке, на диоды конкретных типов.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
2.2.4. Резисторы R1 и R2 должны быть такими, чтобы падение напряжения на них от протекания постоянного тока диода составляло не более 0,5 % значения (фк+17).
G — генератор переменного напряжения; Cl, С2 — конденсаторы, Ск — калибровочный конденсатор; VD — проверяемый диод; Rl, R2 — резисторы; U— регулируемый блок смещения; PV — измеритель напряжения; Е — селективный усилитель; Р — измерительный прибор
Черт. 1
2.2.5. Значение сопротивления резистора R2 выбирают из условия
1
R2<
60 / сд
где /— частота измерения.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.2.6. Суммарная индуктивность проводников, соединяющих клемму Б, вход измерителя напряжения и резистор R2, должна быть такой, чтобы не оказывать влияния на погрешность измерения. (Измененная редакция, Изм. № 2).
2.2.7.
Емкость конденсатора фильтра С2 должна соответствовать
1
20 /- Л, '
2.2.8. Отклонение от линейности амплитудной характеристики селективного усилителя Е не должно выходить за пределы ±2 %.
2.2.9. Полное входное сопротивление Z селективного усилителя Е должно соответствовать условию |2|>10Л2.
Для компенсации емкости входа селективного усилителя допускается параллельно включать индуктивность, настроенную с емкостью в резонанс на частоте измерения.
2.2.10. Емкость калибровочного конденсатора Ск проверяют на частоте измерения /с погрешностью в пределах ±1 % или на другой частоте при условии
L<
0,01
(2 л /')2Ск
где L — последовательная индуктивность выводов конденсатора Ск;
/' — бо'льшая из частот измерения емкости и проверки емкости конденсатора Ск.
Значение емкости конденсатора Ск не должно изменяться более чем на 0,5 % в диапазоне возможных изменений температуры окружающей среды.
2.2.11. Для компенсации паразитной емкости на входе селективного усилителя или компенсации емкости держателя диода в измерительной установке допускается применять компенсационные устройства. Применение компенсационных устройств не должно приводить к увеличению погрешности измерения емкости.
2.2.12. Перед измерением емкости диода проводят калибровку измерительной установки, заменяя проверяемый диод калибровочным конденсатором емкостью Ск. Регулируя чувствительность селективного усилителя Е, устанавливают показание измерительного прибора Р, соответствующее значению емкости Ск калибровочного конденсатора.
2.2.13. Допускается применение других способов измерения переменного тока, протекающего через проверяемый диод, при этом должно выполняться условие п. 2.2.5 и условие
R < i?2,
где R — активное проходное сопротивление измерителя переменного тока.
2.2.8—2.2.13. (Измененная редакция, Изм. № 2).
2.3. Проведение измерения и обработка результатов
2.3.1. Для измерения емкости диода отключают калибровочный конденсатор, измеряют или компенсируют, при необходимости, паразитную емкость между гнездами и подключают проверяемый диод. Затем подают постоянное напряжение смещения и по показаниям измерительного прибора Р отсчитывают значение измеряемой емкости диода с учетом паразитной емкости.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
3. МОСТОВОЙ МЕТОД
3.1. Условия и режим измерения
3.1.1. Измерения проводят при температуре окружающей среды (25±5) °С.
3.1.2. Режим измерения должен соответствовать установленному в стандартах или технических
условиях на диоды конкретных типов.
3.2. Аппаратура
3.2.1. Аппаратура должна соответствовать требованиям, указанным в разц. 1.
3.2.2. Структурная электрическая схема измерения должна соответствовать указанной на черт. 2.
3.2.3. Генератор постоянного напряжения G должен обеспечивать установление и поддержание постоянного напряжения смещения с погрешностью, указанной в п. 1.7.
3.2.4. Погрешность измерителя напряжения смещения PVне должна выходить за пределы ±2 %. Допускается отсутствие измерителя напряжения PV в электрической схеме при обеспечении установле
G — генератор постоянного напряжения; Z — элемент развязки; PV — измеритель напряжения; XI и Х2 — контакты подключения диода; VD — проверяемый диод; С — разделительный конденсатор; А — высокочастотный мост
Черт. 2
ния и поддержания напряжения смещения на диоде с указанной погрешностью.
3.2.5. Проводимость элемента развязки z должна быть меньше полной проводимости диода на частоте измерения в 200 и более раз.
3.2.6. Емкость конденсатора С должна не менее чем в 200 раз превышать емкость диода.
3.2.7. Высокочастотный мост А должен удовлетворять требованиям:
обеспечивать измерение на заданной частоте;
обеспечивать задание и поддержание амплитуды переменного тока, значение которой указано в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов;
погрешность измерения должна быть такой, чтобы погрешность измерения емкости диода не выходила за пределы, указанные в п. 1.2.
3.2.8. Переходное сопротивление контактов XI и Х2 и емкость между ними не должны влиять на значение погрешности емкости диода.
3.3. Подготовка и проведение измерений
3.3.1. Уравновешивают высокочастотный мост А в соответствии с технической документацией.
3.3.2. Подключают диод к контактам XI и Х2. Устанавливают заданное напряжение смещения от генератора G. Уравновешивают мост.
Допускается применять устройства, позволяющие проводить автоматическую балансировку мостовой схемы и отсчет значения емкости.
3.3.3. Значение емкости диода определяют разностью значений емкости мостовой схемы до и после включения проверяемого диода.
Разд. 3. (Измененная редакция, Изм. № 2).
4. ЧАСТОТНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ
4.1. Аппаратура
4.1.1. Аппаратура должна соответствовать требованиям, указанным в разд. 1.
4.2. Подготовка к измерению
4.2.1. Принципиальная электрическая схема измерения емкости диодов частотным методом должна соответствовать указанной на черт. 3.
4.2.2. Частотный метод основан на измерении ухода частоты генератора при подключении проверяемого диода к контактам XI и Х2 и дальнейшем пересчете частоты в емкость, который
допускается проводить с помощью специальных и решающих устройств.
4.2.1, 4.2.2. (Измененная редакция, Изм. № 2).
4.2.3. Стабильность частоты генератора (без проверяемого диода) и погрешность измерения частоты должны быть такими, чтобы выполнялись требования п. 1.2 и требования к стабильности и разрешающей способности измерительной установки.
4.2.4. Измерение, в случае необходимости, начинают с определения емкости контура (без диода) относительно контактов XI и Х2.
4.2.5. К контактам XI и Х2 подключают контрольный конденсатор (при этом должно выполняться условие п. 2.2.10, емкость контрольного конденсатора должна быть близка к максимально измеряемой емкости диода) и измеряют частоту генератора fa.
4.2.3—4.2.5. (Измененная редакция, Изм. № 2).
4.2.6. Отключают контрольный конденсатор и вновь измеряют частоту генератора fb.
4.2.7. Расчет значения емкости контура ведут по формуле
VD — проверяемый диод; G1 — генератор; PF — частотомер; G2 — источник напряжения смешения с цепями развязки по высокой частоте; XI,Х2 — контакты подключения диода
Черт. 3
Г
С= т
■fl
fb-fl ’
где Ст — емкость контрольного конденсатора.
4.3. Проведение измерения и обработка результатов
4.3.1. К контактам XI й Х2 подключают проверяемый диод и измеряют частоту генератора /j.
4.3.2. Отключают проверяемый диод от контактов XI и Х2 и измеряют частоту генератора^. 4.3.1, 4.3.2. (Измененная редакция, Изм. № 2).
4.3.3. Расчет значения емкости диода Сд ведут по формуле
CeJ*
fl-f
А
2
1
4.3.4. Для малых емкостей диодов Сд допускается проводить расчет по другим формулам при условии выполнения требований п. 1.2.
4.3.3, 4.3.4. (Измененная редакция, Изм. № 1).
Редактор Л. В. Коретникова Технический редактор Н.С. Гришанова Корректор М.С. Кабашова Компьютерная верстка А.Н. Золотаревой
Изд. лиц. № 02354 от 14.07.2000. Сдано в набор 22.06.2000. Подписано в печать 01.09.2000. Усл.печл. 0,93. Уч.-изд.л. 0,60.
Тираж 127 экз. С 5778. Зак. 788.
ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14.
Набрано в Издательстве на ПЭВМ
Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. “Московский печатник”, 103062, Москва, Лялин пер., 6.
Плр № 080102