168554. lajstromszámú szabadalom • Kétfokozatú védelmi áramkör félvezető karakterisztikarajzoló műszer túlterhelés elleni védelmére

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1974. IV. 30. (SE-1725) Közzététel napja: 1975. XII. 29. Megjelent: 1977. VII. 15. 168554 Nemzetközi otztalyozas: H 02 h 3/08 F*ttaláló<k): Szepesi Tamás okL villamosmérnök, 35%, dr. Zoltai József, oki. villamosmérnök, 25%, dr. Kiss Ernő, okL villamosmérnök, 25%, dr. Telkes Béla okL villamosmérnök, 15%, Budapest Tulajdonos: Műszeripari Kutató Intézet, Budapest Kétfokozatú védelmi áramkör félvezető karakterisztikarajzoló műszer túlterhelés elleni védelmére A találmány tárgya kétfokozatú védelmi áramkör félvezető karakterisztikarajzoló műszer áramköreinek, valamint a vizsgált félvezetőnek túlterhelés elleni védelmére, amely műszernél a vizsgált félvezető vezérlőelektród csatlakozója vezérlő generátor kimenetével van összekötve, és a műszerben a vizsgált félvezető áramával, feszültségével és az általa felvett teljesítménnyel arányos kimeneti jeleket szolgáltató figyelő áramkörök, továbbá adott esetben a félvezető áramfelvételét korlátozó ellenállás terhelését figyelő áramkörök vannak. A félvezető karakterisztikarajzoló műszerekben a vizsgált félvezetők legkülönbözőbb típusait működés közben, a legkülönbözőbb vezérlési viszonyok mellett vizsgálják, igy a vizsgálat közben a félvezetők időleges túlterhelése- elkerülhetetlenül előfordul, A műszernek a vizsgált félvezetők hirtelen meghibásodása /például zárlata, vagy megszaladása/ esetében sem szabad maradandó károsodást szenvednie. A legtöbb ilyen műszerben ezért védelmi áramköröket alkalmaznak, amelyek, a vizsgált félvezetőt, részben pedig a műszer igénybevett áramköreit védik az esetlegesen bekövetkező túlterhelésektől. Ebből a célból a műszerekben olyan figyelő áramköröket képeztek ki, amelyek alkalmasak a vizsgált félvezető áramával, feszültségével és teljesitményével arányos jel szolgáltatására. Ezen áramkörök kimeneti jeleit rendszerint a megengedett terhelésnek megfelelően beállított referencia feszültséggel hasonlítják össze, és ha értékük a referencia szintet meghaladja, a vizsgálatot leállitják és a túlterhelésről a kezelők részére egyidejűleg jelzést adnak. Az ilyen egyfokozatú védelmi áramkörök, amelyek túlterhelés eseten azonnali reteszelést végeznek, a műszer kezelését több szempontból megnehezítik. A védelmi áramkörök működése a mérés folyamatát azonnal megszakitja, a kezelő részére információt csak a túlterhelés tenyérül szolgáltat, a túlterhelés jellegéről, okáról, mértékéről azonban semmilyen tájékoztatást sem nyújt. A védelmi áramkör működését követő-5 en a műszert csak újraindítással lehet működésbe hozni, és a kezelő - aki a túlterhelés okát nem ismeri - a helyes boúllitást esetleg csak többszöri próbálkozás után tudja megtalálni. A túlterhelések jellegének vizsgálata alapján megállapíthatjuk, hogy azt vagy a vizs-10 gált félvezető tulvezérlése vagy a vizsgált félvezető meghibásodása váltja ki. A félvezető eszközökkel kapcsolatban viszont megállapítható, hogy rövid ideig tartó túlvezérlés azokat még nem kárositja, sőt impulzusszerű tulvezérlésük üzemszerű működésük közben is gyakran elő-15 fordul. Az ismert védelmi áramkörök a beéllitott határadatok túllépése esetén azonnal reteszelnek, a mérés folyamatát pedig leállitják. Ebből következik, hogy a félvezető eszközök olyan fontos jellemzőinek vizsgálatát, mint például a disszipációs hiperbolának a karakte-20 risztikán való feltüntetését, az ismert műszerekben éppen a védelmi áramkörök hagyományos kiképzése lehetetlenné teszi. Az ismert műszerekben a vizsgált félvezető eszközre jutó maximális teljesítményt és egyben maximális áramfelvételét rendszerint a fél-25 vezető kollektor tápáramkörével sorosan kapcsolt áramkorlátozó ellenállás révén korlátozzák. Ilyen soros korlátozóellenállást alkalmaznak például a Tektronix 576 tipusu karakterisztikarajzoló műszerben is. Ennek a megoldásnak hátránya, hogy megnehezíti, sőt esetenként le-30 hotetlenné is teszi a vizsgálandó félvezető eszközök vizsgálatát a kisfeszültségű-nagyáramú /telítési/ karakterisztikatartományokban. Hátrányos továbbá az is, hogy a korlátozó ellenállást nagy teljesítményűre kell méretezni, mivel a mérendő eszköz meghibásodása esetén a 35 teljes kollektor tápteljesítmény a korlátozó 168554