ГОСТ 18604.3-80*
(СТ СЭВ 3999-83)

Группа Э29

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ТРАНЗИСТОРЫ БИПОЛЯРНЫЕ

Метод измерения емкостей коллекторного и эмиттерного переходов

Transistors bipolar. Method for measuring collector
and emitter capacitances

     
     
ОКП 62 2312      

Дата введения 1982-01-01

     
     
     Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 4 июля 1980 г. N 3392 срок действия установлен с 01.01.82 до 01.01.87**

________________

     ** Ограничение срока действия снято постановлением Госстандарта СССР от 17.09.91 N 1454 (ИУС N 12, 1991 год). - Примечание изготовителя базы данных.
     
     ВЗАМЕН ГОСТ 18604.3-73
     
     * ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1985 г.) с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1984 г. (ИУС 8-84).
     
     
     Настоящий стандарт распространяется на биполярные транзисторы и устанавливает метод измерения емкостей коллекторного  и эмиттерного  переходов.
     
     Общие требования при измерении должны соответствовать ГОСТ 18604.0-83 и требованиям, изложенным в соответствующих разделах настоящего стандарта.
     
     Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3999-83.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 1).
     
     

1. ПРИНЦИП И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ

     
     1.1. При измерении емкостей  и  используют метод резистивно-емкостного делителя, в котором измеряется падение напряжения на токосъемном резисторе, пропорциональное измеряемой емкости.
     
     1.2. Частоту измерения, постоянное напряжение источника питания транзистора указывают в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов (далее - стандартах).
     
     Частоту измерения выбирают из ряда: 465 кГц, 5, 10, 30, 100, 300 МГц.
     
     1.3. Измерения производят на малом переменном сигнале. Амплитуду сигнала считают достаточно малой, если при уменьшении амплитуды сигнала генератора в два раза значение измеряемого параметра изменяется менее чем на значение погрешности измерительной установки.
     
     

2. АППАРАТУРА

     
     2.1. Емкость  следует измерять на установке, структурная электрическая схема которой приведена на черт.1. Емкость  измеряют по этой же схеме, при этом эмиттер и коллектор меняют местами.
     

 - измеряемый транзистор;  - полное сопротивление для развязки; ,  - конденсаторы;
  - электронный измеритель напряжения;  - токосъемный резистор;  - генератор сигналов;
  - измеритель напряжения

Черт.1

     
     
     Применяют схему измерения , которая отличается от схемы черт.1 тем, что генератор сигналов  и электронный измеритель напряжения  меняют местами, при этом токосъемный резистор переносят в цепь коллектора.
     
     2.2. Сопротивление токосъемного резистора выбирают из соотношения
     

,

     
где  - емкость измеряемого перехода;

      - угловая частота измерения.
     
     В качестве токосъемного элемента может быть использовано входное сопротивление электронного измерителя напряжения (далее - прибора ).
     
     2.3. Разделительную емкость конденсатора  выбирают из соотношения
     

,

     
где  - выходное сопротивление генератора сигналов.

     
     Конденсатор  отсутствует в схеме черт.1, если генератор  имеет на выходе собственную разделительную емкость.
     
     2.4. Выходное сопротивление генератора сигналов выбирают из соотношения
     

.

     
     2.5. Емкость блокировочного конденсатора  выбирают из соотношения
     

,

     
где  - полное сопротивление, предотвращающее замыкание генератора сигналов через источник питания.
     
     В качестве  может быть использован резистор, индуктивность или резонансный контур, настроенный на частоту измерения.
     
     2.6. Активную составляющую полного сопротивления в цепи коллектора  выбирают из соотношения
     

,

     
где  - напряжение источника питания коллектора;

     
      - обратный ток коллектора, указывают в стандартах.
     
     2.7. При измерении СВЧ транзисторов допускается:
     
     соединять вывод корпуса  с корпусом схемы измерения (с землей), если имеется изолированный корпусной вывод и ни один из электродов транзистора не соединен с корпусом:
     
     применять прибор  с входным сопротивлением, равным стандартному волновому сопротивлению 50 или 75 Ом. При этом токосъемным элементом, с которого снимают напряжение, пропорциональное измеряемой емкости, является параллельное соединение резистора  и входного сопротивления прибора ;
     
     выбирать активную составляющую полного сопротивления , равную стандартному волновому сопротивлению 50 или 75 Ом;
     
     применять многопредельный прибор . При этом отсчет измеряемой емкости производят с учетом коэффициента соответствующего пересчета со шкалы, на которой проводилась калибровка, к шкале, на которой проводилось измерение;
     
     в качестве токосъемного элемента использовать конденсатор, значение емкости которого должно быть не менее чем в 100 раз больше емкости измеряемого перехода. При этом токосъемную емкость шунтируют резистором, значение сопротивления которого  выбирают из соотношения
     

.

     
     2.8. Уровень наводок прибора , вызванных пульсацией напряжения источника питания транзистора , а также внутренними и внешними наводками в схеме при отсутствии измеряемого сигнала, должен быть не более 5% шкалы для стрелочных измерителей и не более 2% напряжения сигнала для измерителей с дискретным отсчетом.
     
     2.9. Нестабильность чувствительности прибора , нестабильность амплитуды и частоты генератора  должны обеспечивать постоянство калибровки с погрешностью ±10% в течение часа работы.
     
     2.10. В справочном приложении представлены примеры схем измерения емкостей  и  СВЧ транзисторов в соответствии со схемой измерения черт.1 и с учетом дополнительных требований п.2.7.
     
     2.11. Емкость коллектор-эмиттер контактодержателя  должна удовлетворять условиям
     

.

     
     Если емкость  соизмерима с емкостью , то вывод эмиттера в схеме черт.1 должен заземляться через емкость не менее 200 пФ.
     
     Пример электрической схемы измерения представлен на черт.5 справочного приложения.
     
     Емкость коллектор-база контактодержателя должна быть .
     
     

3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

     
     3.1. Перед измерением калибруют шкалу прибора , для чего в схему черт.1 вместо транзистора включают калибровочный конденсатор .
     
     Емкость конденсатора  должна выбираться из соотношений:
     

;

.

     
     Подбор емкости производят с погрешностью в пределах ±2% на любой частоте.
     
     Шкалу прибора  считают откалиброванной, если показание его соответствует значению  в пределах погрешности измерения и стрелка при этом отклоняется не менее чем на 30% шкалы.
     
     3.2. В схему измерения включают измеряемый транзистор. Задают режим по постоянному току, указанный в стандартах. По шкале прибора  отсчитывают показания измеряемой емкости.
     
     3.3. При измерении емкостей, равных или менее 1 пФ, калибровку проводят измерением напряжения с помощью прибора , подключенного через аттенюатор с необходимым ослаблением, при условии, что входное сопротивление прибора  согласовано с передающим ВЧ трактом.
     
     Схема калибровки должна соответствовать приведенной на черт.2.
     
     

Калибровка

Черт.2

     
     
     Расчет напряжений производят по формулам:
     

 - при калибровке,

 - при измерении,

     
где  - напряжение на генераторе при согласованной нагрузке;

     
      - ослабление аттенюатора;
     
      - измеряемая емкость ( или );
     
      - частота измерения;
     
      - волновое сопротивление передающего ВЧ тракта, равное 50 или 75 Ом.
     
     Шкала прибора  может быть проградуирована непосредственно в значениях измеряемой емкости. При этом в режиме калибровки прибор  должен показывать значение емкости, удовлетворяющее равенству
     

,

     
где  - значение емкости, которое показывает прибор  в режиме калибровки.

     
     3.4. Измеряемую емкость рассчитывают по формуле
     

.

     
     3.5. Система калибровки может отличаться от приведенной в пп.3.1 и 3.3, если она обеспечивает правильное соотношение между амплитудой генератора  и чувствительностью прибора , погрешность измерения измерительной установки.
     
     3.6. Если при измерении стрелка прибора  отклоняется менее, чем на 30% шкалы или уходит за ее пределы, то при калибровке методом калибровочной емкости следует подбирать другую чувствительность прибора  или амплитуду генератора  и вновь откалибровать шкалу, а при калибровке по схеме черт.2 необходимо изменить значение ослабления аттенюатора .
     
     

4. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ

     
     4.1. Основная погрешность измерительных установок, использующих для измерения стрелочные приборы, должна находиться в пределах ±10% конечного значения рабочей части шкалы и в пределах ±15% измеряемого значения в начале рабочей части шкалы. При измерении на шкалах с конечным значением рабочей части шкалы 3 пФ и менее допускается основная погрешность в пределах ±(20%+0,05 пФ) измеряемого значения в начале рабочей части шкалы.
     
     Для измерительных установок с цифровым отсчетом основная погрешность должна находиться в пределах ±(10%+0,05 пФ)±2 знака младшего разряда дискретного отсчета измеряемого значения.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

ПРИМЕРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТЕЙ КОЛЛЕКТОРНОГО И ЭМИТТЕРНОГО
ПЕРЕХОДОВ СВЧ ТРАНЗИСТОРОВ С ВОЛНОВЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ
ПЕРЕДАЮЩЕГО ВЧ ТРАКТА 50 ОМ

Схема с включением токосъемного резистора
последовательно в цепь базы

          
Черт.1

 
Схема с подачей сигнала от генератора в цепь базы

      
Черт.2

ПРИМЕРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТЕЙ КОЛЛЕКТОРНОГО И ЭМИТТЕРНОГО ПЕРЕХОДОВ СВЧ ТРАНЗИСТОРОВ С ВОЛНОВЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ПЕРЕДАЮЩЕГО ВЧ ТРАКТА 75 Ом

Схема с подачей сигнала от генератора в цепь базы

        
Черт.3

Схема с включением токосъемного резистора последовательно в цепь базы

Черт.4

     
     
     Основные элементы схем черт.1-4 приложения должны соответствовать требованиям, изложенным в стандарте.
     
     Конденсатор  выбирают аналогично конденсатору  в соответствии с п.2.3 стандарта.
     
     

Схема измерения емкости коллекторного перехода с заземленным эмиттером

Черт.5