ГОСТ 18986.22-78

Группа Э29

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СТАБИЛИТРОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

Методы измерения дифференциального сопротивления

Reference diodes.
Methods for measuring differential resistance

    
    
Дата введения 1980-01-01

    
    
    ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.07.78 N 1939
    
    Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)
    
    ВЗАМЕН ГОСТ 15603-70
    
    ИЗДАНИЕ (август 2002 г.) с Изменением N 1, утвержденным в июне 1982 г. (ИУС 10-82)
    
    
    Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые стабилитроны и устанавливает два метода измерения дифференциального сопротивления :
    
    - на переменном токе;
    
    - на постоянном токе.
    
    Общие положения при измерении дифференциального сопротивления стабилитронов должны соответствовать требованиям ГОСТ 18986.0-74.
    
    Метод измерения дифференциального сопротивления на переменном токе соответствует СТ СЭВ 3200-81 в части метода измерения дифференциального сопротивления и Публикации МЭК 147-2М (см. приложение 3).
    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).

1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

    
    1.1. Принцип и условия измерения
    
    1.1.1. Метод следует применять:
    
    - для стабилитронов с током стабилизации более 0,25 мА при выполнении условия (1)
    

10,                                                                                  (1)

    
где - граничная частота статического режима, Гц;
    
    для стабилитронов с током стабилизации 0,25 мА и менее при выполнении условия (1) или условия (2)
    

,                                                                             (2)

    
где - общая погрешность измерения дифференциального сопротивления на переменном токе, %;

       - общая погрешность измерения дифференциального сопротивления на постоянном токе, %.

     1.1.2. Измерение дифференциального сопротивления стабилитронов основано на измерении падения напряжения, вызываемого переменным током с максимальным значением, не превышающим установленного в п.1.2.6, смещенным по постоянному току в точку вольт-амперной характеристики (далее - в.а.х.), в которой проводят измерение.
    
    1.1.3. Значения электрических, температурных режимов измерения дифференциального сопротивления стабилитронов, среда, а также способ закрепления измеряемых приборов должны быть указаны в стандартах или технических условиях на стабилитроны конкретных типов.
    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    1.1.4. Изменение температуры окружающей среды за время измерения должно быть в пределах ±2 °С.
    
    1.2. Аппаратура
    
    1.2.1. Измерение проводят на установке, электрическая функциональная схема которой приведена на черт.1.
    
    

G - генератор переменного тока; С - разделительный конденсатор; PV - измеритель переменного напряжения; S - переключатель; - калибровочный резистор; VD - измеряемый стабилитрон; G2 - генератор постоянного тока

Черт.1

    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    1.2.2. Номинальное сопротивление калибровочного резистора выбирают близким к максимальному измеряемому дифференциальному сопротивлению.
    
    1.2.3. Допускаемое отклонение номинального сопротивления калибровочного резистора должно быть в пределах ±0,5% на частоте измерения, температурный коэффициент сопротивления калибровочного резистора должен быть в пределах ±0,001 °С.
    
    1.2.4. Генератор постоянного тока G2 должен соответствовать следующим требованиям:
    
    - погрешность задания и поддержания тока в процессе измерения должна быть в пределах ±2%;
    
    - выходное сопротивление должно превышать не менее чем в 200 раз максимальное значение измеряемого дифференциального сопротивления на частоте измерения.
    
    1.2.5. Генератор переменного тока при измерении дифференциального сопротивления статической в.а.х. стабилитрона должен обеспечивать частоту, выбираемую из условий:
    

;                                                       (3)

    
;                                                       (4)

    
10 Гц,                                                                (5)

    
где - частота переменного тока, Гц;

     - максимальное значение измеряемого дифференциального сопротивления, Ом;

     - минимальное значение измеряемого дифференциального сопротивления, Ом;

     - погрешность за счет выбора частоты измерения, %;

    - последовательная индуктивность стабилитрона, Г;

   - полная емкость стабилитрона, Ф;

      - граничная частота статического режима, определение которой приведено в приложении 2.

    При измерении на частотах, выбранных по иным соотношениям, необходимо указывать типовое значение функции в рабочем диапазоне частот.
    
    1.2.6. Для стабилитронов с током стабилизации более 0,25 мА максимальное значение переменного тока должно быть в пределах ±10% значения тока стабилизации.
    
    Для стабилитронов с током стабилизации 0,25 мА и менее максимальное значение переменного тока выбирается из условия обеспечения погрешности измерения в заданных пределах (п.1.5.2).
    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    1.2.7. Измеритель переменного напряжения должен удовлетворять следующим требованиям:
    
    - погрешность измерения должна быть в пределах ±4%;
    
    - входное сопротивление должно превышать не менее чем в 200 раз сопротивление калибровочного резистора и максимального измеряемого дифференциального сопротивления;
    
    - неравномерность полосы пропускания при изменении выбранной частоты измерения на ±1% должна быть в пределах ±1%;
    
    - полоса пропускания должна быть такой, чтобы обеспечить подавление шума измеряемых стабилитронов до значения, обеспечивающего измерение с заданной общей погрешностью;
    
    - измерительный прибор должен обеспечивать подавление пульсации тока стабилизации генератора G2 с погрешностью в пределах ±1% среднеквадратического значения переменного тока;
    
    - при наличии у измерительного прибора усилителя с регулируемым коэффициентом усиления его шкала градуируется в единицах сопротивления.
    
    1.2.8. Генератор переменного тока G1 должен удовлетворять следующим требованиям:
    
    - нестабильность максимального значения переменного тока в процессе измерения должна быть в пределах ±1%;
    

    - выходное сопротивление должно превышать не менее чем в 200 раз сопротивление калибровочного резистора и максимальное измеряемое дифференциальное сопротивление;
    
    - нестабильность частоты должна быть в пределах ±1% за 8 ч работы генератора.
    
    1.2.9. Номинальное значение емкости разделительного конденсатора С должно удовлетворять соотношению
    

,                                                           (6)

    
где - выходное сопротивление генератора переменного тока G1, Ом.
    
    1.2.10. Разность сопротивления токоподводящих проводов к измеряемому стабилитрону и к калибровочному резистору не должна превышать 0,005 .
    
    1.2.9, 1.2.10. (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    1.2.11. Относительные погрешности средств измерения могут отличаться от указанных в настоящем разделе, при этом общая погрешность измерения должна быть в пределах, указанных в п.1.5.
    
    1.3. Проведение измерений
    
    1.3.1. Генератором постоянного тока G2 устанавливают заданный ток стабилизации .
    
    1.3.2. При использовании измерителя переменного напряжения, не имеющего усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, измерение проводят следующим образом:
    
    - измеряют напряжение в положении 1 переключателя S;
    
    - измеряют напряжение в положении 2 переключателя S.
    
    1.3.3. При использовании измерителя переменного напряжения, имеющего усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, измерение проводят следующим образом:
    
    - регулируя коэффициент усиления усилителя измерителя переменного напряжения в положении 1 переключателя S, выставляют на его шкале номинальное значение ;
    
    - в положении 2 переключателя S проводят измерение дифференциального сопротивления.
    
    1.3.2, 1.3.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    1.4. Обработка результатов
    
    1.4.1. При проведении измерений согласно п.1.3.2 дифференциальное сопротивление вычисляют по формуле
    

.                                                                 (7)

    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    1.5. Показатели точности измерения
    
    1.5.1. Погрешность измерения дифференциального сопротивления стабилитронов с током стабилизации более 0,25 мА должна быть в пределах ±10% с доверительной вероятностью Р=0,95.
    
    1.5.2. Погрешность измерения дифференциального сопротивления стабилитронов с током стабилизации 0,25 мА и менее с доверительной вероятностью Р=0,95 должна находиться в пределах
    

(8)

,

    
где - погрешность из-за влияния нелинейности в.а.х. стабилитрона, %;

     - погрешность измерения переменного напряжения, %;

     - спектральная плотность шума напряжется стабилизации измеряемого стабилитрона, В·Гц;

     - ширина полосы пропускания измерителя переменного напряжения на уровне 0,7, Гц;

      - среднеквадратическое значение переменного тока, А.
    
    Конкретное значение погрешности измерения дифференциального сопротивления стабилитронов с током стабилизации 0,25 мА и менее указывается в стандартах или технических условиях на стабилитроны конкретных типов.
    
    1.5.1, 1.5.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ

    
    2.1. Принцип и условия измерения
    
    2.1.1 Метод следует применять при невыполнении условий, указанных в п.1.1.1.
    
    2.1.2. Измерение дифференциального сопротивления стабилитронов на постоянном токе проводят методом вольтметра-амперметра.
    
    2.1.3. Значения электрических, температурных режимов измерения, а также способ закрепления измеряемых приборов должны быть указаны в стандартах или технических условиях на стабилитроны конкретных типов.
    
    2.1.4. Значения токов стабилизации и , при которых проводят измерения напряжений стабилизации, выбирают из условий:
    

;                                                              (9)

    
,

    
где - значение тока стабилизации точки в.а.х. стабилитрона, в которой измеряют дифференциальное сопротивление;

    , - приращение тока стабилизации в сторону уменьшения и увеличения.
    
    Для стабилитронов с током стабилизации более 0,25 мА назначают равные приращения в сторону увеличения и в сторону уменьшения.
    
    Для стабилитронов с током стабилизации 0,25 мА и менее назначают неравные приращения в сторону увеличения и в сторону уменьшения в целях уменьшения погрешности из-за влияния нелинейности в.а.х. стабилитрона (приложение 1).
    
    2.1.5. Для стабилитронов с током стабилизации более 0,25 мА приращение тока стабилизации должно быть не более ±10% тока стабилизации точки в.а.х. стабилитрона, в которой измеряют дифференциальное сопротивление, и выбирают таким, чтобы соответствующая ему погрешность из-за влияния нелинейности в.а.х. стабилитрона была в пределах минус 3%.
    
    Для стабилитронов с током стабилизации 0,25 мА и менее приращения тока стабилизации выбирают из условия обеспечения общей погрешности измерения в заданных пределах (п.2.5.2).
    
    2.1.3-2.1.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    2.1.6. Измерение проводят в нормальных климатических условиях, установленных ГОСТ 16962-71.
    
    2.2. Аппаратура
    
    2.2.1. Измерение проводят на установке, электрическая функциональная схема которой приведена на черт.2.
    
    

G - генератор постоянного тока: VD - измеряемый стабилитрон; Е - термостат; PV - измеритель постоянного напряжения

Черт.2

    
    2.2.2. Погрешность задания и поддержания тока стабилизации в каждой из точек в.а.х. стабилитрона, в которых проводят измерение напряжения стабилизации, должна быть в пределах ±2% значения за время измерения.
    
    2.2.3. Измеритель постоянного напряжения PV должен удовлетворять следующим требованиям:
    
    - погрешность измерения напряжения стабилизации в каждой из точек должна быть в пределах ±4% произведения
    

;

    
    - полоса пропускания измерителя постоянного напряжения PV должна быть такой, чтобы обеспечить подавление шума измеряемого стабилитрона до значения, обеспечивающего измерение с заданной погрешностью (см.п.2.5.2);
    
    - измеритель постоянного напряжения PV должен обеспечивать подавление пульсаций тока стабилизации до уровня не более ±1% значения ;
    
    - входное сопротивление должно превышать не менее чем в 200 раз значение максимального измеряемого дифференциального сопротивления.
    
    2.2.2, 2.2.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    2.2.4. Погрешность задания температуры в термостатируемом объеме должна вызывать изменение дифференциального сопротивления не более чем на ±1%.
    
    Погрешность поддержания температуры в °С в термостатируемом объеме в процессе измерения должна быть не более
    

,                                   (10)

    
    
где - значение напряжения стабилизации при токе стабилизации , В;
    
     - температурный коэффициент напряжения стабилизации, %/°С.
    
    2.2.5. Относительные погрешности средств измерения могут отличаться от указанных в настоящем разделе, при этом погрешность измерения должна быть в пределах, указанных в п.2.5.
    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    2.3. Подготовка и проведение измерений
    
    2.3.1. Стабилитрон помещают в термостатируемый объем, в котором устанавливают заданную температуру.
    
    2.3.2. Генератором постоянного тока G устанавливают ток стабилизации .
    
    2.3.3. После установления теплового равновесия стабилитрона с термостатируемым объемом по истечении времени, указанного в стандартах или технических условиях на конкретные типы стабилитронов, проводят измерение напряжения стабилизации .
    
    2.3.4. Генератором постоянного тока G устанавливают ток стабилизации .
    
    2.3.2-2.3.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    2.3.5. После установления теплового равновесия стабилитрона с термостатируемым объемом по истечении времени, указанного в нормативно-технической документации на конкретные типы стабилитронов, проводят измерение напряжения стабилизации .
    
    2.4. Обработка результатов
    
    2.4.1. Дифференциальное сопротивление вычисляют по формуле
    

.                                                        (11)

    
    2.5. Показатели точности измерения
    
    2.5.1. Погрешность измерения дифференциального сопротивления стабилитронов с током стабилизации более 0,25 мА должна находиться в пределах плюс 10% с доверительной вероятностью Р=0,997; минус 10% с доверительной вероятностью Р=0,95.
    
    2.5.2. Погрешность измерения дифференциального сопротивления стабилитронов с током стабилизации 0,25 мА и менее с доверительной вероятностью Р=0,95 должна находиться в пределах
    

(12)

,

         
где - погрешность измерения напряжения стабилизации, %.
    
    Конкретное значение общей погрешности измерения дифференциального сопротивления стабилитронов с током стабилизации 0,25 мА и менее указывается в стандартах или технических условиях на стабилитроны конкретных типов.
    
    2.5.1, 2.5.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

МЕТОД ОЦЕНКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗ-ЗА ВЛИЯНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ В.А.X. СТАБИЛИТРОНА

    
    1. (Исключен, Изм. N 1).
    
    2. Для стабилитронов с током стабилизации 0,25 мА и менее при условии отсутствия дополнительных погрешностей измеряют дифференциальное сопротивление при выбранном максимальном значении переменного тока (приращениях тока стабилизации) - и при вдвое большем значении - . Погрешность из-за влияния нелинейности в.а.х. стабилитрона определяется по формуле
    

.                                               (1)

    
    Погрешность определения должна быть в пределах ±30%.
    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЧНОЙ ЧАСТОТЫ СТАТИЧЕСКОГО РЕЖИМА

    
    Граничная частота статического режима - максимальное значение частоты переменного тока, при котором в каждый момент времени температура р-п перехода стабилитрона определяется мгновенным значением тока, протекающего через р-п переход (определяется из зависимости , приведенной на чертеже).
    
    

    
    
    Граничная частота статического режима определяется для заданных условий внешней среды, способа закрепления измеряемого прибора, тока стабилизации и максимального значения переменного тока.
    
    

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 18986.22-78 СТ СЭВ 3200-81

    
    ГОСТ 18986.22-78 соответствует разделу 4 СТ СЭВ 3200-81.
    
    ПРИЛОЖЕНИЕ 3. (Введено дополнительно, Изм. N 1).
    
    
    

Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2002