СССР
Государственный стандарт от 01 октября 1987 года № ГОСТ 18604.3-80

ГОСТ 18604.3-80 (СТ СЭВ 3999-83) Транзисторы биполярные. Методы измерения емкости коллекторного и эмиттерного переходов (с Изменениями N 1, 2)

Принят
Государственным комитетом СССР по стандартам
04 июля 1980 года
    ГОСТ 18604.3-80*
    (СТ СЭВ 3999-83)
    Группа Э29
    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
    ТРАНЗИСТОРЫ БИПОЛЯРНЫЕ
    Методы измерения емкостей коллекторного и эмиттерного переходов
    Transistors bipolar. Methods for measuring collector
    and emitter capacitances*
    ______________
    * Наименование стандарта. Измененная редакция, Изм. N 2.
    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).
    ВНЕСЕНО Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.06.87 N 2537 с 01.10.87
    Изменение N 2 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 10, 1987 год
    Настоящий стандарт распространяется на биполярные транзисторы и устанавливает два метода измерения емкостей коллекторного и эмиттерного переходов:
    с использованием резистивно-емкостного делителя,
    с использованием моста.
    Метод с использованием резистивно-емкостного делителя применяют в производственных измерениях, требующих высокой производительности.
    Метод с использованием моста применяют в лабораторных и производственных измерениях, требующих высокой точности.
    Общие требования при измерении и требования безопасности - по ГОСТ 18604.0-83.
    (Измененная редакция, Изм. N 2).
    якорь
    1.МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Ск И Сэ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЗИСТИВНО-ЕМКОСТНОГО ДЕЛИТЕЛЯ
    1.МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ И С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
    РЕЗИСТИВНО-ЕМКОСТНОГО ДЕЛИТЕЛЯ*
    ______________
    * Наименование раздела. Измененная редакция, Изм. N 2.
    1.1.Условия измерения
    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, 1, 2, 5, 10, 30, 100, 300 МГц.
    1.3.Измерения производят на малом переменном сигнале.
    1.1-1.3.(Измененная редакция, Изм. N 2).
    якорь
    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; - элемент для развязки; , - конденсаторы;
    - электронный измеритель напряжения; - токосъемный резистор; - генератор сигналов;
    - измеритель напряжения
    Черт.1
    Для измерения допускается применять установку, схема которой отличается от схемы, приведенной на черт.1, тем, что генератор сигналов и электронный измеритель напряжения (далее - прибор ) меняют местами (например, при заземленном корпусе транзистора), 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 , которое должно удовлетворять условию
    .
    2.3.Емкость разделительного конденсатора выбирают из соотношения
    ,
    где - выходное сопротивление генератора сигналов.
    Конденсатор отсутствует в схеме черт.1, если генератор имеет на выходе собственную разделительную емкость.
    2.1-2.3.(Измененная редакция, Изм. N 2).
    2.4.Выходное сопротивление генератора сигналов выбирают из соотношения
    .
    2.5.Емкость блокировочного конденсатора выбирают из соотношения
    ,
    где - модуль полного сопротивления элемента для развязки.
    В качестве может быть использован резистор, индуктивность или резонансный контур, настроенный на частоту измерения.
    2.6.Активную составляющую полного сопротивления элемента для развязки 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;
    в качестве токосъемного элемента использовать конденсатор, значение емкости которого должно быть не менее чем в 100 раз больше емкости измеряемого перехода. При этом токосъемный конденсатор 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% конечного значения шкалы для стрелочных измерителей и не более 2% напряжения сигнала для измерителей с дискретным отсчетом.
    2.5-2.8.(Измененная редакция, Изм. N 2).
    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.Емкости контактодержателя должны удовлетворять требованиям:
    ,
    ,
    где - емкость между контактами коллектор-база контактодержателя, пФ;
    - емкость между контактами эмиттер-база контактодержателя, пФ;
    - емкость между контактами коллектор-эмиттер контактодержателя, пФ.
    Если емкость соизмерима с емкостью , то вывод эмиттера в схеме, приведенной на черт.1, следует заземлять через емкость не менее 200 пФ. Пример электрической схемы измерения приведен на черт.5 приложения.
    (Измененная редакция, Изм. N 2).
    2.12.Основная погрешность измерительной установки () по схеме, приведенной на черт.1, со стрелочными измерителями должна быть в пределах ±10% конечного значения предела измерения и ±15% измеряемого значения в начале рабочего участка шкалы. При измерении емкостей 3 пФ и менее допускается - ±(20%+0,05 пФ) измеряемого значения в начале рабочего участка шкалы. для измерителей с цифровым отсчетом должна быть в пределах ±(10%+0,05 пФ) измеряемого значения плюс 2 знака младшего разряда дискретного отсчета.
    (Введен дополнительно, Изм. N 2).
    якорь
    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 .
    якорь
    4.ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ
    4.1.Показатели точности измерений и должны соответствовать установленным в стандартах на транзисторы конкретных типов.
    (Измененная редакция, Изм. N 2).
    4.2.Границы интервала, в котором с вероятностью 0,997 находится погрешность измерения , определяют по формуле
    ,
    где - погрешность измерителя емкости;
    - коэффициент влияния напряжения коллектора (эмиттера) на измеряемый параметр, определяемый по формуле
    ,
    - производная погрешности измеряемого параметра от напряжения;
    - коэффициент, зависящий от закона распределения погрешности измерения и установления вероятности;
    для нормального закона распределения и вероятности 0,997 1,96;
    , - предельные коэффициенты, зависящие от законов распределения составляющих погрешности; для равномерного закона распределения 1,73.
    Для транзисторов, у которых зависимость имеет вид
    ,
    где - коэффициент пропорциональности;
    - показатель степени, зависящий от материала транзистора;
    - составляющая емкости, не зависящая от напряжения, коэффициент влияния определяют по формуле
    .
    (Введен дополнительно, Изм. N 2).
    якорь
    5.МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Ск И Сэ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОСТА
    5.МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ И С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОСТА
    5.1.Условия измерения - в соответствии с требованиями разд.1.
    5.2.Аппаратура
    5.2.1.Емкость следует измерять на установке, структурная электрическая схема которой приведена на черт.3 и 4. При измерении емкости подключение выводов эмиттера и коллектора измеряемого транзистора меняют местами.
    якорь
    Черт.3

    - измеряемый транзистор; - мост; - конденсатор; - измеритель напряжения
    Черт.3
    якорь
    Черт.4

    - измеряемый транзистор; - мост; - элемент для развязки; - конденсатор;
    - измеритель напряжения
    Черт.4
    5.2.2.Требование к выбору емкости конденсатора должно соответствовать п.2.5.
    5.2.3.Требование к элементу для развязки должно соответствовать п.2.6.
    5.2.4.Требование к контактодержателю должно соответствовать п.2.11.
    5.2.5.Основная погрешность измерительной установки должна быть в пределах ±2% измеряемого значения плюс 2 знака младшего разряда дискретного отсчета.
    5.3.Подготовка и проведение измерений
    5.3.1.Перед измерением при отсутствии измеряемого транзистора проводят нулевую регулировку баланса моста согласно его описанию (например, типа Е7-12).
    5.3.2.В схему измерения вставляют измеряемый транзистор. Задают режим по постоянному току, указанный в стандартах на транзисторы конкретных типов. Мост вновь балансируют и изменение емкости определяет емкость коллекторного или эмиттерного переходов.
    5.4.Показатели точности - в соответствии с требованиями разд.4.

  1. Раздел 5.(введен дополнительно, изм. № 2).

    2. якорь
    ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное)
    ПРИЛОЖЕНИЕ
    Справочное
    якорь
    ПРИМЕРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТЕЙ КОЛЛЕКТОРНОГО И ЭМИТТЕРНОГО ПЕРЕХОДОВ СВЧ ТРАНЗИСТОРОВ С ВОЛНОВЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ПЕРЕДАЮЩЕГО ВЧ ТРАКТА 50 ОМ
    якорь
    Черт.1. Схема с включением токосъемного резистора последовательно в цепь базы
    Схема с включением токосъемного резистора
    последовательно в цепь базы

    Черт.1
    якорь
    Черт.2. Схема с подачей сигнала от генератора в цепь базы
    Схема с подачей сигнала от генератора в цепь базы

    Черт.2
    якорь
    ПРИМЕРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТЕЙ КОЛЛЕКТОРНОГО И ЭМИТТЕРНОГО ПЕРЕХОДОВ СВЧ ТРАНЗИСТОРОВ С ВОЛНОВЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ПЕРЕДАЮЩЕГО ВЧ ТРАКТА 75 ОМ
    якорь
    Черт.3. Схема с подачей сигнала от генератора в цепь базы
    Схема с подачей сигнала от генератора в цепь базы

    Черт.3
    якорь
    Черт.4. Схема с включением токосъемного резистора последовательно в цепь базы
    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.
    якорь
    Черт.5. Схема измерения емкости коллекторного перехода с заземленным эмиттером
    Схема измерения емкости коллекторного перехода с заземленным эмиттером

    Черт.5