Миллиомметр
Здесь вы найдете миллиомметр для измерения величины импеданса в электротехнической и электронной областях. Этот прибор может также использоваться в качестве мультиметра. Наш миллиомметр поставляется с широким и легко читаемый дисплей, а также очень простой в использовании панелью управления. Миллиомметр используется в основном в профессиональной подготовке, в школе, в промышленности, а также в мастерской. Кроме того, миллиомметр используется профессионалами для высокоточных измерений.
Здесь вы найдете миллиомметр для измерений высокого, среднего и низкого потенциала. Мы предлагаем Вам миллиомметр с ручным или автоматическим выбором диапазона. Интерфейсы RS-232 также доступны для наших миллиомметров, что позволяет передавать данные на компьютер для дальнейшего анализа.
Батареи и кабели тестирования входят в поставку, поэтому миллиомметр можно использовать сразу же. Сертификаты калибровки ISO также можно заказать при заказе миллиомметра или во время ежегодной калибровки.
PCE-MO 2001
Миллиомметр PCE-MO 2001
Для определения измеренного значения постоянный ток прикладывается к измеряемому объекту для проверки падения напряжения в нем.
PCE-MO 2002
Миллиомметр PCE-MO 2002
Миллиомметр PCE-MO 2002 может измерять от 100 мкОм до 2000 Ом.
PCE-MO 3001
Милиомметр PCE-MO 3001
С помощью проводников Милиомметр PCE-MO 3001 позволяет поток стабильного тока через объект измерения с помощью источника постоянного тока.
Современная техника и приборы для измерения резистивности и снятия вах Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Дьяконов Владимир
Измерение резистивности (сопротивления) на постоянном токе или на низ- ких частотах по-прежнему имеет важное значение в электротехнике, элек- тронике, микроэлектронике и в нанотехнологиях. Оно входит в функции многочисленных миниатюрных и настольных мультиметров и различных специализированных приборов. Нелинейные приборы обычно характери- зуются нелинейными вольт-амперными характеристиками (ВАХ), а часто и семействами ВАХ. Специфика измерений для этого класса приборов описана в этой обзорной статье.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Дьяконов Владимир
Измерительные методики и автоматизированный комплекс для исследования приборов оптои наноэлектроники
Использование цифровых мультиметров серии dmm4000 фирмы Tektronix для выполнения простых и точных измерений сопротивления
Методы и технические средства повышения производительности тестирования электронных компонентов
Метод сравнения для измерения сопротивлений резисторов
Проблемы метрологического обеспечения контроля качества электроизоляции
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Текст научной работы на тему «Современная техника и приборы для измерения резистивности и снятия вах»
Владимир ДЬЯКОНОВ, д. т. н., профессор
Современная техника и приборы
для измерения резистивности и снятия ВАХ
Измерение резистивности (сопротивления) на постоянном токе или на низких частотах по-прежнему имеет важное значение в электротехнике, электронике, микроэлектронике и в нанотехнологиях. Оно входит в функции многочисленных миниатюрных и настольных мультиметров и различных специализированных приборов. Нелинейные приборы обычно характеризуются нелинейными вольт-амперными характеристиками (ВАХ), а часто и семействами ВАХ. Специфика измерений для этого класса приборов описана в этой обзорной статье.
Измерение резистивности обычно обеспечивается различными методами [1-7], например, мостовыми или путем измерения падения напряжения и, падающего на резисторе при пропускании через него неизменного тока 10. При этом R = и/10. Этот метод чаще всего применяется в современных цифровых измерительных приборах, поскольку, в отличие от мостовых методов, не требует настройки измерительной цепи и принципиально дает линейную зависимость показаний от номинала измеряемого резистора.
неидеальности квазилинейных резистивных компонентов
Линейный резистор является абстракцией хотя бы в силу того, что любой резистивный элемент нагревается проходящим через него током, а это неизбежно ведет к изменению его сопротивления (резистивности). Мера изменения сопротивления с изменением температуры — это температурный коэффициент изменения сопротивления:
где ДR — изменение сопротивления при изменении температуры ДТ, Rн — номинальное значение сопротивления (обычно при +20 °С). Типичная величина кт — сотые или тысячные доли %/1 °С.
Линейные (правильнее сказать квазилинейные) резисторы имеют линейную зависимость падения напряжения от проходящего через них тока (то есть ВАХ) (рис. 1). Выпускаемые в промышленных масштабах обычные резисторы и резисторы интегральных микросхем в рабочей области напряжений и токов нагреваются незначительно и могут считаться линейными. При этом на-
клон ВАХ R-^ф = AU/AI = R = const неизменен в любой ее точке, а дифференциальная рези-стивность (сопротивление) Rdиф равна статической резистивности R. Сказанное справедливо в области умеренных токов — от наноампер до единиц — десятков миллиампер, а иногда и выше.
Однако при проведении высокоточных измерений резистивности не считаться с их нагревом нельзя, даже с учетом того, что разработчики резисторов стремятся минимизировать параметр kTR. Для уменьшения саморазогрева резистивных компонентов в процессе их тестирования желательно проводить измерения при как можно меньших токах и напряжениях. К тому же резистивные компоненты работают при сверхмалых напряжениях и токах, что нередко в условиях эксплуатации. Но в этом случае даже у, казалось бы, линейного резистора ВАХ может иметь отнюдь не тривиальный и вовсе не линейный вид (рис. 2). Такие отклонения от линейной ВАХ (рис. 1) обусловлены не только дискретностью тока как потока частиц (например, электронов) с дискретным зарядом, но и наличием шумовой составляющей тока:
Рис. 1. ВАХ линейного резистора в области умеренных токов
где к = 1,38х10-23 Дж/К — постоянная Больцмана; Т — абсолютная температура (К); Д/— полоса частот (в Гц).
На зажимах резистора действует также шумовая ЭДС:
Эта ЭДС при больших R может достигать заметных значений и снизить стабильность показаний измерителей сопротивления.
При измерениях на сверхмалых уровнях напряжения и тока велика роль и внешних наводок от источников электромагнитных полей разных частот (от частоты сети переменного тока в 50-60 Гц до сверхвысоких частот). Такие наводки могут отрицательно повлиять на точность измерений даже на постоянном токе, вызывая нестабильность и ошибки в показаниях приборов. Самый распространенный способ их уменьшения — применение экранированных коаксиальных кабелей для подключения резистивных элементов к измеряемому компоненту. Однако
Рис. 2. Типичная ВАХ резистора в области малых напряжений и токов
надо не забывать, что кабели (а нередко и сам измеряемый объект) имеют заметную паразитную емкость, и при больших R она порождает инерционность измерений.
Основные схемы измерений
Существует ряд методов для измерения сопротивления и проводимости [4-6]. Простейшими являются, во-первых, метод, основанный на измерении тока, протекающего через резистор, подключенный к источнику постоянной ЭДС (рис. 3), и, во-вторых, метод измерения напряжения на резисторе, падающего от протекающего через него неизменного тока (рис. 4). Оба этих метода относятся к 2-точечным схемам измерения. Неизменность параметров источника нужно понимать в том смысле, что параметр (например, ток в схеме на рис. 4) не меняется при изменении измеряемого сопротивления R и условий измерений.
Рис. 3. Измерение сопротивления по току, протекающему через резистор
Рис. 4. Измерение сопротивления по напряжению, падающему на нем от протекающего через резистор заданного тока
Первый метод наиболее удобен при измерении проводимости G = 1/й = IV. Разумеется, измеряя обратную величину (что в цифровых приборах не проблема), можно измерять и сопротивление. При измерении сопротивления высокоомных объектов, например диэлектриков, нужны измерители очень малых токов — нано- и пикоамперметры. Если объект и измерительная схема содержат емкость С, то установление показаний будет происходить по экспоненциальному закону, с постоянной времени йС. При й порядка ГОм (и тем более ТОм) даже емкость в единицы — десятки пФ может привести к недопустимо большим постоянным времени переходных процессов.
Второй метод дает значение й = V/!, где V— показания вольтметра. Ввиду очень широкого диапазона измерения напряжений и токов современными цифровыми приборами оба этих простейших метода можно считать прак-
тически равноценными. Оба метода дают легко оцениваемую погрешность в случае неиде-альности источников напряжения или тока и измерителей напряжения и тока.
Двухточечные схемы подключения компонентов к измерительному прибору наиболее просты и позволяют использовать простые наконечники пробников, например в виде иголок или «крокодилов». Эта схема наиболее естественна, поскольку резисторы имеют два вывода или две контактные площадки.
Однако нередко (особенно в условиях микроэлектронного производства) измерения приходится проводить при значительном удалении измеряемого объекта от источников энергии и измерителя. В этом случае, особенно при измерении малых сопротивлений (порядка десятков Ом и менее), значительную погрешность могут вводить длинные подводящие провода. Это наглядно видно на рис. 5, на котором показано измерение сопротивления резистора при учете сопротивлений подводящих проводов йцап-
С помощью рис. 5 нетрудно сделать вывод, что ток тестирования I от источника тока омметра (или мультиметра) проходит как через тестируемое сопротивление й8, так и через сопротивления подводящих проводов. Поэтому измеряемое вольтметром Vм напряжение будет равно VR+2RLEAD. В результате вместо значения прибор будет показывать значение й5+2й1ЕШ Эта погрешность особенно существенна в приборах для измерения малых сопротивлений — миллиомметров и микроомметров. Эти приборы часто применяются для измерения сопротивления печатных и напыляемых проводников в интегральных схемах, активного сопротивления индуктивных компонентов, а также для измерения сопротивления заземления различных промышленных объектов и измерительных приборов.
Наиболее эффективно устранить этот недостаток можно при переходе от 2-точечной схемы измерения к 4-точечной, показанной на рис. 6 [4-6]. В этой схеме измеряется напряжение прямо на тестируемом резисторе, а через подводящие провода вольтметра течет ничтожно малый ток, так как вольтметр применяется с очень высоким входным сопротивлением. Поэтому погрешность измерений из-за влияния подводящих проводов может быть ничтожно малой. Для уменьше-
Рис. 5. Двухточечная схема измерения, учитывающая сопротивления проводящих проводов
|_Q RJaD І РЄЗИСТ0Р
Рис. 6. Четырехточечная схема для измерения малых сопротивлений
ния наводок на провода они могут быть сделаны экранированными.
Схема, изображенная на рис. 6, широко используется при проведении высокоточных измерений резистивности в современных настольных цифровых мультиметрах. Для особо точных измерений ее можно строить на основе прецизионных источника тока и измерителя напряжения с высоким входным сопротивлением. Конечное сопротивление вольтметра также вносит погрешность в измерения, особенно сопротивлений с большим номиналом.
Для увеличения входного сопротивления вольтметра можно использовать усилители со 100%-ной отрицательной обратной связью — повторители напряжения. У них входное сопротивление увеличивается в К раз, где К — коэффициент усиления усилителя. Пример такой реализации 4-точечной схемы на приборах фирмы КейЫеу показан на рис. 7.
Персональный компьютер (ПК)
Рис. 7. Пример конфигурации приборов фирмы Ке^Ыеу для реализации 4-точечной схемы измерения сопротивления с повышенной точностью
Реализованная в этом примере схема измерений отличается возможностью задания/измерения высокостабильного тестирующего тока с помощью высокоточного источника/измерителя тока и обеспечивает высокую точность измерения сопротивлений в широком диапазоне их номиналов. Эту схему иногда считают вариантом 6-точечной схемы.
Разумеется, 4-точечная (и 4-проводная) схема имеет свои недостатки. Провода можно просто перепутать, и не всегда есть возможность простого подключения их к резисторам с двумя выводами. Представьте себе, как можно подключить с помощью массовых пробников с иглой четыре иглы к резистору на печатной плате, имеющему всего две контактные площадки, расположенные близко друг от друга? Конструкция пробника для таких резисторов становится более громоздкой, возрастает уровень наводок на провода. Поэтому применяются измерительные схемы со спаренными тонкими коаксиальными (экранированными) кабелями. Но это ведет к росту емкостей измерительной схемы и может потребовать их компенсации.
0 сопротивлении изоляционных материалов
Качество изделий из изоляционных материалов сильно зависит от их удельного электрического сопротивления. В таблице 1 представлены данные о некоторых наиболее распространенных изоляционных материалах (по данным фирмы КейЫеу). Сопротивление изделий из них часто приходится измерять на практике.
Диапазон значений удельных сопротивлений достигает 13 порядков! И это требует создания измерителей высокоомных сопротивлений с очень широким диапазоном измеряемых сопротивлений. Специфика таких приборов — это высокие уровни напряжения, при котором проводится тестирование. Нередко оно достигает 1000 В и выше.
Мегаомметры, гигаомметры и даже тераомметры
Для измерения больших резистивностей используются специальные приборы — мегаомметры, гигаомметры и даже тераомметры. Мегаомметры — это приборы, измеряющие сопротивление от единиц Ома до примерно 10 МОм (1 МОм = 1х106 Ом). Номенклатура этих приборов достаточно обширна и среди них есть как аналоговые приборы (с магнитоэлектрическим измерителем), так и цифровые с повышенной точностью измерения. Основная область применения мегаомметров — контроль устройств электроэнергетики и электротехнических устройств. Приведем данные некоторых из этих приборов.
Цифровой мегаомметр АМ-2004 Характеристики АМ-2004:
• измерение сопротивления изоляции 0,1 МОм — 4 ГОм напряжением 250, 500, 1000 В;
• режимы вольтметра 1-600 В (40-500 Гц);
• омметр 0,01-40 Ом;
• питание 12 В (8 элементов по 1,5 В);
• габариты 190х140х77 мм;
Цифровой мегаомметр Fluke-1507 Характеристики Иике-1507:
• измерение сопротивления изоляции до 10 ГОм напряжением 50, 100, 250, 500 и 1000 В;
• автоматический разряд емкости объекта после измерения;
• напряжения постоянного и переменного тока до 600 В;
• сопротивление до 20 кОм с разрешением 0,01 Ом;
• память последнего результата измерения;
Цифровой мегаомметр Fluke-1550B Характеристики Иике-1550В:
• измерение сопротивления изоляции до 1 ТОм напряжением 250, 500, 1000, 2500 или 5000 В;
• программируемое измерительное напряжение с шагом 50 В в диапазоне от 250 до 1000 В и с шагом 100 В в диапазоне от 1000 до 5000 В;
• автоматический расчет коэффициентов абсорбции и поляризации;
• автоматический разряд емкости объекта после измерения;
• напряжения постоянного и переменного тока до 600 В;
• емкости изоляции, испытание изоляции на пробой напряжением в диапазоне 0-5000 В;
Рис. 8. Мегаомметр Fluke-1550B
• измерение токов утечки;
• память 99 результатов измерений;
• передача данных в компьютер.
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Из этих приборов особый интерес представляет мегаомметр Иике-1550В, способный измерять сопротивление до 1 ТОм (рис. 8). Это позволяет измерять сопротивление между дорожками и контактами печатных плат и подложек интегральных микросхем и оценивать качество изоляции окислов кремния.
Измерение малых и сверхмалых сопротивлений
Возможности измерения малых и сверхмалых сопротивлений, характерные для микроомметров и мультиметров, приведены в таблице 2.
Поскольку при измерении малых сопро-
Таблица 2. Измерители малых и сверхмалых сопротивлений на основе приборов фирмы КеКЫеу
Прибор (модель) 2182A 1801, 2001/ 2002 2002 2010 2750
Минимальное напряжение 10 нВ 20 мкВ 200 мВ 100 мВ 100 мВ
Максимальное напряжение 100 В 2 мВ 1000 В 1000 В 1000 В
Шум (RMS) 1,2 нВ 0,12 нВ 150 нВ 100 нВ
Минимальное сопротивление 10 нОм 20 мкОм 1,2 мОм 0,9 мОм 0,4 мОм
Максимальное сопротивление 100 МОм 200 Ом 1 ГОм 100 МОм 100 МОм
тивлений по обычной двухпроводной схеме подключения из-за конечного сопротивления проводов возникает значительная погрешность, то в микроомметрах часто используется 4-проводная схема.
Микроомметр MMR-610 Микроомметр MMR-610:
• обеспечивает измерение малых значений сопротивлений с разрешением 0,1 мкОм рабочим током от 0,1 мА до 10 А в диапазоне 0-199,9 Ом;
• питание — аккумуляторы, зарядное устройство в комплекте;
• габариты 295х222х95 мм;
Таблица 1. Качество изоляционных материалов
Изоляционный материал Удельное сопротивление, Ом^см Минимальная абсорбция влаги Минимальный пьезоэффект Минимальный трибоэлектрический эффект
Сапфир 1016-1018 + + о
Полиэтилен 1014-1018 о + о
Полистирол 1014-1018 о о —
Керамика 1012-1014 — о +
Нейлон 1012-1014 — о —
Эпоксид 1010-1017 — о —
PVC 1010-1015 + о о
+ — отличное; о — хорошее; — — плохое.
Измерение удельного сопротивления полупроводников
В полупроводниковой и микроэлектронной промышленности часто возникает необходимость в измерении удельного сопротивления полупроводников — отношения напряженности поля в равномерно легированном полупроводнике (или веществе) к плотности тока в нем. Единица измерения объемного удельного сопротивления — [Ом-м]. Обычно различают поверхностное и объемное сопротивления (поверхностное сопротивление [Ом]). Для их измерения часто используют 4-точечную измерительную схему, представленную на рис. 9.
Рис. 9. Стандартная 4-точечная схема измерения объемного удельного сопротивления
Удельное объемное сопротивление в общем случае вычисляется по формуле:
где I — ток, заданный во внешние зажимы, У — измеренное на внутренних зажимах на-
Рис. 11. Размеры электродов измерительной головки 8009 фирмы КеїШеу
И г = 53,4У|П . —^—(Ом) Пикоамперметр
Источник НІ тт НІ
0 1 1 г = 2МхХ(0м.™ 1» 1
Образец I ^ Пикоамперметр
Источник НІ ТТ™ 1 НІ
Рис. 10. Измерительные схемы, рекомендуемые фирмой КеКЫеу для измерения: а) удельного поверхностного сопротивления; б) объемного сопротивления
пряжение, t — расстояние между точками (см); к — поправочный коэффициент, учитывающий геометрию образца, его размеры и толщину.
Фирма КеКЫеу (США) выпускает измерительную головку (опцию) 8009, которая может подключаться к измерительным приборам (в частности, к мультиметрам). При использовании образцов стандартного размера фирма рекомендует применять измерительные схемы, представленные на рис. 10. В качестве источника напряжения и измерителя тока (пикоамперметра) используется прибор 6517А.
Размеры электродов измерительной головки показаны на рис. 11. Эти размеры стандартизированы. Конструкция измерительной головки для снятия удельного объемного сопротивления обеспечивает снижение влияния краевых эффектов путем введения охранного кольца.
Измеритель удельных сопротивлений «ПИЛЛАР-1У»
Существуют и другие специальные приборы для измерения удельного сопротивления. Например, установка отечественной разработки «ПИЛЛАР-1У» предназначена для измерения удельного электрического сопротивления полупроводниковых материалов четырехзондовым методом, а также определения типа проводимости полупроводников методом горячего зонда или методом вольт-амперных характеристик. Установка создана научно-исследовательским частным предприятием «Терекс» (Украина).
Установка позволяет подключать 4-зондо-вые головки двух разных типов, производит измерение удельного электрического сопротивления полупроводников с учетом типа проводимости и текущей температуры материала. Измерения и расчеты производятся в соответствии с американскими стандартами измерения удельного сопротивления ASTM Б 84/43, ставшими мировыми.
Индикация результатов измерений производится на большом графическом ЖК-
дисплее. Установка режимов измерений производится в ручном режиме с помощью манипулятора типа «мышь». Оператору доступны выбор типа проводимости материала, выбор одного из двух типов зондов и выбор диапазона измерительного тока. Во время измерения кроме результата индицируется текущая температура и определяется соответствие выбранного диапазона измерительного тока измеряемой величине удельного сопротивления.
Установка работает как автономно, так и совместно с компьютером, в этом случае она подключается к разъему ШВ. Внешний вид базового блока установки показан на рис. 12.
Рис. 12. Базовый блок установки «ПИЛЛАР-1У» для измерения удельного электрического сопротивления полупроводников
В режиме определения типа проводимости методом горячего зонда имеется возможность изменять температуру зонда для изменения чувствительности измерений. Режим ВАХ является индикационным. В этом режиме на экран выводится схематическая ВАХ образца, и по ее ориентации на экране определяется тип проводимости материала.
Параметры установки соответствуют требованиям стандарта ASTM Б 84/43. Установка (по заявлениям разработчика) превосходит по функциональным возможностям известные зарубежные аналоги, не уступая при этом им по точностным показателям. Аналогов среди отечественного оборудования не имеет.
Комплекс 65 фирмы Keithley
Фирма КекЫеу выпускает специальный комплекс 65 для проведения измерений большого удельного сопротивления (до 1014 Ом-см) различных «трудных» (например, увлажненных) материалов. Внешний вид комплекса представлен на рис. 13.
Рис. 15. Внешний вид прибора КеіШеу 6517А спереди
Комплекс 65 состоит из следующих компонентов:
• 6517 — базовый блок для проведения альтернативных (на основе импульсного метода) измерений.
• 8009 — измерительная головка для образца в виде диска.
• 6524 — программное обеспечение под операционную систему Windows (внешний вид окна программы представлен на рис. 14).
Рис. 14. Типичный вид окна при проведении измерений комплексом КеКЫеу 65
Эти приборы образуют типичный комплекс средств для измерения резисторов с большими номиналами и удельного сопротивления полупроводниковых, изоляционных и полуизоляционных материалов.
Прибор фирмы КейЫеу 6517А является одним из лучших в классе электрометров и совмещает измерение очень малых токов с измерением высоких сопротивлений. Внешний вид прибора спереди показан на рис. 15.
Прибор обеспечивает следующие характеристики:
• Дисплей с разрядностью 5 1/2 или 6 1/2.
• Выбор пределов измерений: ручной и автоматический.
• Пределы измерения по напряжению: 2, 20 и 200 В.
Рис. 17. Усовершенствованная 4-точечная схема измерения
• Разрешение: 10, 100 и 1000 мкВ.
• Погрешность за год при температуре работы от +18 до +28 °С (от показания + число знаков): 0,025% + 4 на пределах 2 и 20 В, 0,06% + 3 на пределе 200 В.
• Входное сопротивление вольтметра: более 200 ТОм параллельно с емкостью 25 пФ.
• Пределы измерения тока: 20 и 200 пА, 2, 20 и 200 нА, 2, 30 и 200 мкА и 2 и 20 мА.
• Погрешность измерения тока от 1% + 30 знаков дисплея с разрешением 5 1/2 при токе 20 пА до 0,1% + 5 знаков при токе 20 мА.
• Пределы измерения сопротивления: 2, 20 и 200 МОм, 2, 20 и 200 ГОм и 2, 20 и 200 ТОм.
• Разрешение при измерении сопротивления при разрядности индикатора 5 1/2 соответственно: 10 и 100 Ом, 1, 10 и 100 кОм, 1, 10 и 100 МОм и 1 ГОм.
• Погрешность измерения сопротивления от 0,125% + 1 знак на первом пределе до 1,15% + 1 знак на последнем пределе.
• Температура в измерительном модуле от -25 до +150 °С.
• Возможность измерения сопротивления альтернативным способом (импульсным).
• Габариты и масса прибора: 90x214x369 мм, 4,6 кг.
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
На задней стенке прибора (рис. 16) помимо обычных разъемов и портов (питания, подключения ПК и др.) расположены разъемы для подключения измерительной головки и крышка отсека, в который могут устанавливаться блоки — опции, расширяющие возможности прибора. Эти разнообразные средства обеспечивают широкие возможности включения приборов в сложные измерительные системы.
Для исследования полупроводниковых материалов с большой шириной энергетиче-
ской зоны, например арсенид-галлия, фирма КейЫеу предлагает различные типовые измерительные схемы. К сожалению, обычная 4-точечная схема измерений дает погрешность из-за наличия тока в общем проводе.
Улучшенная 4-точечная измерительная схема с буферными усилителями с единичным коэффициентом усиления 6514, представленная на рис. 17, применима до значений R = 1 ТОм. Такие сопротивления при рабочих токах 100 пА могут измеряться с погрешностью не более 2%.
Набор приборов фирмы КейЫеу, необходимый для реализации различных измерительных схем:
• 6220 — источник малых постоянных токов.
• 6514 — программируемый электрометр с входным сопротивлением 200 ТОм.
• 2000 — цифровой мультиметр общего назначения.
• 7001 — коммутирующий модуль.
• 7152 — слаботочная матричная карта (размер 4×5).
Определение типа полупроводника
Как известно, полупроводники могут быть двух типов:
• с дырочной проводимостью, или р-типа;
• с электронной проводимостью, или п-типа. В связи с этим часто возникает необходимость экспериментального определения типа полупроводника. Она может решаться параллельно с определением удельных сопротивлений с использованием четырехточечной измерительной схемы. При этом известны два основных способа определения типа проводимости:
• метод выпрямления (Rectification Method);
• метод термо-ЭДС (Thermoelectric Voltage
Для реализации первого метода используется измерительная схема, показанная на рис. 18.
При полупроводнике p-типа у осциллограммы контрольной точки (рис. 19) отчетливо видна несимметричность осциллограммы [3]: положительная полуволна явно имеет большую амплитуду, чем отрицательное, и среднее напряжение в контрольной точке положительно. При полупроводнике n-типа преобладает отрицательная полуволна, и напряжение в контрольной точке отрицательно.
IfllS! Іііііш шия
Бюджетные настольные цифровые мультиметры
Все ведущие фирмы мира, производящие цифровые радиоизмерительные приборы, приступили к выпуску настольных цифровых мультиметров умеренной стоимости — бюджетных. Дело в том, что такие приборы широко применяются на практике, и их выпуск дает производителям хороший и стабильный доход. Приборы содержат ряд преобразователей различных величин в постоянный ток и цифровой измеритель тока на основе аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Он определяет базовую погрешность приборов. Это минимально возможная погрешность цифрового вольтметра на основном пределе. Реальная погрешность измерения того или иного параметра, например сопротивления, может быть выше в несколько раз.
Мультиметр 2000^ фирмы ^іМє>/
Рис. 19. Осциллограммы контрольного сигнала
Второй метод реализуется измерительной схемой, показанной на рис. 20. Определение типа проводимости аналогично описанному и выполняется по показаниям вольтметра. Этот метод предпочтителен при испытании низкоомных полупроводников, когда метод выпрямления работает плохо из-за низкого уровня напряжения в контрольной точке.
Рис. 21. Прецизионный настольный мультиметр 2000/E фирмы Keithley
Прецизионный настольный мультиметр 2000/E фирмы Keithley (рис. 21) — это сравнительно дешевый (бюджетный) прибор с высоким входным сопротивлением: до 10 ГОм при измерении напряжения до 10 В. Он имеет до 13 измерительных функций, автовыбор диапазонов и даталогер на 1024 ячейки: 6 1/2 разрядов. Измеряет постоянное напряжение 0,1 мкВ — 1000 В, базовая погрешность 0,002%, постоянный ток 10 нА — 3 А, переменное напряжение 0,1 мкВ — 750 В (True RMS — до 300 кГц), ACI: 1 мкА — 3 А, сопротивление 0,1 мОм — 100 МОм (2/4 проводника), измерение частоты/периода — до 500 кГц/2 мкс, измерение температуры (датчик типа J, K, T). Есть интерфейсы RS-232 и GPIB. Обеспечены прозвонка и тест диодов, измерение децибел напряжения и мощности, значений линейной зависимости, процентов и т. д. Размеры прибора 104x238x370 мм, вес — 2,9 кг. Есть опции многоканального (10 и более каналов) сбора данных.
Tektronix DMM 4020/4040/4060 и Fluke Фирма Tektronix недавно освоила выпуск новейших мультиметров DMM 4040/4060 (рис. 22). Они имеют разрядность 6 1/2 и базовую погрешность 0,0035/0,0024%. Выпускаются также мультиметры DMM 4020 с разрядностью 5 1/2 и базовой погрешностью 0,015%. Приборы вполне конкуренто-
способны с уже имеющимися на рынке мультиметрами по цене и возможностям.
Мультиметры DMM 4040/4060 измеряют постоянное напряжение от 100 мВ до 1000 В при разрешении 100 нВ, постоянный ток от 100 мкА до 10 А с разрешением 100 пА, сопротивление от 10 Ом до 1 ГОм с разрешением 10 мкОм (2- и 4-точечная схемы). Есть интерфейсы RS-232, LAN, GPIB и USB. Дисплей у приборов достаточно четкий и отображает цифровые и графические данные — гистограммы и временные зависимости (рис. 23). Приборы позволяют измерять также частоту и емкость, осуществлять прозвон цепей и диодов, выполнять другие операции. Возможна их работа с программой LabView фирмы National Instruments.
Большое число мультиметров (в основном портативных в защищенных корпусах для тяжелых производственных условий) выпускает компания Fluke. Она, как и компания Tektronix, ныне входит в компанию Danaher, преуспевающую в поставках электронного измерительного оборудования широкого профиля. Новые модели настольных мультиметров фирмы Fluke и Tektronix разрабатывают, используя свой богатейший опыт в создании различных радиоизмерительных приборов. Это ведет к тому, что параметры массовых настольных цифровых мультиметров этих фирм и даже их внешний вид отличаются незначительно. В них используется унифицированная элементная база высокоточных мультиметров.
№ 1№ЗГО tea ШМГі 1 №
Рис. 23. Примеры отображения данных измерений, гистограмм и временной зависимости у мультиметров Tektronix DMM 4040/4060
Мультиметры фирмы Agilent Technologies
Рис. 25. Высокоточный мультиметр 34420А фирмы Agilent Technologies
Agilent Technologies выпускает и более точные настольные мультиметры 34420A с 7 1/2 разрядами индикатора (рис. 25). Малошумящий усилитель и специальные пробники с экранированными подводящими проводами снижают шум до 8 нВ (двойной размах) и обеспечивают получение базовой погрешности 0,0002% (за 25 часов работы). Пределы измерения на постоянном токе от 1 мВ до 100 В, по сопротивлению — от 1 Ом до 1 МОм с погрешностью 0,0015% от измеренной величины сопротивления плюс 0,0002% от предела. Это один из лучших результатов для настольных мультиметров. Есть интерфейсы GPIP и RS-232.
Нетрудно заметить, что основные параметры и внешний вид настольных мультме-тров различных фирм отличаются не очень значительно. И это неслучайно: элементная база и функциональные схемы приборов
этого класса унифицированы, что позволяет создавать типовые конструкции достаточно дешевых приборов.
Уникальными характеристиками обладает мультиметр 3458A фирмы Agilent Technologies, предназначенный для встраивания в стойки. Он имеет разрядность 8 1/2. Его базовая погрешность — 0,0008% от отсчета плюс 0,000005% от предела на постоянном токе (за 24 часа работы). Прибор измеряет сопротивление от 10 Ом до 1 ГОм с погрешностью 0,001% от отсчета плюс 0,00005% от предела. Применяются 2- и 4-проводные схемы измерения с компенсацией смещения. При ограничении разрядности до 4 1/2 разряда прибор обеспечивает до 100 000 измерений в секунду. Разумеется, этот прибор предназначен для уникальных лабораторных измерений.
Характериографы и измерители параметров нелинейных компонентов
Наряду с квазилинейными резисторами широкое применение в радиоэлектронике находят различные нелинейные компоненты — от ва-ристоров и диодов до биполярных и полевых транзисторов [7-10]. Для них характерны нелинейные ВАХ, которые обычно представляются в виде семейства зависимостей, например в виде зависимостей тока стока полевого транзистора от напряжения на стоке при разных постоянных напряжениях на затворе. Фирма Keithley выпускает обширную номенклатуру программно управляемых источников напряжения и тока, совмещенных с измерителями напряжения и тока. Они позволяют строить ВАХ по точкам в автоматическом режиме.
Для полноценного графического построения ВАХ нелинейных компонентов используются характериографы, основанные на осциллографическом методе построения ВАХ. В них для построения одиночной ВАХ используется генератор пилообразного напряжения, а для снятия семейства ВАХ дополнительно применяется генератор ступенчатого управляющего напряжения.
Характериографы — это сложные и дорогие приборы, которые выпускают лишь некоторые фирмы. Ведущей здесь, пожалуй, является фирма Keithley, которая производит как множество управляемых программно источников напряжения и тока, так и многофункциональный характериограф серии 4200-CS с графическим дисплеем высокого разрешения. Внешний вид его спереди представлен на рис. 26.
На рис. 27 показан вид характериографа 4200 сзади. Большое число разъемов на задней стенке прибора связано с необходимостью, во-первых, подключения к прибору разнообразных приборов и, во-вторых, полноценного подключения характериографа к компьютеру и обеспечения их совместной работы в сложных производственных и лабораторных условиях.
Рис. 24. Мультиметр 34401А
фирмы Agilent Technologies
Наследник знаменитой Hewlett Packard — компания Agilent Technologies — также выпускает серию настольных мультиметров бюджетного класса с разрядностью 5 1/2 (модель 34405A) и 6 1/2 (модели 34410A, 34411A, 34401А). Последняя модель имеет базовую погрешность при измерении постоянного напряжения 0,0015% (за 24 часа работы). Она реализует 12 измерительных функций, позволяет измерять сопротивление и емкость. При использовании интерфейса GPIB обеспечивается скорость до 1000 измерений в секунду при 6 1/2 разрядах и до 10 000 измерений в секунду при разрядности 5 1/2. Пределы измерения сопротивления — от 100 Ом до 100 МОм, погрешность — 0,01% от измеренной величины сопротивления плюс 0,0001% от предела. Внешний вид типовой (рис. 24).
Рис. 26. Внешний вид характериографа 4200-CS фирмы Keithley спереди
Рис. 27. Внешний вид характериографа 4200-CS фирмы Keithley сзади
Система КейЫеу 4200-SCS — это универсальная система для измерений 1-У (ВАХ) и С-У (вольт-фарадных характеристик) на постоянном токе и в импульсном режиме для полупроводниковых приборов и тестовых структур на пластинах в полупроводниковом производстве.
Система имеет модульную многоканальную архитектуру и настраиваемую конфигурацию, поддерживая до 8 измерительных и дополнительных модулей. Она обеспечивает:
• измерение ВАХ в диапазоне токов 0,1 фА до 1 А и напряжения от 1 мкВ до 200 В;
• измерение С-У в диапазоне до 400 В с разрешением 5 мВ, в частотном диапазоне от 10 кГц до 10 МГц.
• Встроенный системный контроллер с процессором 2 Duo-Pentium и поддержкой монитора высокого разрешения.
• Шасси поддерживает до 8 измерительных модулей высокой мощности одновременно.
• Опционально — предусилитель малых токов для модулей средней и высокой мощности.
• Измерение вольт-фарадных (С-У) характеристик с дифференциальным смещением ±60 В и в диапазоне частот от 10 кГц до 10 МГц, а также в квазистатическом режиме (опционально).
• Опциональное измерение высоковольтных вольт-фарадных (С-У) характеристик в диапазоне дифференциального напряжения до 400 В.
• Интерактивная интуитивно понятная пользовательская среда тестирования (КІТЕ7.0) позволяет быстро решать задачи по управлению процессом измерения и тестирования.
• Библиотека — до 400 стандартных тестов.
Рис. 28. Вид экрана характериографа 4200
Рис. 29. Схема одной из измерительных систем на основе характериографа 4200 и различных его опций
Рис. 30. Семейство выходных ВАХ полевого транзистора, построенного на постоянном, медленно изменяющемся токе и импульсным методом
Об обширных возможностях этого прибора свидетельствует вид экрана (рис. 28), на котором представлены нелинейные характеристики нескольких разнотипных приборов — в том числе массовых полевых транзисторов с изолированным затвором [8].
Именно эти приборы стали основой большинства современных больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС).
Спецификой характериографа 4200 является возможность возникновения значительных погрешностей в построении семейств
ВАХ многих полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов и т. д.) из-за их нагрева в процессе проведения измерений. Для уменьшения этой погрешности часто используется импульсный метод измерений, значительно снижающий нагрев тестируемого прибора. К сожалению, реализация импульсного метода существенно усложняет измерительные схемы, в которые приходится включать генераторы импульсов с малыми фронтами и использовать в соединениях коаксиальные кабели, нередко в режиме согласования. Пример построения одной из таких схем представлен на рис. 29. Схема предназначена для снятия семейства выходных ВАХ полевого транзистора [8].
Оба метода измерений (на постоянном токе и импульсный) реализуются характериографом 4200. Это нередко позволяет получать ВАХ для различных применений полупроводниковых приборов (рис. 30).
К сожалению, даже такие сложные приборы, как характериограф 4200, не способны решать многие задачи измерений для ряда специальных полупроводниковых приборов. Это прежде всего относится к приборам с отрицательной дифференциальной проводимостью и отрицательным дифференциальным сопротивлением, такие как туннельные и S-диоды, лавинные и однопереходные транзисторы, тиристоры и др. [9, 10]. Характериографы для них часто требуют особых методов измерения для устранения неоднозначности их ВАХ, обеспечения стабильности измерений и предотвращения генерации паразитных сигналов на падающих участках ВАХ. ■
1. Атамалян Э. Г. Приборы и методы измерения электрических величин. М.: Высшая школа, 1982.
2. Афонский А. А., Дьяконов В. П. Измерительные приборы и массовые электронные измерения. М.: СОЛОН-Пресс, 2007.
3. Дьяконов В. П. Современная осциллография и осциллографы. М.: СОЛОН-Пресс, 2005.
4. A Guide to Electrical Measurements for Nanoscience Applications. 1st Edition (c). Keithley, 2007.
5. Digital Multimeters and Systems. Keithley, 2008.
6. Афонский А. А., Дьяконов В. П. Электронные приборы в микроэлектронике и нанотехнологиях // Контрольно-измерительные приборы и системы. 2008. № 4.
7. Афонский А. А., Дьяконов В. П. Приборы фирмы Keithley Instruments для исследования полупроводниковых приборов и систем // Контрольноизмерительные приборы и системы. 2009. № 1.
8. Дьяконов В. П., Максимчук А. А., Ремнев А. М., Смердов В. Ю. Энциклопедия устройств на полевых транзисторах/Под ред. проф. В. П. Дьяконова. М.: Солон-Р, 2002.
9. Дьяконов В. П. Лавинные транзисторы и тиристоры. Теория и применение. М.: СОЛОН-Пресс, 2008.
10. Дьяконов В. П. Однопереходные транзисторы и их аналоги. М.: СОЛОН-Пресс, 2008.
Делаем приставку для измерения малых сопротивлений
На новогодних каникулах решил порукодельничать и попаять. Предлагаю к повторению несложную конструкцию. Попутно разберёмся в принципе её работы.
Но вначале поговорим о косвенном способе измерения сопротивления. Представьте, стоит задача измерить сопротивление резистора без использования омметра.
Взгляните на простую схему: слева батарейка, вверху исследуемый резистор Rx, последовательно включённый амперметр и переменный резистор на один килоом.
Вращая ручку резистора, добиваемся тока в цепи, равного 10 мA. Обратите внимание, что напряжение батареи (или блока питания) не играет принципиальной роли и может быть около 5-9 вольт, главное — точно отрегулировать ток в цепи.
Внимание! Если вы хотите повторить цепь в реальности, то возьмите резистор с сопротивлением порядка нескольких сотен Ом (150-300 идеально), и обязательно включайте амперметр начиная с самого большого предела измерений (например, 2 ампера). До первого включения установите положение ручки потенциометра примерно посередине. Если вы что-то напутаете, есть риск необратимо повредить прибор большим током! Я в юности сжёг катушку измерительного прибора за мгновение ока и это было очень обидно.
Хотя некоторые современные цифровые приборы имеют в своём составе плавкий предохранитель, не стоит рисковать. Перепроверьте схему добросовестно.
Если у вас нет приборов, не беда. Можете открыть эту схему в симуляторе.
Теперь, не размыкая цепь, измерим вольтметром напряжение, которое создаётся протекающим током на исследуемом резисторе. Вот так:
Прибор показывает значение 3,266 Вольт. Вспомним закон Ома из школьного курса физики и применим его.
R=U/I U=3,266 I=0.01 (так как 10 мA = 0.01 A) Подставляем и получаем: R=326,6 Ом
Если подсоединить щупы вольтметра к клеммам реального амперметра, то узнаем какое напряжение падает на нём и его внутреннее сопротивление. Проделайте этот опыт и узнаете R внут. своего прибора на разных пределах. (Помните о риске порчи прибора на малых пределах измерения!) Учтите, в симуляторе амперметр имеет нулевое внутреннее сопротивление.
Такие простые и примитивные опыты многими начинающими радиолюбителями незаслуженно обесцениваются. Я и сам так считал поначалу, за что поплатился серьёзными пробелами в знаниях, которые в итоге привели к многолетним заблуждениям.
Этот опыт продемонстрировал принцип работы приставки для измерения малых сопротивлений. Если есть источник тока с внутренней автоматической регулировкой, то мы получаем возможность измерять сопротивление по напряжению участка цепи.
Если вы поймали дискомфорт от фразы «ток создаёт напряжение на резисторе» не спешите негодовать, т.к. этот контринтуитивный момент я постараюсь подробнейшим образом осветить в другой статье, пока просто примите это как данность 🙂
▍ Схема и работа приставки
Схему, которую предлагаю повторить нашёл в журнале «Радио» №2 1998 год. Автор S.Owsiak
Я немного её переделал под имеющиеся в наличии детали, заменил микросхему операционного усилителя на LM358 и транзистор КТ817 или КТ815 (можете использовать любой мощный n-p-n транзистор с цоколёвкой эмиттер, коллектор, база в корпусе ТО220). А еще убрал переключатель и предел измерения в 20 Ом. Чтобы упростить.
Но прежде давайте разберёмся как схема работает. Я перерисовал её для симулятора, упростив, но сохранив принципиальную суть:
Сначала посмотрите на левую часть, которая представляет собой резистивный делитель напряжения. Он питается стабилизированным напряжением +5V, которое даёт микросхема 78L05. Суть её работы можно грубо описать так. На вход подаётся напряжение, которое выше напряжения стабилизации, на входе получаем стабилизированные пять вольт. Всё что выше порога стабилизации микросхема как бы «обрезает», рассеивает в виде тепла в окружающее пространство.
Стабилизированное напряжение делителем «разделяется» на две части, из которых используется малая в один вольт. Это напряжение можно считать опорным, не зависящим от внешних условий. Микросхема 78L05 питает и операционный усилитель.
Важно понять, что точность работы схемы задаётся линейным стабилизатором. Благодаря обратной связи, ток через измеряемое сопротивление Rx не зависит от напряжения источника питания всей схемы, которое может быть 8-24 вольт.
▍ Обратная связь
Теперь рассмотрим цепь «источник питания – Rx – силовой транзистор – резистор на 10 Ом». Ток, протекающий по этому пути, создаёт напряжение на всех элементах цепи. Но нас интересует напряжение на резисторе 10 ом, который в схеме выполняет роль датчика тока.
Предположим, что Rx изменил сопротивление и возросший ток через датчик создал на нём напряжение выше чем 1 вольт. Это приведёт к тому, что напряжение на инвертирующем входе (тот, что со знаком минус) станет выше чем опорное (на неинвертирующем входе, тот что со знаком плюс) это вызовет снижение сигнала на выходе ОУ. Что повлечёт уменьшение тока втекающего в базу транзистора, до того как напряжение на обоих входах ОУ сравняется.
Работа этой цепи похожа на работу механического устройства под названием центробежный регулятор.
Фото: Mirko Junge, Science Museum London, источник фонд Wikimedia
Суть его работы. На вращающейся оси имеются грузы, которые насажены на рычаги. При увеличении количества оборотов грузы под действием центробежной силы расходятся и через шарниры усилие передаётся на дроссельную заслонку двигателя, сбавляя обороты.
Видеофрагмент работы центробежных регуляторов, там английский закадровый голос, но есть русские субтитры.
Система охвачена обратной связью таким образом, чтобы стабилизировать параметры на некотором уровне, заданном разработчиком конструкции.
▍ Операционный усилитель
Тут важно в общих чертах рассказать принцип работы ОУ. Надеюсь, что у меня получится сделать это корректно и без ошибок, так как я сам любитель.
Операционный усилитель это особое устройство, оформленное в виде микросхемы, характеризуется высоким коэффициентом усиления и наличием дифференциального входа.
Размышлял как наглядно представить дифференциальный вход ОУ. И кажется нашёл хорошую аналогию. Представьте прямой велосипедный руль. Воображаемая модель от реального руля отличается тем, что малейшее отклонение в сторону от прямого положения мгновенно поворачивает колесо на максимальный угол.
Наверняка вы катались на настоящем велосипеде, и знаете, что если тянуть за оба конца руля с одинаковой силой, то колесо не будет поворачивать. То же верно, если изо всех сил толкать обе ручки от себя. Но, если толкающие и тянущие силы будут отличаться, руль повернётся.
Повернуть колесо можно используя только давление на руль, либо, наоборот только притяжение к себе. При должной сноровке можно рулить, держась через два отрезка верёвки. Либо толкая его двумя палочками (я пробовал оба варианта 🙂
Руль велосипеда является чем-то вроде механического аналога дифференциального входа ОУ и позволяет понять принцип работы в общих чертах. Но пожалуйста, не останавливайтесь на этой примитивной аналогии, я призываю вас самостоятельно углубиться в изучение этого замечательного класса устройств.
Хорошее мнемоническое правило: ОУ устанавливает на выходе сигнал «+» (плюсовой уровень питания схемы, он же VCC) если на его входе со знаком «+» напряжение выше, чем на входе со знаком «-». Верно и обратное. Если на инвертирующем входе сигнал выше, чем на противоположном, то выход становится с потенциалом «минус питания».
Схема имеет цепочку обратной связи, которая позволяет ОУ выравнивать напряжения на своих входах, действуя через выход и цепочку ОС. То есть ОУ «рулит» транзистором таким образом, чтобы результирующий ток создавал на десятиомном резисторе напряжение в 1 вольт. По закону Ома легко посчитать, что этот ток будет равен 100 mA. За эталон ОУ берёт сигнал со своего прямого входа, куда подключен выход делителя.
Реальные радиодетали имеют разброс параметров. Усиливающие свойства транзисторов могут «плавать» из-за температуры. Но благодаря схемотехнике ОУ как бы постоянно мониторит напряжение на входах и «поддаёт газку» когда ток через нагрузку недостаточный или наоборот «прикрывает» транзистор, когда ток слишком большой. Да простят меня настоящие инженеры за столь вольное изложение. Статья рассчитана на тех, кто только начал свой путь в электронику или не собирается заниматься ей профессионально, получая удовольствие от неё как от хобби (как я).
Так как резистор, что использован в схеме, будет слегка отличаться от ровных 10 ом. К тому же ток, выходящий с эмиттера транзистора, будет складываться из двух токов. Коллекторного (что прошёл через Rx) и слабого базового. Для компенсации устройство требует калибровки.
Для этого вместо Rx устанавливается амперметр и подстроечным многооборотным резистором устанавливается значение протекающего тока ровно в 100 mA. Как и описано в статье в журнале «Радио».
Я использовал сразу два прибора, включённые последовательно: огромный лабораторный стрелочный М2018 (купленный на «авито» за 600 р. 🙂 и советский В7-41 который мне подарил отец.
Показания различаются незначительно, но я решил довериться электронному прибору, т. к. стрелочный давал слегка разные (буквально на толщину стрелки) на различных пределах. При неизменных показаниях цифрового. Считаю что точность для радиолюбительского применения достаточная.
Если у вас нет приборов и возможности собрать схему, то предлагаю её модель в симуляторе.
▍ Сборка и пайка
Я перерисовал схему в китайском браузерном инструменте для разводки плат EasyEDA и в ней же создал плату, адаптированную для сборки на макетке.
Обратите внимание, что в данной микросхеме два ОУ, у второго оба входа «посажены» на землю, чтобы он не ловил наводки и не переключался хаотично.
Предложите, пожалуйста, как применить второй ОУ. Я хочу использовать его и расширить функции прибора, а также сделать схему на два предела измерений, как в оригинальной. Может быть сделать из него регулируемый источник тока, чтобы можно было питать и проверять светодиоды и лазерные диоды? Что думаете?
Для удобства сборки отразил плату зеркально, так она будет видна со стороны выводов. Синие дорожки паяются из зачищенного одножильного медного провода, а красные из изолированного. Я люблю МГТФ (с тефлоновой изоляцией) он отлично лудится прекрасно изгибается и имеет тонкую изоляцию, которая не оплавляется при пайке.
При установке транзистора ориентируйтесь на контактную площадку квадратной формы, так обозначается первый вывод. Если держать транзистор маркировкой к себе, то первый вывод (эмиттера) будет слева. У трехногой микросхемы стабилизатора так же. У микросхемы LM358 первый вывод отмечен точкой на корпусе. При взгляде сверху выводы отсчитываются против часовой стрелки. Если кому-то нужен *.gerber платы — сообщите.
Кстати, вы можете не ставить конденсаторы, светодиод и его токоограничивающий резистор. На работу схемы эти детали не влияют. Диод служит для защиты прибора от перенапряжения в моменты, когда отключена нагрузка Rx. Принцип работы защиты в том, что малоомная нагрузка шунтирует диод, который перестаёт проводить ток при напряжении на нём меньше чем 0,6-0,8 вольт.
Если вы не понимаете как это, я подготовил небольшую схему для симулятора, попробуйте позамыкать переключатель и посмотреть на график вольт-амперной характеристики диода в эти моменты.
Измерение сопротивления приставкой нужно производить на пределе измерения прибора равном 200 милливольт (mV). Один милливольт будет равняться одному миллиому или одной тысячной доле ома.
Щупы вольтметра нужно подключать непосредственно к точке подключения «крокодилов» прибора, чтобы в измеряемую цепь не входило сопротивление проводов, по которым от приставки подключается Rx.
К слову сказать, именно по этой причине некоторые высокоточные измерительные резисторы имеют четыре вывода. Казалось бы, абсурд. Но нет, по двум противоположным выводам подаётся ток, а с двух других снимается напряжение, чтобы в измерительный отрезок цепи не включалось сопротивление выводов. Также существуют и SMD аналоги подобного четырехпроводного подключения.
Смотрите какой красавец. Из коллекции автора.
▍ Советы по сборке
Если вы только начинаете свой путь, я хочу дать вам немного советов, как избежать негативных эмоций и ошибок при сборке и наладке схем.
- При подборе деталей проверяйте каждую на работоспособность и на соответствие номиналу. Лучший прибор помощник радиолюбителя это «транзистор-тестер», который недорог и заменяет сразу несколько приборов. Рекомендую брать GM328A. Он может измерять сопротивление, ёмкость, индуктивность, напряжение до 50V, частоту. Может работать как сигнал-генератор и генератор ШИМ сигнала. Он сам определит цоколёвку и параметры диода, транзисторов (полевых, биполярных), некоторых стабилитронов, тиристоров.
- Собирайте детали проекта по мере их появления у вас в отдельную ёмкость с крышкой.
- Перед впаиванием деталей в плату проверяйте их номинал. Я целый день провозился с данной схемой прежде чем обнаружил ошибку — перепутанные резисторы делителя.
- Старайтесь искать ошибки в схеме утром, отдохнувшим. Порой, они очень простые, но в истощённом состоянии мозг их не замечает. Так вы будете испытывать меньше негативных эмоций при работе и отладке.
- Монтажный провод для макетирования легко добыть из ненужных кусков витой пары, главное, чтобы он был медным, а не обмеднёеным алюминиевым. Его очень удобно очищать от окислов абразивной губкой для маникюра, которая продаётся в косметических магазинах. Свежезачищенный идеально лудится и легко паяется.
- Берегите пальцы от ожогов. Они не должны страдать! Там, где хроническая травматизация и воспаление, там онкологические заболевания. Используйте пинцет.
Буду рад, если вдохновлю вас энтузиазмом и вы проведёте выходные с удовольствием, а так же узнаете что-то новое.
- электроника
- сопротивление
- опыты
- электрический ток
- напряжение
- операционный усилитель
- jscircuit
- симулятор
- ruvds_статьи
Школа миллиомметра как пользоваться
Сопротивление воды что это такое Вода в природных водоемах пребывает в непрерывном взаимодействии с воздухом, минералами земной коры и представляет собой сложный раствор, обогащенный неорганическими… Подробнее » Электропроводность воды в чем измеряется
Эпра что это такое
- автор: admin
- 25.01.2024
Устройство ЭПРА — назначение и эффект от его использования Светильники настенного и потолочного крепления с люминесцентными трубчатыми лампами на сегодня часто используются в повседневной жизни… Подробнее » Эпра что это такое
Экранированный кабель витая пара для чего
- автор: admin
- 25.01.2024
Витая пара в современных сетях Мы, специалисты «Мальтима Телеком», продолжаем публиковать справочные материалы по телеком-оборудованию и комплектующим в помощь специалистам. На этот раз речь пойдёт… Подробнее » Экранированный кабель витая пара для чего
Электрический щиток в квартире где расположить
- автор: admin
- 25.01.2024
Где НЕ стоит располагать электрощит Проектирование и монтаж электропроводки в частном доме — дело весьма ответственное и важное. Здесь стоит продумать все детально и предусмотреть… Подробнее » Электрический щиток в квартире где расположить
Школа миллиомметра как пользоваться
- автор: admin
- 25.01.2024
У вас большие запросы! Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу. Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного… Подробнее » Школа миллиомметра как пользоваться