ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ
И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ (ВНИИФТРИ)
МЕТОДИКА ПОВЕРКИ
ИЗМЕРИТЕЛЯ Л2-22 h-ПАРАМЕТРОВ
МАЛОМОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
МИ 94-76
ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва - 1977
РАЗРАБОТАНА Всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ)
Директор В.К. Коробов
Руководитель темы Н.М. Крынин
Исполнитель А.С. Адлер
ПОДГОТОВЛЕНА К УТВЕРЖДЕНИЮ Сектором государственных испытаний и стандартизации ВНИИФТРИ
Руководитель сектора И.И. Турунцова
Исполнитель И.Ш. Генфон
УТВЕРЖДЕНА Научно-техническим советом ВНИИФТРИ 18 июля 1973 г. (Протокол № 9)
МЕТОДИКА
ПОВЕРКИ
ИЗМЕРИТЕЛЯ Л2-22 h-ПАРАМЕТРОВ
МАЛОМОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
МИ 94-76
Настоящая методика распространяется на измерители Л2-22 h-параметров маломощных транзисторов и устанавливает методы и средства их поверки.
1. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ
1.1. При проведении поверки должны выполняться следующие операции:
внешний осмотр (п. 4.1);
опробование (п. 4.2);
определение метрологических параметров (п. 4.3):
погрешности измерения h-параметров и параметра (1 - α) в схеме с общей базой (п. 4.3.1);
погрешности измерения параметров h11б и (1 - α) в схеме с общей базой при токах эмиттера менее 0,1 мА (п. 4.3.2);
погрешности измерения h-параметров в схеме с общим эмиттером (п. 4.3.3);
погрешности измерения параметра h11э в схеме с общим эмиттером при токах эмиттера менее 0,1 мА (п. 4.3.4);
погрешности установки сопротивления в цепи базы (п. 4.3.5);
погрешности измерения обратных токов Iко и Iэо и начального тока коллектора Iкп (п. 4.3.6);
погрешности установки напряжения на коллекторе (п. 4.3.7);
погрешности установки тока эмиттера (п. 4.3.8);
частоты генератора (п. 4.3.9);
2. СРЕДСТВА ПОВЕРКИ
2.1. При поверке следует применять средства, указанные в табл. 1.
|
Средство поверки |
Нормативно-техническая характеристика |
|
Частотомер цифровой типа Ч3-22 |
Диапазон частот 10 Гц - 12 МГц |
|
Милливольтмиллиамперметр M1109 |
Измеряемый ток 0,15 - 60 мА; измеряемое напряжение 15 - 3000 мВ, класс точности 0,2 |
|
Вольтомметр цифровой типа ВК7-10А/1 |
Измеряемое напряжение 10 - 1000 В; допускаемая погрешность ±0,2 % |
|
Измеряемое сопротивление 1 кОм - 10 МОм; допускаемая погрешность ±0,3 % |
|
|
Микроамперметр типа М1201 |
Измеряемый ток 0,3 - 750 мкА; класс точности 0,5 |
|
Магазин сопротивлений Р58 |
Сопротивление 0,1 - 111111 Ом; класс точности 0,1 |
|
Набор образцовых резисторов согласно табл. 2 - 10 настоящей методики |
Резисторы подобраны с погрешностью ±0,5 %. |
2.2. Разрешается применять другие аналогичные образцовые приборы с погрешностью измерения по крайней мере в 3 раза меньшей, чем погрешность измерения проверяемого параметра прибора Л2-22.
3. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ
3.1. При проведении поверки прибора Л2-22 должны соблюдаться следующие условия:
температура окружающей среды 293 ± 5 К (20 ± 5 °С);
атмосферное давление 100000 ± 4000 Н/м2 (750 ± 30 мм рт. ст.);
относительная влажность воздуха 65 ± 15 %;
напряжение питания сети переменного тока частотой 50 Гц ± 1 % и содержанием гармоник до 5 % должно быть 220 В ± 2 %.
Примечание. Допускается проводить поверку в условиях лаборатории, отличающихся от указанных выше, в том случае, если они не выходят за пределы рабочих условий, установленных для поверяемого прибора и контрольно-измерительной аппаратуры, применяемой при поверке.
3.2. Представленные на поверку приборы должны быть полностью укомплектованы (кроме ЗИП).
3.3. Предварительный прогрев поверяемого прибора и образцовых средств поверки проводят при номинальном напряжении питания в течение времени, указанного в технической документации.
3.4. При работе с поверяемыми и образцовыми приборами и вспомогательными средствами поверки необходимо соблюдать требования, указанные в технической документации на эти средства.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ
4.1. Внешний осмотр
При внешнем осмотре проверяют:
наличие видимых механических повреждений;
возможность установки на нуль электроизмерительного прибора с помощью механического нуль-корректора при выключенном питании;
легкость перемещения ручек настройки и возможность управления прибором в заданных пределах;
четкость фиксации переключателей и совпадение их указателей с отметками на соответствующих шкалах;
наличие предохранителей.
Перед включением прибора все ключи установить в среднее положение, а ручки установки режимов - в нулевое. Включить прибор и прогреть его в течение 15 мин.
Откалибровать прибор Л2-22, для чего следует:
перемкнуть выводы эмиттера и базы колодки для подключения транзисторов;
ключ «h11 - (1 - α)» поставить в положение «h11». Потенциометром «Уст. нуля h», расположенным на задней стенке прибора, установить стрелку отсчетного прибора на нулевую отметку. Убрать перемычку из колодки, поставить ключ h11 - (1 - α)» в среднее положение;
потенциометрам «Калибр. h» установить стрелку отсчетного прибора на конец шкалы (отметка «10»);
ключ «Общ. эмиттер - Общ. база - Токи» поставить в положение «Токи» и потенциометром «Уст. нуля» стрелку отсчетного прибора установить на нуль. Нажать кнопку «Калибр. тока» и потенциометром «Калибр. тока» стрелку отсчетного прибора установить на конец шкалы (отметка «10»);
вернуть ключ «Общ. эмиттер - Общ. база - Токи» в среднее положение.
Примечания:
1. Если пределы регулировки недостаточны, то необходимо воспользоваться соответствующими потенциометрами, оси которых выведены на заднюю стенку прибора.
2. За первые 2 ч работы возможен уход калибровки, поэтому в течение этого времени требуется проводить периодический контроль (через 15 - 20 мин.) и, если необходимо, подстройку калибровки.
4.3. Определение метрологических параметров
4.3.1. Определение погрешности измерения h-параметров и параметра (1 - α) в схеме с общей базой.
Указанные параметры проверяют путем измерения образцовых цепочек (сопротивлений), подключаемых к измерительной колодке прибора Л2-22. Схемы их подключения приведены на рис. 1.
Значения образцовых сопротивлений, соответствующие рекомендуемым значениям проверяемых параметров, приведены в табл. 2 - 5: для измерения параметра h11б - в табл. 2; для измерения параметра h22б - в табл. 3; для измерения параметра (1 - α) - в табл. 4; для измерения параметра h12б - в табл. 5.
Рис. 1. Схемы подключения образцовых сопротивлений
к гнездам измерительной колодки Л2-22 в схеме:
а - для
проверки h11б; б
- для проверки h22б;
в - для проверки (1 - α); г - для проверки h12б
|
Предел измерения h11б, Ом |
h11б, Ом |
R1, Ом |
Предел измерения h11б, Ом |
h11б, Ом |
R1, Ом |
|
10 |
3 |
100 |
50 |
||
|
5 |
95 |
||||
|
9,5 |
|
||||
|
30 |
15 |
300 |
150 |
||
|
30 |
300 |
||||
|
Предел измерения h22б·10-6 См |
h22б·10-6, См |
R2, кОм |
Предел измерения h22б·10-6 См |
h22б·10-6, См |
R2, кОм |
|
0,3 |
0,1 |
10000 |
3 |
1,5 |
666 |
|
0,15 |
6666 |
3 |
333 |
||
|
0,3 |
333 |
|
|
||
|
1 |
0,5 |
2000 |
10 |
5 |
200 |
|
0,95 |
1053 |
9,5 |
105,3 |
|
Предел измерения (1 - α) |
(1 - α) |
R3, Ом |
Предел измерения (1 - α) |
(1 - α) |
R3, Ом |
|
0,01 |
0,003 |
3,01 |
0,1 |
0,05 |
52,6 |
|
0,005 |
5,025 |
0,095 |
105 |
||
|
0,0095 |
9,6 |
|
|
||
|
0,03 |
0,015 |
15,3 |
0,3 |
0,15 |
176 |
|
0,03 |
30,9 |
0,3 |
429 |
|
Предел изменения h12б·10-3 |
h12б·10-3 |
R4, Ом |
R5, Ом |
|
0,3 |
0,1 |
3,33 |
33,3 |
|
0,15 |
5 |
33,3 |
|
|
0,3 |
10 |
33,3 |
|
|
1 |
0,5 |
16,65 |
33,3 |
|
0,95 |
31,6 |
33,3 |
|
|
|
1,5 |
50 |
33,3 |
|
3 |
100 |
33,3 |
В случае отсутствия указанных сопротивлений допускается использование других, близких по значению номиналов.
При этом зависимость между значениями проверяемых параметров и значениями образцовых сопротивлений выражается формулами:
|
h11б = R1; |
(1) |
|
|
(2) |
|
(3) |
|
|
(4) |
Погрешность измерения определяют по формулам:
для h-параметров
где hiрасч - расчетные значения параметров, приводимые в табл. 2, 3, 5 или определяемые по формулам (1) - (3); hiизм - показания стрелочного индикатора поверяемого прибора; hik - конечное значение рабочей части шкалы данного параметра; i - индекс h-параметра;
для параметра (1 - α)
где (1 - α)изм - показания стрелочного индикатора поверяемого прибора; (1 - α)расч - расчетное значение параметра, приводимое в табл. 3 или определяемое по формуле (4); (1 - α)k - конечное значение рабочей части шкалы. Погрешность измерения h-параметров и параметра (1 - α) не должна превышать ±5 %.
4.3.2. Определение погрешности измерения параметров h11б и (1 - α) в схеме с общей базой при токах эмиттера менее 0,1 мА.
Указанные параметры проверяют путем измерения образцовых цепочек, приведенных на рис. 1, а, в.
При проверке должен быть установлен ток I0 = 30 мкА.
Проверяемые отметки шкалы и значения образцовых цепочек выбирают в соответствии с табл. 2 и 4.
Погрешность измерения параметров h11б и (1 - α), определяемая по формулам (5) и (6), не должна превышать ±5 %.
Примечания к пп. 4.3.1 и 4.3.2:
1. При проверке указанных параметров ручки установки режима должны находиться в нулевом положении (за исключением ручки «Iв» при поверке по п. 4.3.2).
2. В качестве образцовых сопротивлений можно использовать магазины сопротивлений типа Р58 и подобранные сопротивления с погрешностью ±0,5 %. Для уменьшения погрешности измерения необходимо использовать подключающие провода минимальной длины.
3. Допускается подключение магазинов и сопротивлений к клеммам «Э», «Б», «К» на задней стенке прибора.
4.3.3. Определение погрешности измерения h-параметров в схеме с общим эмиттером.
Погрешность измерения указанных параметров определяют путем измерения образцовых цепочек (сопротивлений), подключаемых к гнездам «Э», «Б», «К» измерительной колодки поверяемого прибора.
Схемы и способы подключения образцовых цепочек приведены на рис. 2.
Рис. 2. Схемы соединения образцовых сопротивлений с
гнездами измерительной колодки прибора Л2-22:
а - для проверки h11э; б
- для проверки h22э; в - для
проверки h12э
Значения образцовых сопротивлений и рекомендуемые значения проверяемых параметров приведены в табл. 6 - 8: для измерения параметров h11э - в табл. 6; для измерения параметра h22э - в табл. 7; для измерения параметра h12э - в табл. 8.
|
Предел измерения h11э, кОм |
h11э, кОм |
R1, кОм |
Предел измерения h11э, кОм |
h11э, кОм |
R1, кОм |
|
0,3 |
0,1 |
3 |
1,5 |
||
|
0,15 |
3 |
||||
|
0,3 |
|
||||
|
1 |
0,5 |
10 |
5 |
||
|
0,95 |
9,5 |
||||
|
Предел измерения h22э·10-4, См |
h22э·10-4, См |
R2, кОм |
|
0,3 |
0,1 |
100 |
|
0,15 |
66,6 |
|
|
0,3 |
33,3 |
|
|
1 |
0,5 |
20 |
|
0,95 |
10,5 |
|
|
3 |
1,5 |
6,66 |
|
3 |
3,33 |
|
Предел изменения h12э·10-3 |
h12э·10-3 |
R4, кОм |
R5, кОм |
|
0,3 |
0,1 |
1000 |
|
|
0,15 |
1000 |
||
|
0,3 |
1000 |
||
|
1 |
0,5 |
1000 |
|
|
0,96 |
1000 |
||
|
3 |
1,5 |
1000 |
|
|
3 |
1000 |
||
В случае отсутствия указанных сопротивлений допускается использование других, близких по значению номиналов, рассчитываемых по формулам:
|
h11э = R1; |
(7) |
|
|
(8) |
|
(9) |
Погрешность измерения h-параметров определяют по формуле (5), где hiрасч - расчетные значения параметров, взятые из табл. 6 - 8 или определенные по формулам (7) - (9).
Погрешность измерения h-параметров не должна превышать ±5 %.
4.3.4. Определение погрешности измерения параметра h11э в схеме с общим эмиттером при токах эмиттера менее 0,1 мА.
Погрешность измерения параметра h11э определяют путем измерения образцового сопротивления, приведенного на рис. 2, а. При проверке ручкой «Iэ мка» должен быть установлен ток Iэ = 30 мкА.
Проверяемые отметки шкалы и значения образцовых цепочек выбирают в соответствии с табл. 6, причем проверке подлежат шкалы с пределами 1, 3 и 10 кОм.
Погрешность измерения параметра h11э, определяемая по формуле (5), не должна превышать ±5 %.
Примечание. Примечание к п. 4.3.2 относится и к пп. 4.3.3 и 4.3.4 (за исключением ручки «Iэ» при проверке по п. 4.3.4).
4.3.5. Определение погрешности установки сопротивления в цепи базы.
Сопротивление в цели базы, устанавливаемое дискретно, может быть равно 0; 100; 300 Ом; 1; 3; 10; 30; 100 кОм.
Для определения погрешности установки сопротивления в цепи базы необходимо:
ключ «Общ. эмиттер - Общ. база - Токи» поставить в положение «Токи»;
ключ «Iкн - Iко - Iэо» поставить в положение «Iкн», измеритель сопротивления (вольтомметр ВК7-10А/1) подключить к гнездам «Э» и «Б» измерительной колодки;
нажать кнопку «Калибр. тока» и отсчитать значение сопротивления;
Погрешность установки сопротивления
|
|
(10) |
где Rн - номинальное значение сопротивления; Rизм - измеренное значение сопротивления.
Погрешность установки сопротивления в цепи базы не должна превышать ±2 %.
4.3.6. Определение погрешности измерения обратных токов Iко, Iэо и начального тока коллектора Iкн.
Погрешность измерения токов Iко, Iэо и Iкн определяют путем измерения тока, проходящего через образцовые сопротивления.
Рекомендуемые значения образцовых сопротивлений и напряжения на коллекторе (эмиттере) приведены в табл. 9.
|
I, мкА |
R, МОм |
Uк Uэ, В |
I, мкА |
R, МОм |
Uк Uэ, В |
|
0,03 |
33,3 |
1 |
3 |
10 |
30 |
|
0,1 |
10 |
1 |
10 |
1 |
10 |
|
0,3 |
10 |
3 |
30 |
1 |
30 |
|
1 |
10 |
10 |
99 |
1 |
99 |
В случае отсутствия указанных сопротивлений допускается использование других номиналов, близких к рекомендованным. При этом действительное значение тока рассчитывают по формуле
где U - напряжение на коллекторе (эмиттере), измеренное вольтметром; R - образцовое сопротивление, МОм.
Для определения погрешности измерения токов Iко, Iэо и Iкн необходимо:
ключ «Общ. эмиттер - Общ. база - Токи» поставить в положение «Токи»;
с помощью потенциометра «Уст. нуля» установить нуль усилителя постоянного тока;
с помощью потенциометра «Калибр. тока» осуществить калибровку тока;
ключ «Iкн - Iко - Iэо» поставить в положение, соответствующее проверяемому параметру;
к гнездам «К» и «Б» измерительной колодки подключить образцовое сопротивление (при измерении Iэо - к гнездам «Э» и «Б»);
к гнездам «К» измерительной колодки и корпусу прибора подключить вольтомметр ВК7-10А/1 (при измерении тока Iэо - к гнездам «Э» и «Б»);
установить необходимое напряжение на коллекторе (эмиттере);
по отсчетному прибору отсчитать значение тока.
Погрешность измерения
где Iiн - показание стрелочного индикатора поверяемого прибора; Iiд - действительное значение тока, взятое из табл. 10 или рассчитанное по формуле (11); Iiк - конечное значение рабочей части шкалы стрелочного индикатора поверяемого прибора; i - индекс тока, погрешность измерения которого проверяется.
Погрешность измерения, вычисленная по формуле (12), не должна превышать ±5 %.
4.3.7. Определение погрешности установки напряжения на коллекторе
Погрешность установки напряжения на коллекторе проверяют в точках, равных 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 и 99 В.
Для определения погрешности установки напряжения на коллекторе необходимо:
ключ «Общ. эмиттер - Общ. база - Токи» установить в положение «Общ. база»;
к гнезду «К» измерительной колодки и корпусу прибора подключить вольтомметр типа ВК7-10А/1;
установить проверяемое значение напряжения на коллекторе;
отсчитать показания по вольтомметру ВК7-10А/1.
Погрешность установки напряжения на коллекторе
|
|
(13) |
где Uк.н. - номинальное напряжение на коллекторе, устанавливаемое с помощью переключателей; Uк.д. - действительное напряжение на коллекторе, отсчитываемое по вольтомметру ВК7-10А/1, В.
Погрешность установки напряжения не должна превышать ±3 %.
4.3.8. Определение погрешности установки тока эмиттера
Для определения погрешности установки тока эмиттера необходимо:
ключ «Общ. эмиттер - Общ. база - Токи» поставить в положение «Общ. база»;
к гнезду «Э» измерительной колодки и корпусу прибора подключить образцовый измеритель тока (М1204 или M1109 - в зависимости от значения измеряемого тока);
установить ток эмиттера, равный 30 мкА;
отсчитать показания по образцовому измерителю тока;
проварить точки 40, 50, 60, 70, 80, 90 мкА;
переключатель «Iэ мкА» поставить в положение «0»;
проверить точки 0; 1; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 12; 16; 20; 30 мА, устанавливая эти значения тока ручкой «Iэ мкА».
Погрешность установки тока эмиттера
|
|
(14) |
где Iэ.н - номинальное значение тока, установленное с помощью переключателей; Iэ.д - действительное значение тока, отсчитанное по шкале образцового прибора;
погрешность установки тока эмиттера не должна превышать ±3 %.
4.3.9. Определение частоты генератора
Частоту генератора поверяемого прибора определяют путем непосредственного измерения частоты измерителем частоты типа Ч3-22.
Для этого следует:
сигнал с клеммы «К» на задней стенке поверяемого прибора подать на вход частотомера;
ключ «Общ. эмиттер - Общ. база - Токи» поставить в положение «Общ. база»;
ключ «h12 - h22» поставить .в положение «h22»;
переключатель «Пределы h» поставить в положение «0,3».
Отсчитать показание частотомера Ч3-22. Измеренное значение частоты генератора должно находиться в пределах 640 - 960 Гц.
5. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ
5.1. Результаты поверки заносят в протоколы.
5.2. Если при поверке прибора Л2-22 его параметры не соответствуют нормам, указанным в техническом описании, или будут обнаружены механические или электрические неисправности, дальнейшую поверку прекращают.
5.3. На приборы Л2-22, соответствующие требованиям настоящей методики, выдают свидетельство о государственной поверке по форме, установленной Госстандартом СССР.
5.4. При ведомственной поверке допускается вносить в паспорт прибора отметку о поверке.
5.5. Приборы, не соответствующие требованиям настоящей методики, в обращение не допускаются и на них выдают справку с указанием причин негодности.
Методика поверки измерителя Л2-22 h-параметров маломощных транзисторов
СОДЕРЖАНИЕ