Установка для автоматизованого вимірювання вольт-амперних характеристик

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorГуменюк, Дмитро Вікторович
dc.date.accessioned2020-05-21T15:44:30Z
dc.date.available2020-05-21T15:44:30Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenThe device, which allows automated measurement of volt-ampere characteristics of semiconductor devices, is developed. The device is implemented using the microcontroller of STM32F4 series, DAC, voltage–current transform circuit, voltage and current sensor and a laptop with LabVIEW programming environment. A wide range of current measurement is possible - from 25 μA to 800 mA with current control up to 0,4 μA. The digital voltage value from the microcontroller is transmitted to the AD5624R DAC via the SPI interface. AD5624R is a 12 bit four channel DAC with built-in voltage reference of 2,5 Volts. Using two DAC channels allowed to increase the resolution of voltage control to up to 12 μV. The voltage-current transform circuit consists of two precision operational amplifiers AD8510 and OP97 with low offset voltage, n-channel and p-channel field-effect transistors with low leakage current and threshold voltage. In the device it is important to control the offset voltage in order to provide a minimum initial current through the sample tested. The schematic is discussed for expanding the measurement range and compensating for the error of the zero code from the DAC. In the circuit, coarse control of the output voltage is implemented with a step of 1,2 mV, and fine control - with a step of 12 uV. Two channels of the DAC channel C and D were used for this purpose. The device circuit also provides compensation for the error of the zero DAC code. Among the resistive current sensors, we chose the INA226 chip, which can be purchased on the so-called "breakout" board. This sensor is one of the most accurate among analogues, containing a 16-bit ADC and providing digitized values of current and voltage at the output. The developed device has a linear dependence of the code to current. The linearity of current control is confirmed to have the correlation coefficient 99,9%. The approach to calibrate the device is described, which will minimize the error and expand the range of measurements. In order to correct the INA226 readings, correction coefficients are used, so that the approximated line equation for the precise voltmeter readings and the INA226 readings match. It is possible to use the approximated values of the current for obtaining the volt-ampere characteristic in the "subthreshold" region when the voltage on the sample is less than the threshold voltage and current values are low (less than 1 mA), and the correted values from INA226 for building the volt-ampere characteristic in the "upper threshold" region, when the voltage on the sample exceeds the threshold and current values are higher.uk
dc.description.abstractruПредложена установка, позволяющая автоматизировано измерять вольт-амперные характеристики полупроводниковых устройств. Реализована на базе микроконтроллера STM32, ЦАП, схемы преобразования напряжение - ток, датчика тока и напряжения и ноутбука с программой LabVIEW. Обеспечивается широкий диапазон измерения тока - от 25 мкА до 800 мА с шагом управления током в 0,4 мкА. Предложенная методика для калибровки устройства, позволяющего минимизировать погрешность и расширить диапазон измерений. Приведенная схема для увеличения точности управления током и компенсации погрешности нулевого кода от ЦАП. Продемонстрировано линейность управления током: коэффициент корреляции с прямой пропорциональностью составляет 99,9%.uk
dc.description.abstractukЗапропонована установка, що дозволяє автоматизовано вимірювати вольт – амперні характеристики напівпровідникових пристроїв. Реалізована на базі мікроконтролера STM32, ЦАП, схеми перетворення напруга – струм, датчика струму і напруги та ноутбука із програмою LabVIEW. Забезпечується широкий діапазон вимірювання струму – від 25 мкА до 800 мА із кроком керування струмом у 0,4 мкА. Запропонована методика для калібрування пристрою, що дозволяє мінімізувати похибку та розширити діапазон вимірювань. Наведена схема для збільшення роздільної здатності та компенсації похибки нульового коду від ЦАП. Продемонстровано лінійність керування струмом: коефіцієнт кореляції із прямою пропорційністю складає 99,9 %.uk
dc.format.pagerangeС. 39-45uk
dc.identifier.citationГуменюк, Д. В. Установка для автоматизованого вимірювання вольт-амперних характеристик / Гуменюк Д. В. // Електронна та Акустична Інженерія : науково-технічний журнал. – 2019. – Т. 2, № 4. – С. 39–45. – Бібліогр.: 12 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2617-0965.2019.2.4.164090
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/33695
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/uk
dc.sourceЕлектронна та Акустична Інженерія : науково-технічний журнал, 2019, Т. 2, № 4uk
dc.subjectвольт–амперна характеристикаuk
dc.subjectавтоматизована установкаuk
dc.subjectрозширення діапазону вимірюваньuk
dc.subjectVolt - ampere characteristicuk
dc.subjectautomated measurementsuk
dc.subjectexpansion of the range of measurementsuk
dc.subjectвольт-амперная характеристикаuk
dc.subjectавтоматизированная установкаuk
dc.subjectрасширение диапазона измеренийuk
dc.subject.udc62-529uk
dc.titleУстановка для автоматизованого вимірювання вольт-амперних характеристикuk
dc.title.alternativeDevice for Automated Measurement of Volt-Ampere Characteristicsuk
dc.title.alternativeУстановка для автоматизированного измерения вольт-амперных характеристикuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
EAI2019_2-4_p39-45.pdf
Розмір:
1.02 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Електронна та Акустична Інженерія: науково-технічний журнал, Т. 2, № 4