Стабилитроны полупроводниковые прецизионные. Метод измерения времени выхода на режим

УДК 621.382.072.2.001.4:006.314

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА

СТАБИЛИТРОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

ПРЕЦИЗИОННЫЕ

Метод измерения времени выхода на режим
Semiconductor diodes.
Reference zener diodes. Method for measuring
warm—up time.
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 26 октября 1977 г. № 248S срок действия установлен
с 01.01 1979 г.
Д'
Несоблюдение стандарта преследуется по закону «Z
Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые прецизионные стабилитроны (далее — стабилитроны), имеющие нормированную временнўю нестабильность напряжения стабили- зации и устанавливает метод измерения времени выхода стабили­тронов на режим t вых© • Общие условия при измерении времени выхода на режим должны соответствовать требованиям ГОСТ 18986.0—74.

1. АППАРАТУРА

1.1. Относительная погрешность измерения времени выхода на режим не должна выходить за пределы ±20 % с вероятностью 0,95.
1.2. Номинальные значения электрических, температурных ре- жимов измерения напряжения стабилизации, а также способ за­крепления стабилитронов при измерении времени выхода на ре­жим должны быть указаны в стандартах или другой нормативно­технической документации на стабилитроны конкретных типов (далее — стандартах).
1.3. Измерение следует производить на установке, структур­ная электрическая схема которой приведена на чертеже.

Переиздание. Март 1983 г.

Допускается применение электрической схемы без источника опорного напряжения (клеммы ХК1 и XR2 закорочены).

2. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ

2.1. Напряжение источника опорного напряжения должно быть близким по значению к Uст и определено из условия
I £4т— Ua.o.n I + І Д^Лт I >
где U„—номинальное измеряемое напряжение стабилизации, В;
XUп—допустимый разброс напряжения стабилизации от но­минального значения, В;
Uи.о.н,— напряжение источника опорного напряжения, В;
U ш—используемый предел измерительного прибора, при­меняемого при измерениях, В.
2.2. Погрешность задания и поддержания напряжения источни­ка опорного напряжения и погрешность измерительного прибора за время измерений должны соответствовать выражению
I Ди.о.н |2+ I Аи.п Г<0,9 I XU I2,
где Ди.о.н — абсолютная погрешность задания и поддержания на­пряжения источника опорного напряжения, В;
Ди.п—абсолютная погрешность измерительного прибора, В; XU — абсолютная погрешность измерения напряжения ста­билизации, В (см. обязательное приложение).
2.3. Входное сопротивление измерительного прибора и блока защиты должно соответствовать условию

где г сг — дифференциальное сопротивление стабилитрона в ре­жиме измерения, Ом;
и.о н —внутреннее сопротивление источника опорного напря­жения, Ом.
2.4. 'Минимальное изменение входного сигнала, регистрируемое измерительным прибором, не должно превышать значения абсо* лютной погрешности измерения напряжения стабилизации АІЛ-
2.5. За время измерения абсолютная величина погрешности за­дания и поддержания тока стабилизации А/ в амперах должна соответствовать условию
Д1/
1<ф-ст+0,01аст.Ус2т Япер.окр)
где R
пер.окр — общее тепловое сопротивление стабилитрона в режиме измерения, °С/Вт.
2.6. Коэффициент пульсации тока стабилизации в процентах должен соответствовать условию
Кп< 10 У-£— • (5)
" L/ст
При этом максимальное значение коэффициента пульсации тока не должно превышать 1,0 %.
2.7. Падение напряжения на контактной системе и проводах, подключающих измеряемый стабилитрон к источнику опорного напряжения и измерительному прибору, не должно превышать 0,1 At/.
2.8. Изменение температуры объема, в котором расположен из­меряемый стабилитрон, А0 в °С должно быть не более
(но не превышать ±5°С)
где о?сттаах — максимальный температурный коэффициент нап­ряжения стабилизации, %/°С.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Время выхода стабилитрона на режим /Вых е следует опре­делять измерением трех значений напряжения стабилизации.
3.2. В положении 1 выключателя S предварительно прогрева­ют измерительную установку; устанавливается тепловое равнове­сие стабилитрона с окружающей средой.
Для измерений выключатель 5 ставят в положение 2 и че­рез стабилитрон пропускают ток /ст , при котором производят оп­ределение времени выхода стабилитрона на режимах с учетом требований пп. 2.5, 2.6.
*
3.3.
3.4. Через равные интервалы времени Д/ в трех временных точках измеряют напряжение стабилизации. Первое измерение напряжения стабилизации производят одновременно с включени­ем электрического режима стабилитрона.
Интервалы времени Ы определяют для стабилитронов конк­ретных типов в зависимости от предполагаемого разброса £вых9в соответствии с обязательным приложением 1.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Определяют коэффициент К\ в 1/с по формуле
К = •2,3 1g U*~U±— , (7)
Л1 Ы 18 u3-ut { )
где Д/— интервал времени, через который производились измерения напряжения стабилизации, с;
Ui, U2, U3— значения напряжения стабилизации, измеренные в трех последовательных временных точках через интервал Д t, В.
4.2. Определяют коэффициент /С2 по формуле
и3-иг
4.3. Время выхода стабилитрона на режим /ВЬ1Х а в секундах определяют по формуле
где б U„ — временная нестабильность напряжения стабилизации для данного типа стабилитрона, %;
tQT — интервал времени, за который нормируется вре­менная нестабильность напряжения стабилизации, приведенный в стандартах, с.
При значениях /ст>600 с расчет проводят по упрощенной форму­ле

ПРИЛОЖЕНИЕ

Обязательное

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ИНТЕРВАЛА ВРЕМЕНИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ПОГРЕШНОСТЕЙ

]. Выбор оптимального интервала времени
1.1. Находят пределы изменения коэффициентов К\ и Кг-
1.1.1. Максимальное (минимальное) значение коэффициента в В задают в стандартах или определяют в зависимости от конкретных условий измерений по формулам
^2max = 0,01acTmax ^пер.окр I (1)
Чпіп = 0-01«СТт1п./СТ.[72СТ Кперокр, но не менее 2 , (2) где Д’] — температурный коэффициент скорости охлаждения (нагревания);
Ki — тепловая амплитуда напряжения разогрева;
aCTrnax ; (a<:Tmin ) — максимальное (минимальное) значение температурного ко­эффициента напряжения стабилизации стабилитронов конкретных типов (%/0 С).
1.1.2. Пределы изменения коэффициента 7^ в 1/с должны указываться в стандартах или определяться на основании значений коэффициента по фор­мулам
_ 2-3^з 'Чпіп'100
lm'n ^bmxN & WCT-{7CT
2,ЗХз ^2max '10°
1п,ах ^BbixN WCT-UCT
где t BblxN — время выхода стабилитрона на режим, с, определяемое по фор­муле
ZBbixN = Ка*выхетах . (5)
где t выхв — максимальное время выхода стабилитрона на режим, с, вызванное тепловым прогревом стабилитрона, указанное в стандартах;
Лз — коэффициент нестабильности I, устанавливаемый в стандартах в зависимости от величины нормированной вре­менной нестабильности напряжения стабилизации.
1.2. По графику (черт. 1 настоящего приложения) находят для одной и той же ординаты У значения абсцисс X] и Х2, чтобы удовлетворялось равенств!
7(1 ^1шах
1.3. Вычисляют значение А/ по формуле
2. Установление погрешности измерения напряжения и погрешности задания интервалов времени.
2.1. По графикам (черт. 1 и черт. 2) находят значения ординат У и Z, со­ответствующие
График зависимости
1+ЛА< g cth ~2~^

2.2. Абсолютную погрешность измерения напряжения стабилизации AU в вольтах и относительную погрешность задания интервалов времени 6Д/ в отно­сительных единицах с учетом времени измерения прибора следует устанавли­вать из соотношения
2°%>-|^]/ду2(М+Л^+і)2+(8ЛОа
ito

Черт. 2
где М, N, L — коэффициенты влияния в сВ~’, определяемые по формулам:
К = у —і Z;
Л1щ1п’Л2тіп
2<ст-й~~<ст'^‘т1п у
— Ka (1—Є_*ст'К1тіп)
'ат1п'
при tci >600 с в формуле (8) при расчете полагать L = 0.
Пример расчета
Исходные данные:
Шст= 0,001%;
аст = 0,005%/°С; max
аст = 0,0005%/°С;
, ,Tmln
^е.т- 10 В;
/ст = 10 мА;
*пер.окр“ 300°С/Вт;
^xN=100c. Кз=1;
/ст=3600 с.
1. Находим значения А2тах , Латт в В по температурному коэффициенту и ст
K2mgx»0,01-0,005-300-10-10~3-102=0,015;
/с2тіп~0-01'0>0005’300’10 10“3’1°2=0’0015:
2в{/ст1/с.т -
ЇОО =0,0002 , что меньше X2mjn =0,0015
2. Находим область определения Ki в с-1 по формулам (3) и (4)
2.3 , 0,0015-100
100 1g 0,001-10 —2,72-10 ;
2,3 0,015-100
Літах= 100 lg 0,001-10 =5,01-10—я.
3. Находим значение Д/ по черт. 1 настоящего приложения.
Из условия
^іщіп Лгтах
определяем по графику черт. 1 приложения, значение абсцисс X] и Х2 для од­ной и той же ординаты У таким образом, чтобы
Хі Літах 5,01 , ол
х* ~ ЛітІп - 2,72 -1’84-
В результате получаем значения Хі= 1,2; Х2=2,2, соответствующие одному и тому же значению У = 5,2.
После чего вычислим значение Д/ в с по формуле
Хі 1,2
Д/- к - 2,72-ю-2 -44 '
^пнп ’
4. Определяем по графикам черт. 1, 2 настоящего нриложения значения У и Z, соответствующие Хі = 1, 2;
К=5,2; 2=3,5.
5. Определяем значения коэффициентов влияния в с-В-1

^•O,D
= 2,72-10~«-0,0015 =0'34‘l°6
Так как ?ст;>600 с, то полагаем L=0.
6. Назначаем погрешность задания интервалов времени, исходя из возмож­ностей измерительного оборудования. Полагая относительную погрешность за­дания интервалов времени равной 10%, получаем величину абсолютной погреш­ности 4,4 с, что легко выполнимо для применяемого измерительного оборудо­вания.
Исходя из полученного значения 6Д t, записываем для определения абсо­лютной погрешности измерения напряжения Д U в В
* 100
20> ~їдо-/(Д£/)а • (0,69+0,34)3-1012-f-(0,1 ■ 100)8 , откуда получаем
400> (Д{/)2(1,03)2-1012+100;
Д6/=17.107б
Таким образом, получаем значение абсолютной погрешности, с которой должно проводиться измерение напряжения при заданных исходных данных, равным 17 мкВ. Погрешность задания интервалов времени при этом рав­на 10%.
Изменение № 1 ГОСТ 18986.20—77 Стабилитроны полупроводниковые' преци­зионные. Метбд измерения времени выхода на режим
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 04.11.86
-№ 3385 срок введения установлен
с 01,03:87
По всему тексту стандарта заменить обозначение: t вых в на /«ых.
Вводную часть после слов «выхода на режим» дополнить словами: «и требования безопасности».
(Продолжение см. с. 354)
(Продолжение изменения к ГОСТ 18986.20—77)
Пункт 1.1. Исключить слово: «Относительная»; заменить слова: «вероят­ностью 0,95». на «доверительн