Diode Reverse Recovery Tester

Op 1 september 2009 01:04:32 schreef free_electron:
een van de bedenkingen die ik heb bij de manier waarop er gemeten wordt door de in dit topic gebruikte methode is de timing relatie tussen de scoop kanalen.
dit moet weggeijkt worden !!! en dat kan alleen met een digitale machine

Zolang dezelfde probes of even lange kabels worden gebruikt zullen de looptijden voor beide kanalen hetzelfde zijn.

Dan heb je, neem ik aan, wel gematchte kabels/probes nodig voor hoge snelheden. Of een line stretcher

Dat valt allemaal wel mee. Een 50 Ω coax van 1 meter lengte van heeft een looptijd van ongeveer 4,5 ns. Dus als een kabeltje een cm langer of korter is lig je daar niet echt wakker van.

Dat is waar, ik gooide wat zaken door elkaar. Bij een vna maakt dat wel uit maar dat komt niet door de looptijd maar door de fase.

Even een (OT) zijsprong:
Hoe is de (wiskundige) relatie tussen de looptijd, delay en velocityfactor, dus kan je mbv een de rest terug rekenen. Zover ik dacht: De looptijd wordt bepaald door de snelheid van het licht en dan afgeremd door de velocity factor van de kabel en komt dus met een bepaalde delay aan ten gevolge van die velocity factor. Nu is de looptijd volgens mij de tijd die hij werkelijk nodig heeft (TDR meting) en de delay het verschil tussen die looptijd en de tijd die het zou kosten zonder vertraging (dus in lucht).

Daarop door filosoferend. Een coax lijn geeft verlies en vertraging, Zou open lijn (shielded TP) in sommige tijd kritische metingen zoals hier, geen betere optie zijn. De misaanpassing is geen punt, de scoop is toch 1Mohm (bij hoogohmig meten dus)

Een scoop is 1Mohm//12-15pF. Bij dit soort metingen spelen die 15pF mee. Verder krijg je snel reflecties bij misaanpassingen.

Vertraging is geen probleem mits die bekend is en bij metingen meegenomen wordt of, waar mogelijk door gelijke kabels gecompenseerd wordt.

Maar coax is 50 ohm dus die misaanpassing is er toch. De capaciteit van openlijn is echter veel kleiner dan die van coax. Van STP denk ik echter weer hoger en kippenladder als meetsnoer niet echt handig leuk om eens probes te meten met TDR en de VNA

Ik heb ook even snel wat metingen gedaan met een diode in serie met 50 ohm, parallel daaraan weer 50 ohm. De flanktijd van mijn FG is behoorlijk groot en soms zie je ook dat de FG niet hard genoeg is (plaatje 2 en 3)

1N4148 diode

BYV26-200

En natuurlijk een 1N4001

Overigens je kan de matching van je probes heel makkelijk controlleren door ze even parallel aan de generator te hangen. Bij een goede scoop met gelijke probes en goede compensatie zou je geen problemen mogen verwachten.

Mooie plaatjes !

Welke trigger momenten heb je gebruikt? Ik neem aan dat de crosshairs in je laatste twee plaatjes zijn, en rechts de waarde van de RRT t_s.

Trigger je op de stroom (geel) of spanning (blauw) ?

Mooie plaatjes. Maar dat is alleen de storage tijd. Zie ik dat nu fout of worden er hier dingen door elkaar gehaald. We willen de RRT meten maar de meeste plaatsjes tonen alleen de storagetijd terwijl de transition time veel langer is (raar trouwens ik zou ze andersom benoemd hebben, eerst vind er transition naar hun eigenn kant plaats en daarna worden ze weer "opgeslagen" )

Wat gelijk bij al dit soort digitale plaatjes opvalt is hoe "beroerd" de gemiddelde blokgolf eigenlijk is. Als je een storage tijd wil meten van bv 10nS en de fall tijd van de blokgolf is al bijna 20nS dan moet dat elkaar beinvloeden.

Ik heb ook nog wat geprobeerd. Een 1n4148 kan ik niet meten. De scoop is daar te beperkt voor. Ik kwam voor een 1n4007 op een storage time van 2,15uS (gemeten in het midden van de bocht en een RRT van totaal 10,125uS. Bij de 1N4001 was er iets vreemds. de RRT is 10,215uS maar de Ts daarvan was maar 1,29uS. De electronen en gaten gaan dus sneller terug maar het recombineren, dus het herstel van de p en n laag zelf duurt langer.

Een OA85 is ook grappig. Deze geeft 1mS RRT waarvan 2,5uS Ts. Dat laatste bijna net zo snel/traag als een 1n4007 maar dan daarna met een enorme transition time. Ik heb diverse germanium geprobeerd en die doen dit allemaal maar nog vreemder is dat ze dit effect geven in het positieve deel. ik dacht eerst dat het streepje fout stond maar ze hadden het allemaal. De RRT las ik dus boven de nul lijn af. Kan iemand van jullie eens een germanium diode proberen voor ik aan mezelf ga twijfelen.

Een BY127 was onverwacht snel voor zo'n oud lijk. RRT was 6,9uS terwijl de Ts maar liefst 3,4uS was.

Instellingen: -15V tot +5V in 50 ohm, generator als stroombron. Periode positief 212uS en negatief 981uS. Gemeten met een 1:1 op een tweede scoop tijdens de test: -7,15V en +3V. Rise en fall tijd 6nS (volgens het manual van deze pulsgenerator.

OOk geprobeerd met de timer te meten en dat lijkt te werken. Ik kan de triggerpunten goed kiezen maar ik heb net een paar dagen het manual dus ik moet nog uit vinden hoe ik de markers zichtbaar maak zodat ik ook weet waar ik zit. (-5V bij stijgen of dalen bv). Op de een of andere hele zieke manier scheppen de ontwikkelaars van meetapparatuur er een hels genoegen in om allerlei belangrijke aansluitingen achterop te maken. leuk hoor. Daar kan je dan nooit meer bij zonder de hele boel af te stapelen.

Op 3 september 2009 12:49:28 schreef fred101:
Ik kwam voor een 1n4007 op een storage time van 2,15uS (gemeten in het midden van de bocht en een RRT van totaal 10,125uS. Bij de 1N4001 was er iets vreemds. de RRT is 10,215uS maar de Ts daarvan was maar 1,29uS.

Is je ook opgevallen dat dit per exemplaar/fabrikant sterk verschilt? Ik had hele oude 1N4001 van ITT en dat was de verhouding t_s : t_t iets van 1:1 terwijl andere 1 op 5 waren. Of het nou een 1N4001, 1N4004 of 1N4007 was maakte niet zoveel uit.

Dat was me ook opgevallen, dacht dat ik iets fout deed maar dat hij jij dus ook.

Op 3 september 2009 15:07:30 schreef flash2b:
[...]
- 1N4148 nog niet getest omdat mijn tester daar teveel stroom doorheen zou persen, of kan ie 125 mA aan? Bovendien is mijn kleinste tijdbasis 500ns50ns/DIV.
- Ik zal de AA119 en OA81 eens testen, maar dan moet ik dus de stroom beperken met een extra weerstand anders gaat ie kapot.
- Een BY299 is soortgelijk ook met een verhouding 1:1

[Bericht gewijzigd door flash2b op maandag 7 september 2009 23:23:47 (76%)]

Bij 20 graden omgeving mag de 1N4148 tot 200mA.

Op 3 september 2009 15:11:13 schreef Frederick E. Terman:
Bij 20 graden omgeving mag de 1N4148 tot 200mA.

En dat geld voor een effectieve waarde van de stroom, gepulseerd mag je doorgaan met de stroom verhogen totdat de maximale dissipatie word bereikt, er elektromigratie optreed in het kristal of de bounding wires smelten

resultaten

• 1N4148
  Jammer genoeg kan ik deze diode niet meten omdat ik maar 50ns/DIV aan kan. Ik zie wel dat de diode in sper geleid. Dat wordt dus tzt een nieuwe scope
• AA119 en OA81
  Beide geven een vreemd resultaat. Ik zie namelijk bijna niks, maar kan me niet voorstellen dat deze oude Ge dioden zo snel zijn (zie verhaal fred101). Met mijn test signaal in de laagste stand (100Hz, 80% duty cycle) kan ik een TRR van maximaal 2ms meten. Is zo'n OA81 dan nog langzamer als dat ??
• 1N5817
  Dit is een schottky diode die een TRR heeft van 1 tot 10ns. Ook deze kan ik nauwelijks meten.
  
  Al met al vind ik dat ik met de tester redelijk veel kan vaststellen en verschillen kan zien. Beperking is eigenlijk de aangesloten scope.
  
  Als iemand het Ge diode verhaal van fred101 kan controleren, zou dit wel interessant zijn.

Net even een Ge-diode gemeten, volgens mij een AA119. Mooi snel met een reverse recovery time van ongeveer 4 ns.
Dat jij niet zoveel ziet kan ook liggen aan jou signaalbron. Als ik aan de hand van de plaatjes in jou startpost de flankstijlheid moet inschatten is deze niet geweldig groot.

Op 8 september 2009 01:31:08 schreef Freddy:
Net even een Ge-diode gemeten, volgens mij een AA119. Mooi snel met een reverse recovery time van ongeveer 4 ns.

Dank je freddy. 4ns wordt moeilijk met mijn scope.....

De flanken kunnen idd nog wel beter, van het weekend maar een snellere Op Amp erin stoppen.

Op 8 september 2009 01:31:08 schreef Freddy:
Net even een Ge-diode gemeten, volgens mij een AA119. Mooi snel met een reverse recovery time van ongeveer 4 ns.

4ns voor de totale RRT, dat is echt snel. Wat is de transition time dan wel niet, dat moet dan minder dan een nS zijn. Vandaar dat ik het omgekeerd zag. Ik zat dus naar een forward reactie te kijken. Ik vond mijn meting ook al zo traag aangezien dat soort diodes vaak ik diode meetkopjes worden gebruikt tot over 1GHz

Ik heb net een stapel boekjes van Tektronix binnen. Splinternieuw en uit 1969. Een ervan gaat helemaal over halfgeleiders en dan met name mbt curve tracing. Ook een heel hoofdstuk over RRT. Hierbij wordt nog vermeld dat de DUT houder van groot belang is en metingen goed gedocumenteerd moeten zijn. De RRT kan per DUT houder al significant verschil maken. De diode moet een bijna integraal deel van de transmissie lijn worden. Ze gebruiken in het boek een constructie met stripline. (ze deden die meting toen al met een risetime van 600pS, T111 puls gen in 1969 !!!) Ze gebruiken zo te zien ook een instelbare forward bias stroom en meten met een stepgenerator die minder dan 1V doet in 50 ohm. (boek is gericht op radio techniek en niet schakeltechniek)

Dat DUT houder verschil lijkt me eigenlijk wel logisch. Dat verschil heb ik ook gemerkt. Ze deden het toen met sampling scopes (zo'n ding wil ik ook nog eens, ik was net te laat voor een HP van 1GHz, moet ik toch een keer aan zo'n digitaal geval ben ik bang)

Ik ben in ieder geval nu een curvetracer met step-generator aan het bouwen. Is geschikt voor Torren en Fets maar in het boek testen ze er ook diodes mee.

@fred101

Zo'n DUT houder, hoe ziet die er precies uit ?
Zo iets:

Een curve tracer heb ik ook gebouwd, trouwens zijn die dingen ook geschikt voor UJTs.

een curve tracer.. dat zou nog een leuk idee zijn voor een volgend project
waar heb je je schema vandaan gehaalt om de curve tracer te maken?

[offtopic]

Op 9 september 2009 15:11:52 schreef eagle987:
een curve tracer.. dat zou nog een leuk idee zijn voor een volgend project
waar heb je je schema vandaan gehaalt om de curve tracer te maken?

Dynamische curve-tracer voor actieve onderdelen. Deze is vooral leuk omdat hij de sper als actieve gebied van NPN/PNP transistor, N-JFET/P-JFET, Diode, UJT kan laten zien.
[/offtopic]

Ik denk dat dat idd een DUT houder is. Ik heb nog nooit een echte gezien.

De mijne wordt met alleen torren en een UJT gemaakt. Ik heb nu de regelbare voedingen, de multivibrator, sync en de stepper met ujt klaar. Die lijken ook te werken alleen op 100Hz ipv 200 omdat ik nog niet de juiste trafo/gelijkrichting gebruik. Ik hoop wel dat ik er een heb liggen. 2x35V is een wat rare waarde anders maar via een variac. Mooi excuus om mijn lang geplande allround voeding af te maken, geen labvoeding maar een hele dikke trafo met aftakkingen om de 50V die ik wil combineren met een variac, V/A meters, gloeilamp in serie, reformatie uitgang enz. en dan zo dat ik AC en DC (ongestabiliseerd) heb. Dan heb ik iets van 0-2000 VDC en iets van 0-700VAC. Altijd handig

Het is weer even geleden maar nu ik een nieuwe scoop (rigol ds1102e) heb moest ik natuurlijk dit experiment herhalen. Dit keer ook een DUT houder gemaakt en aangesloten zoals Freddy adviseerde. Helaas staat niet alle info in het plaatje zoals bij xenibol Ik weet nog niet zo goed hoe hij werkt) Ik kon nog wel markers invoegen.
http://www.hamforum.nl/viewtopic.php?f=80&t=1134

Aansluitend op dit heb ik ook de capaciteit van diodes gemeten ivm die rare spike in het begin. Die is bij sommige diodes best groot.
http://www.hamforum.nl/viewtopic.php?f=80&t=1189&p=4885#p4885

@Fred

Hoe loopt alles nou naar die dut-houder? Heb je daar ook een overzichtsfoto van?

Bij de RRT staat er een foto bij. Een coax van pulsgenerator in stroombron stand naar T stuk, De ene kant van de T op de DUT houder, de andere via een 50 ohm, inline terminator naar kanaal 1, na de DUT een tweede T . Vandaar gaat er weer een coax met inline terminator naar de scoop, kanaal 2 en de andere kant naar een 50W, 50 ohm dummy.