RU2003128C1

RU2003128C1 - Способ определени теплового сопротивлени переход - корпус полупроводниковых диодов

Info

Publication number: RU2003128C1
Authority: RU
Inventors: В чеслав Андреевич Сергеев; Виктор Васильевич Юдин
Original assignee: Уль новский политехнический институт
Priority date: 1992-02-11
Filing date: 1992-02-11
Publication date: 1993-11-15

Abstract

Использование: контроль качества полупроводниковых диодов. Сущность изобретени : на диод подают греющие импульсы тока, амплитуда которых модулируетс по гармоническому закону с периодом, на пор док большим тепловой посто нной времени переход-корпус данного вида диодоа 8 промежутках времени между действием греющих импульсов тока поддерживают начальный ток диода Выдел ют и измер ют переменные составл ющие огибающей напр жени и мощности 2 ил.

Description

Изобретение относитс к технике измерени параметров полупроводниковых диодов и может быть использовано на входном и выходном контроле качества и дл оценки их температурных запасов,

Известен метод измерени теплового сопротивлени переход-корпус диодов с использованием зависимости пр мого напр жени диода от температуры при разогреве его импульсами пр мого тока, заключающийс в 7ом, что исследуемому диоду задают небольшой по величине пр мой начальный ток 1Нач, исключающий саморазогрев диода, подают на диод греющие им- пульсы пр мого тока, измер ют рассеиоаемую в диоде мощность и измер ют изменение пр мого напр жени диода, используемого в качестве температурочув- ствительного параметра Urn

Недостатком способа вл етс больша погрешность измерени амплитуды импульса напр жени Urn, измен ющегос по экс- поненциальному закону, а также погрешность, вызванна вли нием остаточного потенциала на диоде спадающего во времени после окончани действи греющего импульса тока (см. например.Викулин И.М., Стафеев В.И. Физика полупроводниковых приборов. - М.; Сов.радио, 1980, с. 51). В этом случае происходит уменьшение амплитуды напр жени . Утп (см. ГОСТ 19656.18-84) Диоды полупроводниковые СВЧ. Методы измерени теплового сопротивлени переход-корпус и импульсного теплового сопротивлени , с. 15, 16), Дл ус- транени этой погрешности в известном способе необходимо увеличить начальный ток диода нач, однако такое увеличение приведет к потере чувствительности при измерении изменени напр жени Urn за счет резкого увеличени крутизны ВАХ диода, и измерение амплитуды импульса Urn аппа- ра. -1ыми средствами, примен емыми в известном способе, сделаетс невозможным.

Цел изобретени - повышение точности измерени теплового сопротивлени переход-корпус диодов.

Цель достигаетс тем, что на контролируемый диод подают греющие импульсы тока , а в промежутке времени между ними пропускают посто нный начальный ток нач в пр мом направлении от источника тока, создающим падение напр жени на диоде, используемого в качестве электрического температурочувствительного параметра, при этом амплитуда греющих импульсов тока измен ют(модулируют) по гармоническому закону с известным периодом Тм, превышающем на пор док тепловую посто нную времени гт.п-к переход-корпус данного типа диодов, а начальный ток диода 1нач поддерживаетс посто нным, выдел ют огибающую напр жени температурочувствительного параметра и измер ют ее амплитуду на частоте модул ции QM (2л:Тм)1.

Дл повышени точности измерени амплитуду напр жени измер ют с помощью селективного вольтметра.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем, Амплитуда пр моугольных греющих импульсов тока (см. фиг. 2а), протекающих через диод в пр мом направлении , модулируетс по гармоническому закону . Напр жение на диоде в момент действи греющих импульсов тока будет измен тьс по периодическому закону

20

U(t) уп1п(дм-Но)/to,

О)

где рт- температурный потенциал; to - обратный ток диода; IAM - ток разогрева диода. В результате можно показать, что греюща мощность будет измен тьс по гармоническому закону вида

P(t) Pcp + APcosQMt,(2)

где ДР - амплитуда модул ции греющей мощности, котора определ етс произведением действующего значени огибающей тока I на действующее значение огибающей напр жени U:

ДР -U.(3)

Начальный ток диода Нач, протекающий

в промежутках времени между действи ми греющих импульсов тока, поддерживаетс посто нным и под действием переменной греющей мощности за период модул ции Тм создает переменное падение напр жени Urn на диоде.

Выбира период модул ции Тм из услови гг.к-с Тм тт.п-к, где т т.к-с - теплова посто нна времени корпус-среда диода, а также период следовани греющих

импульсов тока Т«гт.п-к, напр жение Urn будет отслеживать изменение греющей мощности АР. Измерение греющей мощности ДР можно осуществить ограничива ток и напр жение на уровне lorp и Uorp (см. фиг.

2а и 26). Тогда измер выделанную амплитуду переменной составл ющей температурочувствительного параметра 11тп на частоте модул ции Ом и измер изменение греющей мощности диода, нетрудно определить величину теплового сопротивлени переход-корпус RTD-K:

RT .n-к итп/Кт -АР, , где АР - изменение греющей мощности;

Кт - известный температурный коэффициент напр жени температурочувстви- тельного параметра.

Дл увеличени полезного сигнала, а следовательно и точности измерени , необходимо длительность греющих импульсов тока выбирать из услови Т ГиЗ: Т/2 и(или) увеличивать глубину модул ции тока.

Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, структурна схема которого показана на фиг. 1, а эпюры, по сн ющие работу устройства, на фиг. 2.

Устройство содержит исследуемый диод ИД, источник начального тока 1, источник греющего тока 2, генератор управл ющих импульсов 3, усилитель-ограничитель 4. вольтметр действующего значени 5, осциллограф б, инвертирующий усилитель-ограничитель 7, детектор 8, селективный вольтметр 9, токосъемный низкоомный резистор R, электронный коммутатор тока Kt и коммутатор К2.

Способ осуществл ют на примере этого устройства следующим образом.

На один вход электронного коммутатора К1 поступает начальный ток нач диода с источника тока 1, на второй вход поступает греющий ток диода с источника 2, измен ющийс по гармоническому закону с частотой Ои и имеющий положительное посто нное смещение. Коммутатор К1 переключаетс с частотой следовани греющих импульсов тока генератором управл ющих импульсов 3. С выхода коммутатора К1 греющие импульсы тока, модулированные по амплитуде (см, фиг. 2а) поступают на последовательно

соединенные исследуемый диод ИД и токосъемный резистор R. Импульсы тока на то- косъемном резисторе R преобразуютс в импульсы напр жени , которые через контакты коммутатора К2.1 подаютс на усилитель-ограничитель 4 и вольтметр действующего значени 5. Резистор R закорачиваетс контактами коммутатора К2.2 при измерении падени напр жени -Уид в

момент протекани греющих импульсов тока, которое также через контакты коммутатора К2,1 поступает на усилитель-ограничитель 4 и вольтметр 5. Усилитель-ограничитель 4 ограничивает

снизу измер емый сигнал на величину наименьшей амплитуды огибающей греющего тока lorp (см. фиг. 2а)и напр жени на диоде Uorp (см. фиг. 26). Тогда, прин в коэффициент усилени усилител 4 равным единице,

значение изменени греющей мощности АР будет равно произведению показаний вольтметра 5 при измерении действующего значени тока и напр жени ДР IU. Осциллограф 6 предназначен дл контрол

смещени тока и напр жени греющей мощности. Инвертирующий усилитель-ограничитель 7 выдел ет напр жение темпера- турочувствительного параметра Утл при законченном резисторе R (см. фиг. 2в). Это

напр жение детектируетс детектором 8 и измер етс селективным вольтметром 9 нэ частоте модул ции.

(56) ГОСТ 19656.15-84. Диоды полупровод- пиковые СВЧ. Методы измерени теплового сопротивлени переход-корпус и импульсного теплового сопротивлени , с. 4,

Claims

Формула изобретени

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕХОД - КОРПУС ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ, включающий подачу на контролируемый диод j греющих импульсов тока, в промежутках , между которыми через диод пропускают посто нный начальный ток и измер ют падение напр жени на диоде, а также определение греющей мощности и теплового

сопротивлени по полученным значени м, отличающийс тем, что амплитуду греющих импульсов тока модулируют по гармоническому закону с периодом, на пор док большим тепловой посто нной времени

переход - корпус дл данного типа диодов, а при измерении падени напр жени на диоде и определении греющей мощности измер ют и определ ют амплитуду переменной составл ющей с частотой модул ции соответствующих величин.

ФигЛ,