RU2685769C1 - Method of determination of transient thermal resistance of crystal-housing and thermal resistance of crystal-housing in the state of heat equilibrium of transistors with field control - Google Patents
Method of determination of transient thermal resistance of crystal-housing and thermal resistance of crystal-housing in the state of heat equilibrium of transistors with field control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685769C1 RU2685769C1 RU2018124029A RU2018124029A RU2685769C1 RU 2685769 C1 RU2685769 C1 RU 2685769C1 RU 2018124029 A RU2018124029 A RU 2018124029A RU 2018124029 A RU2018124029 A RU 2018124029A RU 2685769 C1 RU2685769 C1 RU 2685769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crystal
- temperature
- housing
- thermal resistance
- transistor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 34
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 11
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 5
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 claims description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005669 field effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2607—Circuits therefor
- G01R31/2608—Circuits therefor for testing bipolar transistors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2607—Circuits therefor
- G01R31/2608—Circuits therefor for testing bipolar transistors
- G01R31/2619—Circuits therefor for testing bipolar transistors for measuring thermal properties thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике измерения тепловых параметров компонентов силовой электроники и может быть использовано для определения переходного теплового сопротивления кристалл-корпус ZThJC(t) и теплового сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC транзисторов с полевым управлением, в частности биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) и полевых транзисторов с изолированным затвором (MOSFET) для контроля их качества.The invention relates to a technique for measuring thermal parameters of power electronics components and can be used to determine the transient thermal resistance of a crystal-body Z ThJC (t) and thermal resistance of a crystal-body in a state of thermal equilibrium R ThJC transistors with field control, in particular bipolar transistors with insulated gate (IGBT) and insulated gate field effect transistors (MOSFET) to control their quality.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является метод определения теплового сопротивления кристалл-корпус силовых полупроводниковых приборов , заключающийся в том, что полупроводниковый кристалл нагревают путем пропускания через него постоянного тока заданной амплитуды, измеряют в процессе нагревания значения его температурочувствительного параметра, в качестве которого используют прямое падение напряжения на кристалле, на интервале нагревания дополнительно измеряют температуру основания корпуса прибора в выбранной точке, запоминают эти значения, получая их зависимости от времени, прекращают нагрев полупроводникового кристалла при достижении заданного значения температуры корпуса и в режиме естественного охлаждения при подаче на кристалл коротких измерительных импульсов тока с амплитудой, равной амплитуде на этапе нагрева, и с длительностью и скважностью, минимально влияющих на тепловое равновесие прибора, измеряют и запоминают значения температурочувствительного параметра и температуры основания корпуса, получая их зависимости от времени уже на интервале охлаждения, при этом длительность интервала охлаждения tint выбирают из условия безусловного выполнения tint>>3τmax, где τmax – наибольшая тепловая постоянная конструкции прибора, определяют момент динамического равновесия на интервале нагрева и по полученным зависимостям вычисляют тепловое сопротивление переход-корпус в данный момент динамического равновесия [1].The closest technical solution to the present invention is a method for determining the thermal resistance of the crystal-case of power semiconductor devices, namely, that a semiconductor crystal is heated by passing a constant current of a given amplitude through it, and measuring its temperature-sensitive parameter, which is a direct the voltage drop across the crystal, in the heating interval, additionally measures the temperature of the base of the case when ora at the selected point, remember these values, getting their time dependencies, stop heating the semiconductor crystal when the set temperature of the case is reached and in the free cooling mode when short measuring current pulses are applied to the crystal with amplitude equal to the amplitude at the heating stage and with duration and the porosity that minimally affect the thermal equilibrium of the device, measure and memorize the values of the temperature-sensitive parameter and the temperature of the base of the case, getting them depending from the time already on the cooling interval, the duration of the cooling interval t int is chosen from the condition of unconditional execution t int >> 3τ max , where τ max is the largest thermal constant of the instrument design, determine the moment of dynamic equilibrium in the heating interval and calculate the thermal dependencies obtained transition-body resistance at the moment of dynamic equilibrium [1].
Первый недостаток известного решения обусловлен тем, что в процессе испытания в кристалле испытуемого прибора выделяется тепло, что непрерывно изменяет величину выделяемой в нем мощности. При этом возникают переходные тепловые процессы, влияние которых снижает точность способа.The first drawback of the known solution is due to the fact that in the process of testing in the crystal of the tested device, heat is generated, which continuously changes the amount of power released in it. When this occurs, transient thermal processes, the influence of which reduces the accuracy of the method.
Второй недостаток связан с использованием в качестве температурочувствительного параметра прямого падения напряжения на кристалле, которое нелинейно зависит от температуры. При этом наибольшая чувствительность измерения температуры кристалла испытуемого прибора достигается при наибольшем изменении мощности в кристалле испытуемого прибора. Это обуславливает снижение точности определения переходного теплового сопротивления кристалл-корпус ZThJC(t) и теплового сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC.The second drawback is associated with the use of a direct voltage drop across the crystal as a temperature-sensitive parameter, which non-linearly depends on temperature. In this case, the highest sensitivity of measuring the temperature of the crystal of the tested device is achieved with the greatest change in power in the crystal of the tested device. This leads to a decrease in the accuracy of determining the transition thermal resistance of the crystal body Z ThJC (t) and the thermal resistance of the crystal body in the state of thermal equilibrium R ThJC .
В известном решении при подаче измерительных импульсов на этапе охлаждения мощность каждого импульса определяется произведением постоянной величины тока и переменной для каждого импульса величины температурочувствительного параметра. Мощность каждого измерительного импульса отличается от предыдущего, что ведет к снижению точности калибровки температурочувствительного параметра и снижению точности определения переходного теплового сопротивления кристалл-корпус ZThJC(t) и теплового сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC.In the known solution, when applying measuring pulses at the cooling stage, the power of each pulse is determined by the product of a constant current value and a variable for each pulse of a value of a temperature-sensitive parameter. The power of each measuring pulse differs from the previous one, which leads to a decrease in the calibration accuracy of the temperature- sensitive parameter and a decrease in the accuracy of determining the crystal-body transient thermal resistance Z ThJC (t) and the crystal-body thermal resistance in thermal equilibrium state R ThJC .
Технический результат заключается в повышении точности определения переходного теплового сопротивления кристалл-корпус ZThJC(t) и теплового сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC транзисторов с полевым управлением.The technical result is to increase the accuracy of determining the transition thermal resistance of the crystal-body Z ThJC (t) and the thermal resistance of the crystal-body in a state of thermal equilibrium R ThJC transistors with field control.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе определения переходного теплового сопротивления кристалл-корпус ZThJC(t) и теплового сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC транзисторов с полевым управлением нагрев испытуемого транзистора осуществляют путем пропускания через него постоянного тока при условии поддержания в структуре испытуемого транзистора выделяемой в ней мощности постоянной заданной величины PH, при этом на этапе нагрева одновременно измеряют значения температуры корпуса и температурочувствительного параметра, по которым получают их зависимости от времени нагрева. При достижении температуры корпуса испытуемого транзистора заданного значения прекращают нагрев и на последующем этапе естественного охлаждения подают измерительные импульсы тока прямоугольной формы с амплитудой, при которой в структуре транзистора поддерживается величина постоянной мощности равная мощности PH, которая выделялась на этапе нагрева, и при длительности и скважности которых выделяемая электрическая энергия минимально влияет на тепловые процессы в структуре испытуемого транзистора. В качестве температурочувствительного параметра при этом используют напряжение на затворе испытуемого транзистора UG. Измерительные импульсы тока подают через промежуток времени не менее 2τ после прекращения нагрева, где τ – значение тепловой постоянной кристалл-корпус в соответствии с данными паспорта испытуемого транзистора. При этом при подаче каждого измерительного импульса измеряют и сохраняют значения температуры корпуса TC(n) и температурочувствительного параметра UG(n), где n – порядковый номер измерительного импульса, получают функцию взаимосвязи температуры кристалла и температурочувствительного параметра TJ(UG), вычисляют переходное тепловое сопротивление кристалл-корпус ZThJC(t) на интервале нагрева по формуле:The essence of the invention lies in the fact that in the method for determining the transient thermal resistance of the crystal casing Z ThJC (t) and the thermal resistance of the crystal casing in a state of thermal equilibrium R ThJC transistors with field control, the test transistor is heated by passing a direct current through it a transistor test structure allocated therein a constant power setpoint P H, wherein in the heating step simultaneously measured values of the body temperature and the tempera urochuvstvitelnogo parameter, which receive them, depending on the heating time. When the temperature of the body of the test transistor reaches the specified value, the heating is stopped and at a subsequent stage of natural cooling, measuring current pulses of rectangular shape with amplitude are supplied, at which the transistor structure maintains a constant power equal to the power P H , which was released at the heating stage and at the duration and duty cycle which the released electric energy minimally affects the thermal processes in the structure of the tested transistor. In this case, the gate voltage of the test transistor U G is used as the temperature-sensitive parameter . Measuring current pulses are supplied at least 2τ after the termination of heating, where τ is the value of the thermal constant crystal-housing in accordance with the passport data of the test transistor. At the same time, when applying each measuring pulse, the temperature of the case T C (n) and temperature sensitive parameter U G (n) are measured and stored, where n is the ordinal number of the measuring pulse, the function of the interconnection of the crystal temperature and temperature sensitive parameter T J (U G ) is obtained, calculate the transitional thermal resistance of the crystal body Z ThJC (t) on the heating interval by the formula:
где TJ(UG(t)) – зависимость температуры кристалла испытуемого транзистора от времени нагрева t, полученная через функцию взаимосвязи температуры кристалла испытуемого транзистора и температурочувствительного параметра TJ(UG) и зависимость температурочувствительного параметра от времени нагрева UG(t), TC(t) – зависимость температуры корпуса от времени нагрева t, PH – известная величина постоянной мощности, и определяют тепловое сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC испытуемого транзистора равным значению переходного теплового сопротивления кристалл-корпус ZThJC(t) на постоянном участке этой характеристики.where T J (U G (t)) is the dependence of the crystal temperature of the test transistor on the heating time t, obtained through the function of the interrelation of the crystal temperature of the test transistor and the temperature-sensitive parameter T J (U G ) and the temperature-dependent parameter dependence on the heating time U G (t) , T C (t) - dependence of the body temperature of the heating time t, P H - a known value of constant power, and determining the thermal resistance in the junction-case thermal equilibrium R ThJC test transistor at the value f rehodnogo thermal resistance junction-case Z ThJC (t) at the constant portion of this characteristic.
На фиг. 1 представлены диаграммы, поясняющие осуществление заявленного способа; на фиг. 2 изображено в общем виде устройство, которое может быть использовано при реализации заявленного способа. FIG. 1 presents diagrams explaining the implementation of the claimed method; in fig. 2 shows a general view of a device that can be used in the implementation of the claimed method.
Устройство содержит выпрямитель 1, вход которого подключен к питающей сети переменного напряжения, к выходу которого подключен фильтр 2. Выход фильтра 2 подключен к стабилизатору напряжения 3, первый выход которого подключен к первому входу регулирующего элемента 4. Регулирующий элемент 4 является нагрузкой и представляет собой транзистор с полевым управлением (в частности, IGBT, MOSFET). Второй выход стабилизатора напряжения 3 через резистивный датчик тока 5 соединен со вторым входом регулирующего элемента 4. Выход резистивного датчика тока 5 соединен со вторым входом усилителя обратной связи 6, к первому входу усилителя обратной связи 6 подключен регулируемый опорный элемент 7. Выход усилителя обратной связи 6 соединен с управляющим входом регулирующего элемента 4 [2].The device contains a
Способ определения переходного теплового сопротивления кристалл-корпус и теплового сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия транзисторов с полевым управлением реализуется следующим образом.The method for determining the transient thermal resistance of the crystal-case and thermal resistance of the crystal-case in the state of thermal equilibrium of transistors with field control is implemented as follows.
На первом этапе от момента t0 до момента t1 осуществляют нагрев испытуемого транзистора известной постоянной мощностью PH путем пропускания через него тока. Поддержание постоянной мощности на испытуемом транзисторе может осуществляться с помощью регулируемого стабилизатора мощности [2]. Структура стабилизатора мощности представлена на фиг. 2. Испытуемый транзистор включают в качестве нагрузки 4 устройства.At the first stage, from the time t 0 to the time t 1 , the tested transistor is heated with a known constant power P H by passing a current through it. Maintaining a constant power on the test transistor can be carried out using an adjustable power regulator [2]. The structure of the power stabilizer is shown in FIG. 2. The transistor under test includes 4 devices as a load.
В качестве температурочувствительного параметра используется напряжение на затворе испытуемого транзистора UG. На всем интервале нагрева от момента времени t0 до момента t1 одновременно измеряют значения температурочувствительного параметра UG и значения температуры корпуса TC, получая их зависимости от времени нагрева UG(t) и TC(t). Измерение температуры корпуса TC может производиться, например, в расположенной под центром полупроводникового кристалла точке.As the temperature-sensitive parameter uses the voltage at the gate of the test transistor U G. Over the entire heating interval from the time point t 0 to the moment t 1, the values of the temperature-sensitive parameter U G and the values of the case temperature T C are measured simultaneously, obtaining their dependences on the heating time U G (t) and T C (t). The case temperature measurement T C can be made, for example, at a point located under the center of the semiconductor crystal.
В момент времени t1, как показано на фиг. 1, останавливают нагрев испытуемого транзистора. Момент времени t1 определяют по достижении заданного значения температуры корпуса TCF. Значение температуры корпуса TCF должно находиться в диапазоне величин, при которых обеспечивается безопасная работа испытуемого транзистора.At time t 1 , as shown in FIG. 1, stop heating the test transistor. The time t 1 is determined by the achievement of the setpoint temperature of the housing T CF. The body temperature value T CF must be in the range of values at which the safe operation of the transistor under test is ensured.
На интервале естественного охлаждения температуры кристалла и корпуса испытуемого транзистора выравниваются, и через промежуток времени не менее 2τ, где τ – значение тепловой постоянной кристалл-корпус согласно данных паспорта испытуемого транзистора, температуры корпуса и полупроводникового кристалла являются практически одинаковыми. In the period of natural cooling, the temperatures of the crystal and the housing of the transistor under test are equalized, and after a time interval of at least 2τ, where τ is the value of the thermal constant crystal-case according to the data of the test transistor, the temperatures of the case and semiconductor crystal are almost the same.
Момент времени t2 соответствует задержке времени более 2τ от момента окончания нагрева t1, с момента времени t2 и далее на всём интервале естественного охлаждения допустимо придерживаться равенства:The time t 2 corresponds to a time delay of more than 2τ from the moment the heating ends t 1 , from the time t 2 and further along the whole free cooling interval, it is permissible to adhere to the equality:
TC = TJ, (1)T C = T J , (1)
где TC – температура корпуса, TJ – температура полупроводникового кристалла.where T C is the case temperature, T J is the temperature of the semiconductor crystal.
На интервале естественного охлаждения от момента времени t2 до t3 на испытуемый транзистор подают измерительные импульсы тока прямоугольной формы при условии поддержания в структуре транзистора заданной постоянной величины мощности PH равной мощности, которая выделяется в структуре транзистора на этапе нагрева, как показано на фиг. 1.In the natural cooling interval from time point t 2 to t 3 , rectangular measuring current pulses are applied to the transistor under test, provided that a fixed constant power P H in the transistor structure is maintained equal to the power that is released in the transistor structure at the heating stage, as shown in FIG. one.
При действии каждого измерительного импульса одновременно измеряют и сохраняют значения температуры корпуса и температурочувствительного параметра TC(n) и UG(n), где n – порядковый номер измерительного импульса. Длительность и скважность измерительных импульсов тока должны минимально влиять на тепловые процессы в испытуемом транзисторе.Under the action of each measuring pulse, the temperatures of the body and the temperature-sensitive parameter T C (n) and U G (n) are simultaneously measured and stored, where n is the sequence number of the measuring pulse. The duration and duty cycle of the measuring current pulses should minimally influence the thermal processes in the transistor under test.
С учетом (1) полученный набор значений TC(n) преобразуют в TJ(n). Выполняют математическую обработку полученных наборов значений TJ(n) и UG(n), в результате получая функцию взаимосвязи температуры кристалла и температурочувствительного параметра TJ(UG).In view of (1), the resulting set of values of T C (n) is converted to T J (n). Perform a mathematical processing of the obtained sets of values of T J (n) and U G (n), resulting in a function of the relationship of the crystal temperature and temperature-sensitive parameter T J (U G ).
Известно, что переходное тепловое сопротивление кристалл – корпус ZThJC(t) определяется как температурная реакция испытуемого транзистора на мгновенное изменение мощности потерь [3]: It is known that the transient thermal resistance of a crystal - a body Z ThJC (t) is defined as the temperature response of the test transistor to an instantaneous change in power loss [3]:
где ΔP – скачок мощности потерь, ΔT(t) – изменение температуры кристалла относительно его корпуса в момент времени t.where ΔP is the power loss of the losses, ΔT (t) is the change in the temperature of the crystal relative to its body at the moment of time t.
С увеличением времени t переходное тепловое сопротивление кристалл-корпус ZThJC(t) выходит на постоянный участок, значения ZThJC(t) на постоянном участке равны значению теплового сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC.With an increase in time t, the transitional thermal resistance of the crystal-body Z ThJC (t) goes to a constant segment, the values of Z ThJC (t) on a constant segment are equal to the thermal resistance of the crystal-body in the thermal equilibrium state R ThJC .
В предлагаемом способе мощность в испытуемом транзисторе до начала интервала нагрева равна нулю, а на интервале нагрева скачок мощности потерь ΔP равен известной постоянной мощности PH.In the proposed method, the power in the test transistor before the start of the heating interval is zero, and in the heating interval power loss ΔP is equal to the known constant power PH.
Используя полученные на интервале нагрева зависимости UG(t) и TC(t), а также функцию взаимосвязи TJ(UG), вычисляют переходное тепловое сопротивление ZThJC(t) на интервале нагрева от t0 до t1 по формуле:Using the dependencies U G (t) and T C (t) obtained on the heating interval, as well as the interconnection function T J (U G ), the transition thermal resistance Z ThJC (t) is calculated over the heating interval from t 0 to t 1 using the formula:
где TJ(UG(t)) – зависимость температуры кристалла испытуемого транзистора от времени нагрева t, полученная через функцию взаимосвязи температуры кристалла испытуемого транзистора и температурочувствительного параметра TJ(UG) и зависимость температурочувствительного параметра от времени нагрева UG(t), TC(t) – зависимость температуры корпуса от времени нагрева t, PH – известная величина постоянной мощности.where T J (U G (t)) is the dependence of the crystal temperature of the test transistor on the heating time t, obtained through the function of the interrelation of the crystal temperature of the test transistor and the temperature-sensitive parameter T J (U G ) and the temperature-dependent parameter dependence on the heating time U G (t) , T C (t) is the dependence of the case temperature on the heating time t, P H is the known value of constant power.
Тепловое сопротивление кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC определяют равным значению переходного теплового сопротивления ZThJC(t) на постоянном участке этой характеристики.The thermal resistance of the crystal-body in the state of thermal equilibrium R ThJC is determined to be equal to the value of the transition thermal resistance Z ThJC (t) on a constant part of this characteristic.
Применение в заявленном способе нагрева испытуемого транзистора электрическим током при условии поддержания заданной величины постоянной мощности, выделяемой в его структуре, позволяет устранить погрешности измерения мощности и повысить точность определения переходного теплового сопротивления кристалл-корпус ZThJC(t) и теплового теплового сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC. Application in the inventive method of heating the test transistor with an electric current, provided that the specified value is maintained at a constant power released in its structure, makes it possible to eliminate power measurement errors and improve the accuracy of determining the transient thermal resistance of the crystal body Z ThJC (t) and the thermal thermal resistance of the crystal body thermal equilibrium state R ThJC.
Осуществление испытания транзисторов при условиях обеспечения стабилизированной мощности, выделяемой в испытуемом приборе, использовании, позволяет исключить влияние переходных тепловых процессов на результаты измерений, что повышает точность определения переходного теплового сопротивления кристалл-корпус ZThJC(t) и, соответственно, теплового сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC.Testing transistors under the conditions of providing stabilized power released in the device under test, using, makes it possible to eliminate the influence of transient thermal processes on the measurement results, which improves the accuracy of determining the transient thermal resistance of the Z-body crystal T (t) and, accordingly, the thermal resistance of the crystal-body in a state of thermal equilibrium R ThJC .
Использование в качестве температурочувствительного параметра напряжения на затворе испытуемого транзистора UG, зависимость которого от температуры линейна, позволяет получать данные о температуре кристалла при постоянной мощности, выделяемой в испытуемом транзисторе, с более высокой точностью, что обуславливает повышение точности определения переходного теплового сопротивления кристалл-корпус ZThJC(t) и, соответственно, теплового сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC.Use as a temperature-sensitive parameter of the gate voltage of the test transistor U G , which is linearly dependent on temperature, allows obtaining data on the crystal temperature at a constant power released in the test transistor with higher accuracy, which leads to an increase in the accuracy of determining the transient thermal resistance of the crystal-body Z ThJC (t) and, accordingly, the thermal resistance of the crystal-body in the state of thermal equilibrium RThJC.
Использование измерительных импульсов тока при условии стабилизации заданной постоянной мощности выделяемой в полупроводниковом кристалле, что и на интервале нагрева, повышает точность определения взаимосвязи температуры кристалла и температурочувствительного параметра, что также позволяет повысить точность определения переходного теплового сопротивления кристалл-корпус ZThJC(t) и, соответственно, теплового сопротивления кристалл-корпус в состоянии теплового равновесия RThJC.The use of measuring current pulses, provided the stabilization of a given constant power released in a semiconductor crystal, as in the heating interval, improves the accuracy of determining the relationship between the crystal temperature and the temperature-sensitive parameter, which also improves the accuracy of determining the transient thermal resistance of the crystal-body ZThJC (t) and, respectively , thermal resistance of the crystal-body in the state of thermal equilibrium RThJC.
Источники информацииInformation sources
1. RU 2240573, МПК G01R 31/26, опубл. 20.11.2004.1. RU 2240573, IPC G01R 31/26, publ. 11/20/2004.
2. RU 179908, МПК G05F 1/66 (2006.01), опубл. 29.05.2018.2. RU 179908, IPC
3. Воронин П. А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение / П.А. Воронин. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Издательский дом Додэка-XXI, 2005. – 384 с.3. Voronin P. А. Power semiconductor switches: families, characteristics, application / P.А. Voronin. Ed. 2nd, Pererab. and add. - M .: Dodeka Publishing House-XXI, 2005. - 384 p.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124029A RU2685769C1 (en) | 2018-07-03 | 2018-07-03 | Method of determination of transient thermal resistance of crystal-housing and thermal resistance of crystal-housing in the state of heat equilibrium of transistors with field control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124029A RU2685769C1 (en) | 2018-07-03 | 2018-07-03 | Method of determination of transient thermal resistance of crystal-housing and thermal resistance of crystal-housing in the state of heat equilibrium of transistors with field control |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2685769C1 true RU2685769C1 (en) | 2019-04-23 |
Family
ID=66314784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018124029A RU2685769C1 (en) | 2018-07-03 | 2018-07-03 | Method of determination of transient thermal resistance of crystal-housing and thermal resistance of crystal-housing in the state of heat equilibrium of transistors with field control |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2685769C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2720185C1 (en) * | 2019-08-02 | 2020-04-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for measuring thermal resistance of transition-housing and thermal constants of transition-housing of crystals of semiconductor articles in an electronic module |
| CN114779036A (en) * | 2022-04-20 | 2022-07-22 | 西安交通大学 | Power device thermal distribution measurement method and system with time and space resolution |
| CN114814514A (en) * | 2022-05-06 | 2022-07-29 | 扬州扬杰电子科技股份有限公司 | Method for testing by using current leakage of TVS (transient voltage suppressor) |
| RU2787328C1 (en) * | 2022-04-08 | 2023-01-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for measuring transition-case thermal resistance and transition-case thermal time constant of a semiconductor product |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2240573C1 (en) * | 2003-04-22 | 2004-11-20 | Флоренцев Станислав Николаевич | Express method for measuring body transfer heat resistance of power semiconductor devices |
| RU2300115C1 (en) * | 2006-02-02 | 2007-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Mode of definition of thermal resistance transition-body of power of semi-conductive devices fulfilled in a body |
| JP2010107432A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Method of integrated test of semiconductor and semiconductor testing device |
| RU2402783C1 (en) * | 2009-08-04 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of measuring thermal impedance of semiconductor diodes |
| US20140021973A1 (en) * | 2012-07-18 | 2014-01-23 | Espec Corp. | Apparatus and method for power cycle test |
| RU2516609C2 (en) * | 2012-09-10 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Method for determination of thermal resistance for junction field-effect transistors |
| US20150003492A1 (en) * | 2013-06-27 | 2015-01-01 | Fuji Electric Co., Ltd. | Thermal resistance measuring method and thermal resistance measuring device |
-
2018
- 2018-07-03 RU RU2018124029A patent/RU2685769C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2240573C1 (en) * | 2003-04-22 | 2004-11-20 | Флоренцев Станислав Николаевич | Express method for measuring body transfer heat resistance of power semiconductor devices |
| RU2300115C1 (en) * | 2006-02-02 | 2007-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Mode of definition of thermal resistance transition-body of power of semi-conductive devices fulfilled in a body |
| JP2010107432A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Method of integrated test of semiconductor and semiconductor testing device |
| RU2402783C1 (en) * | 2009-08-04 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of measuring thermal impedance of semiconductor diodes |
| US20140021973A1 (en) * | 2012-07-18 | 2014-01-23 | Espec Corp. | Apparatus and method for power cycle test |
| RU2516609C2 (en) * | 2012-09-10 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Method for determination of thermal resistance for junction field-effect transistors |
| US20150003492A1 (en) * | 2013-06-27 | 2015-01-01 | Fuji Electric Co., Ltd. | Thermal resistance measuring method and thermal resistance measuring device |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Н.Н. Беспалов, М.В. Ильин, "Исследование термочувствительного параметра полупроводниковых диодов", Технические и естественные науки: проблемы, теория, эксперимент, Вып. V, Саранск: Ковылк. тип., 2005, С. 29-31. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2720185C1 (en) * | 2019-08-02 | 2020-04-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for measuring thermal resistance of transition-housing and thermal constants of transition-housing of crystals of semiconductor articles in an electronic module |
| RU2787328C1 (en) * | 2022-04-08 | 2023-01-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for measuring transition-case thermal resistance and transition-case thermal time constant of a semiconductor product |
| CN114779036A (en) * | 2022-04-20 | 2022-07-22 | 西安交通大学 | Power device thermal distribution measurement method and system with time and space resolution |
| CN114814514A (en) * | 2022-05-06 | 2022-07-29 | 扬州扬杰电子科技股份有限公司 | Method for testing by using current leakage of TVS (transient voltage suppressor) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2516609C2 (en) | Method for determination of thermal resistance for junction field-effect transistors | |
| RU2685769C1 (en) | Method of determination of transient thermal resistance of crystal-housing and thermal resistance of crystal-housing in the state of heat equilibrium of transistors with field control | |
| US9261539B2 (en) | Method for measuring an electrical current and apparatus for this purpose | |
| Strauss et al. | Measuring the junction temperature of an IGBT using its threshold voltage as a temperature sensitive electrical parameter (TSEP) | |
| US11674856B2 (en) | System and method for estimating junction temperatures of a power semiconductor module | |
| US20210325258A1 (en) | System and method for determining the thermal resistance of a power semiconductor device | |
| Bahun et al. | Estimation of insulated-gate bipolar transistor operating temperature: simulation and experiment | |
| HU186066B (en) | Method and apparatus for measuring coefficient of heat transfer | |
| Davidson et al. | Measurement and characterization technique for real-time die temperature prediction of MOSFET-based power electronics | |
| US8628240B2 (en) | Temperature measurement using a diode with saturation current cancellation | |
| RU2300115C1 (en) | Mode of definition of thermal resistance transition-body of power of semi-conductive devices fulfilled in a body | |
| CN109211963A (en) | System and method for detecting thermal resistance of heat-conducting material | |
| CN104122469B (en) | Method for increasing measured seebeck coefficient accuracy of thermoelectric material | |
| RU2613481C1 (en) | Method of digital integrated circuits transient thermal characteristics measuring | |
| TWI221905B (en) | Feedforward temperature control of device under test | |
| RU2698512C1 (en) | Method for automated monitoring of thermal resistances of semiconductor devices | |
| Sarkany et al. | Effect of power cycling parameters on predicted IGBT lifetime | |
| US11313819B2 (en) | Thermal analysis of semiconductor devices | |
| RU2787328C1 (en) | Method for measuring transition-case thermal resistance and transition-case thermal time constant of a semiconductor product | |
| RU2707757C1 (en) | Method of reducing measurement error of temperature with electric bridge | |
| Туз et al. | Voltage spectral structure of the thermocouple with temperature dependent wires | |
| Askarova et al. | High accuracy impedance measurements of the rootage system used in investigating its condition by the EIS method | |
| RU2654353C1 (en) | Method of measuring component of thermal resistance of powerful semiconductor instruments | |
| Pawłowski | Single sensor hot-wire anemometer based on thermal time constant estimation | |
| RU2766066C1 (en) | Method for measuring the transient response of digital integrated microchips |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200704 |