[go: up one dir, main page]

SU1310754A1 - Method of determining junction-case thermal resistance of digital integrated circuits - Google Patents

Method of determining junction-case thermal resistance of digital integrated circuits Download PDF

Info

Publication number
SU1310754A1
SU1310754A1 SU853912623A SU3912623A SU1310754A1 SU 1310754 A1 SU1310754 A1 SU 1310754A1 SU 853912623 A SU853912623 A SU 853912623A SU 3912623 A SU3912623 A SU 3912623A SU 1310754 A1 SU1310754 A1 SU 1310754A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
thermal resistance
integrated circuit
integrated circuits
digital integrated
temperature
Prior art date
Application number
SU853912623A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Андреевич Сергеев
Геннадий Федорович Афанасьев
Борис Николаевич Романов
Виктор Васильевич Юдин
Original Assignee
Ульяновский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ульяновский политехнический институт filed Critical Ульяновский политехнический институт
Priority to SU853912623A priority Critical patent/SU1310754A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1310754A1 publication Critical patent/SU1310754A1/en

Links

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  контрол  качества цифровых интегральных микросхем (НС). Цель изобретени  - повышение точности измерени  теплового сопротивлени  ИС. Устройство, реализующее способ, содержит контактную колодку 1 дл  подключени  цифровой ИС, источник 2 питани , генератор 3 переключающих импульсов, модул тор 4, генератор 5 гармонических колебаний, масштабный усилитель 6, селективный вольтметр 7. На логические элементы ИС подают имг пульсы, частоту которых модулируют по гармоническому закону с периодом, на пор док большим тепловой посто нной времени данного вида ИС, Переменную составл ющую электрического тем- пературочувствительного параметра измер ют на частоте модул ции. 1 ил. 19 (Л О5 о 01 4The invention can be used to control the quality of digital integrated circuits (HC). The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the thermal resistance of the IC. A device that implements the method contains a terminal block 1 for connecting a digital IC, a power supply source 2, a generator of 3 switching pulses, a modulator 4, a harmonic oscillator 5, a large-scale amplifier 6, a selective voltmeter 7. The logic elements of the IC are supplied with pulses modulated according to a harmonic law with a period that is by an order of magnitude longer than the thermal constant of the time of a given type of IC, the variable component of the electrical temperature-sensitive parameter is measured at the modulation frequency. 1 il. 19 (L O5 about 01 4

Description

1 1eleven

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  качества цифровых интегральных микросхем и оценки их температурных запасов,The invention relates to a measurement technique and can be used to control the quality of digital integrated circuits and to estimate their temperature reserves,

Цель изобретени  - повышение точности измерени  теплового сопротивлени  интегральных микросхем путем измерени  переменной составл ющей тем пературочувствительного параметра при модул ции разогревающей мощности за счет частотной модул ции импульсов , подаваемых на вход микросхемы.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the thermal resistance of integrated circuits by measuring the variable component of the temperature-sensitive parameter when modulating the heating power due to the frequency modulation of the pulses applied to the input of the microcircuit.

Цель достигаетс  тем, что логическое состо ние одного или нескольких логических элементов (ЛЭ) интегральной схемы измен ют путем подачи на их входы переключающих импульсов и измер ют температурочувствительный параметр того ЛЭ, логическое состо ние которого не измен етс , при этом частоту следовани  переключающих импульсов измен ют (модулируют) по гармоническому закону с известной амплитудой и периодом 1, превьшаю- щим на пор док тепловую посто нную времени переход корпус данного типа микросхем, и измер ют переменную составл ющую температурочувствитель- ного параметра на частоте модул цииThe goal is achieved by changing the logic state of one or several logic elements (LE) of an integrated circuit by applying switching pulses to their inputs and measuring the temperature-sensitive parameter of that LE whose logical state does not change, while the switching pulse frequency changes according to a harmonic law with a known amplitude and a period of 1, which exceeds by an order of magnitude the thermal constant of time, the transition of the body of a given type of microcircuit, and the variable component emperaturochuvstvitel- Nogo parameter on the frequency modulation

QM ()QM ()

Дл  повышени  точности измерени  амплитуду температурочув ствительно го параметра на частоте модул ции Q /« измер ют с помощью селективного вольтметра.To improve the accuracy of measurement, the amplitude of the temperature-sensitive parameter at the modulation frequency Q / "is measured using a selective voltmeter.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. Мощность Р, рассеиваема  микросхемой, возрастает линейно с частотой переключени  FThe essence of the proposed method consists in the following. The power P dissipated by the microcircuit increases linearly with the switching frequency F

РС RS

KP-F,KP-F,

(1)(one)

где РО - средн   мощность, рассеиваема  микросхемой при частоте переключени  F, стрем щейс  к нулю;where PO is the average power dissipated by the chip at a switching frequency F, tending to zero;

Кр - крутизна зависимости P(F) В частности, дл  МОП- и КМОП-микросхем РО , а КKp is the steepness of the P (F) dependence. In particular, for MOS and CMOS ICs PO, and K

V с ИV with AND

.xMon - h - н.xMon - h - n

р.МОПR.MOP

cu; cu;

соответственно, где С - емкостна  нагрузка щины синхросигналов; и,, - амплитуда синхросигналов; С„ - емкость нагрузки микросхемы; Uf, - напр жение источника питани  микросхемы.respectively, where C is the capacitive load of the sync signal; and ,, - the amplitude of the sync signals; С „is the load capacity of the microchip; Uf, is the power supply voltage of the microcircuit.

Таким образом, при изменении частоты переключени  по законуThus, when changing the switching frequency according to the law

F FO + uf . cos ,Fo fo uf. cos,

тt

где FU - средн   частота переключени ;where FU is the average switching frequency;

uf - девиаци  частоты,, мощность, рассеиваема  микросхемой , также измен етс  по гармоническому закону с частотой П м :uf - frequency deviation, the power dissipated by the microcircuit, also harmonically varies with the frequency P m:

P(t) Р„ + йРP (t) P „+ R

,,

(3)(3)

KpFoKpfo

срwed

где Pep РО + UP Кр- bf .where Pep PO + UP Cr- bf.

Если период модул ции мощности Т 1/Q много больше, чем теплова  посто нна  времени переход - корпус микросхемы Т.п-к , то дл  температуры поверхности кристалла микросхемы можно записатьIf the period of modulation of power T 1 / Q is much longer than the thermal time constant of the transition — the body of the microcircuit TP, then for the crystal surface temperature of the microcircuit can be written

00

5five

00

00

кр где Тcr where T

Т T

+ Ь Г ,+ B g

(4)(four)

Т Р- РT P - P

Т. т ,п-кT. t, nk

йТ RIT R

ср т. IO-KWed t. IO-K

срwed

т, + t +

Средн   температура поверхности кристалла микросхемы; температура корпуса микросхемы;The average surface temperature of the crystal chip; the temperature of the body of the chip;

тепловое сопротивление пе- - корпус микросхемы.thermal resistance of the trans- - microcircuit case.

RR

т. п- кso n

ЛР LR

Kp bf.Kp bf.

(5)(five)

Т, п-к T, nk

Тогда, измер   амплитуду переменной составл ющей температурочувст- вительного параметра Пт на частоте П нетрудно определить величинуThen, measuring the amplitude of the variable component of the temperature-sensitive parameter PT at the frequency P, it is easy to determine

Rr.fi-Al:Rr.fi-Al:

К,TO,

.Dj- - К,.Dj- - K,

6f6f

(6)(6)

т Рt P

где температурный коэффициент температурочувствительного параметра.where temperature coefficient of temperature-sensitive parameter.

Дл  увеличени  полезного сигнала, а следовательно, и точности измере- ни  необходимо увеличивать глубину модул ции. Дл  этого необходимо выбирать среднюю частоту переключени  F| и девиацию частоты ь равными половине максимальной частоты перекIn order to increase the useful signal and, consequently, measurement accuracy, it is necessary to increase the modulation depth. To do this, you need to select the average switching frequency F | and frequency deviation equal to half the maximum frequency

лючени  Ор5 F .Switch O5 F.

Предлага ;мый способ может быть реализован с помощью устройства, структурна  схема которого показана на чертеже.The proposed method can be implemented using a device whose block diagram is shown in the drawing.

Устройство содержит контактную колодку дл  подключени  цифровой интегральной микросхемы 1, содержащей п ЛЭ, источник 2 питани , генератор 3 переключаюпшх импульсов,The device contains a terminal block for connecting a digital integrated circuit 1 containing n LE, power supply 2, generator 3 switching pulses,

3131

модул тор 4, генератор 5 гармонических колебаний, масштабный усилитель 6 и селективный вольтметр 7,modulator 4, generator 5 harmonic oscillations, large-scale amplifier 6 and selective voltmeter 7,

Способ осуществл ют на примере этого устройства следующим образом.The method is carried out by the example of this device as follows.

На микросхему 1 подают напр жение питани  с источника 2 питани  величиной Е. На входы нескольких (К)ЛЭ (где К п)-подают переключающие импульсы с частотой следовани  F с генератора 3. При помощи модул тора 4 и генератора 5 частоту следовани  переключающих импульсов измен ют по гармоническому закону с заданным периодом и девиацией частоты л. Переменную составл ющую темпе- ратурочувствительного параметра п-го ЛЭ- (напр жение I) усиливают масштабным усилителем 6- и измер ют вольтметром 7, С помощью соответствующего выбора коэффициента усилени  усилител  6 можно получить показание вольтметра 7 в единицах теплового сопротивлени  в выбранной системе единиц (масштаба)..The microcircuit 1 is supplied with the supply voltage from the power source 2 of size E. The inputs of several (K) LEs (where K p) provide switching pulses with a tracking frequency F from the generator 3. Using the modulator 4 and the generator 5, the switching frequency of the switching pulses change according to a harmonic law with a given period and frequency deviation l. The variable component of the temperature parameter of the nth LE- (voltage I) is amplified with a scale amplifier 6- and measured with a voltmeter 7. With an appropriate selection of the gain factor of amplifier 6, you can get a reading of the voltmeter 7 in units of thermal resistance in the selected system of units ( scale) ..

В качестве температурочувствитель- ного параметра можно использовать выходное напр жение О или 1.Температурный коэффициент может бытьAs a temperature-sensitive parameter, you can use the output voltage O or 1. The temperature coefficient can be

ор А.Огар 1887/42Or A. Ogar 1887/42

Составитель В.Степанкин Техред А.КравчукCompiled by V.Stepankin Tehred A. Kravchuk

КорCor

ПодUnder

Тираж 731 ВНИИПИ Государственного комитета СССРCirculation 731 VNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4

07540754

5five

5five

00

определен по известным температурным зависимост м.determined by known temperature dependencies.

Форм у л а изобретени  Способ измерени  теплового сопротивлени  переход - корпус цифровых интегральных микросхем, заключающийс  в том, что на контролируемую интегральную микросхему подают напр жение питани , на входы одного или более логических элементов интеграль- ной микросхемы подают входные импульсы , предварительно устанавливают другой логический элемент в заданное выходное логическое состо ние, измер ют электрические температурочувст- вительные параметры этого логического элемента, по результатам измерени  определ ют тепловое сопротивление переход - корпус интегральной микросхемы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , частоту следовани  входных импульсов модулируют по гармоническому закону с периодом, на пор док большим тепловой посто нной времени данного вида интегральных микросхем, и измер ют переменную составл ющую- электрического температуро- чуйствительного параметра на частоте модул ции.Formula of the invention. The method of measuring thermal resistance of a junction is a digital integrated circuit package, which consists in supplying a voltage to a controlled integrated circuit, inputting one or more logic elements of an integrated circuit, another logic element preset. to a predetermined output logic state, the electrical temperature-sensitive parameters of this logic element are measured; The transition resistance — an integrated microcircuit case, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, the pulse frequency of the input pulses is modulated according to a harmonic law with a period that is much longer than the thermal time constant of this type of integrated circuits, and electrical temperature parameter at the modulation frequency.

Корректор А.ЗимокосовProofreader A.Zimokosov

ПодписноеSubscription

Claims (1)

Формула изобретения Способ измерения теплового сопротивления переход - корпус цифровых интегральных микросхем, заключающийся в том, что на контролируемую интегральную микросхему подают напряжение питания, на входы одного или более логических элементов интегральной микросхемы подают входные импульсы, предварительно устанавливают другой логический элемент в заданное выходное логическое состояние, измеряют электрические температурочувствительные параметры этого логического элемента, по результатам измерения определяют тепловое сопротивление переход - корпус интегральной микросхемы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, частоту следования входных импульсов модулируют по гармоническому закону с периодом, на порядок большим тепловой постоянной времени данного вида интегральных микросхем, и измеряют переменную составляющую- электрического температурочувствительного параметра на частоте модуляции.SUMMARY OF THE INVENTION A method for measuring the thermal resistance of a junction is a case of digital integrated circuits, which consists in supplying a supply voltage to a controlled integrated circuit, supplying input pulses to the inputs of one or more logic elements of an integrated circuit, and setting another logic element to a predetermined output logical state, measure the electrical temperature-sensitive parameters of this logic element; the thermal resistance transition - integrated circuit case, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, the pulse repetition rate of the input pulses is modulated according to a harmonic law with a period an order of magnitude greater than the thermal time constant of this type of integrated circuit, and the variable component is measured, an electrical temperature-sensitive parameter at a frequency modulation.
SU853912623A 1985-06-17 1985-06-17 Method of determining junction-case thermal resistance of digital integrated circuits SU1310754A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853912623A SU1310754A1 (en) 1985-06-17 1985-06-17 Method of determining junction-case thermal resistance of digital integrated circuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853912623A SU1310754A1 (en) 1985-06-17 1985-06-17 Method of determining junction-case thermal resistance of digital integrated circuits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1310754A1 true SU1310754A1 (en) 1987-05-15

Family

ID=21183337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853912623A SU1310754A1 (en) 1985-06-17 1985-06-17 Method of determining junction-case thermal resistance of digital integrated circuits

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1310754A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2187126C1 (en) * 2001-07-24 2002-08-10 Ульяновский государственный технический университет Device for rejection of digital integrated microcircuits
RU2206900C1 (en) * 2002-02-15 2003-06-20 Ульяновский государственный технический университет Technique measuring thermal resistance of two-terminal networks
RU2327178C1 (en) * 2007-01-09 2008-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Device for determining thermal junction-to-case resistance of logic integrated microcircuits
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
RU2504793C1 (en) * 2012-06-26 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method for determination of heat-transfer resistance for digital cmos integrated circuits
RU2565859C1 (en) * 2014-04-21 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method to measure thermal resistance of nanoelectronics components using width-pulse modulation of heating power
RU2744716C1 (en) * 2020-01-27 2021-03-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of determining thermal resistance of digital integral microcircuits

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ицкович З.С., Финкельштейн Е.Я. Электронна техника. Сер.8. 1982, вып.6, с.23-26. Закс Д.И. Параметры теплового режима полупроводниковых микросхем. М.: Радио и св зь, 1983. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2187126C1 (en) * 2001-07-24 2002-08-10 Ульяновский государственный технический университет Device for rejection of digital integrated microcircuits
RU2206900C1 (en) * 2002-02-15 2003-06-20 Ульяновский государственный технический университет Technique measuring thermal resistance of two-terminal networks
RU2327178C1 (en) * 2007-01-09 2008-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Device for determining thermal junction-to-case resistance of logic integrated microcircuits
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
RU2504793C1 (en) * 2012-06-26 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method for determination of heat-transfer resistance for digital cmos integrated circuits
RU2565859C1 (en) * 2014-04-21 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method to measure thermal resistance of nanoelectronics components using width-pulse modulation of heating power
RU2744716C1 (en) * 2020-01-27 2021-03-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of determining thermal resistance of digital integral microcircuits

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3453546A (en) Telemeter adaptable for implanting in an animal
SU1310754A1 (en) Method of determining junction-case thermal resistance of digital integrated circuits
US3814957A (en) Precision temperature controller
FR1576123A (en)
US3431490A (en) Apparatus for indicating response of a circuit to an applied pulse
US2980853A (en) Component output characteristic tracer
US4498138A (en) Electronic watt/var transducer
US7292085B2 (en) Timing delay generator and method using temperature stabilisation
RU2003128C1 (en) Method of determination of thermal resistance of junction-can of semiconductor diodes
RU2174692C1 (en) Device for measuring transition-body heat resistance of digital integral microcircuits
JPS63121763A (en) Instrument for measuring characteristics of avalanche photodiode
EP0076120B1 (en) Current generating circuit device for measuring cryogenic liquefied gas liquid level meter with superconductive wire
SU800899A1 (en) Converter of three-element two-pole network parameters into voltage
SU648917A1 (en) Passive two-pole network parameter meter
SU1318818A1 (en) Method and apparatus for measuring vacuum
SU1312405A1 (en) Thermoresistive temperature meter with digital indication
US4651027A (en) Current-to-frequency converter
RU2187126C1 (en) Device for rejection of digital integrated microcircuits
US3344671A (en) Time measurement as indication of temperature
SU1428946A1 (en) Deep-sea thermometer
SU265941A1 (en) GENERATOR RECTANGULAR PULSES
SU673939A1 (en) Arrangement for measuring back currents of semiconductor devices
CS272200B1 (en) Devices for measuring pulse parameters of electronic components
SU1372250A1 (en) Method of measuring parameters of rc- and rl-circuits
SU1190207A1 (en) Device for measuring temperature