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 PDFInfo
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 102000010410 Nogo Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010077641 Nogo Proteins Proteins 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
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)
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)
| 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 |
-
1985
- 1985-06-17 SU SU853912623A patent/SU1310754A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| 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)
| 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 |