Способ определения тепловой постоянной времени кристаллов биполярных транзисторов
СОЮЗ COBETCHHX
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕС}1УБ ЛИК (j% (1}) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ л С вЂ” (Т/2)
6 и кР 1п 2
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA н. ae TOPCHOMV,ÑÂÞÄÅò!ÞÚÑÒÂÓ. (21) 3798129/24-21 (:22) 09.10;84 (46) 15.06.86.. Бюл. М 22 (72) А.Н.Киселев и А.В.Бахтин (53) 621.382.3(088.8) (56) -Конструкция корпусов и тепловые свойства полупроводниковых приборов.
/Под ред.Н.Н.Горюнова. М.: Энергия, 1972,;с, 93+98. . Николаевский И.Ф., Игумнов Д.В.
Параметры и предельные режимы работы транзисторов.- Сов.радио, 1971,, с. 154-157. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ
ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ КРИСТАЛПОВ БИПО.ЛЯРН}}Х ТРАНЗИСТОРОВ, включающий подачу в эмиттер контролируемого транзистора постоянного тока, приложение между коллектором и базой импульса напряжения и измерение напряжения
:между базой и эмнттером, о т л и ч аю шийся тек, что., с целью увеличения производительности способа, импульс напряжения, подаваемый между коллектором и базой, задают симметричной треугольной формы с длительностью Т 10 о„,, где Гк,р — тепловая постоянная времени корпуса транзистора, затем фиксируют момент времени, при котором напряжение между базой и эмиттером достигает минимального абсолютного значения, и определяют тепловую постоянную времени кристалла транзистора по формуле
О
Ю где t — отрезок времени .от начала ф действия импульса напряжения между коллектором и базой до момента достижения напряжением между базой и .змиттером минимального абсолютного значения.
1238007
Изобретение относится к радиоэлектронной технике и преимущественно может быть использовано при испыта-. нии и измерении параметров полупро. водниковых биполярных транзисторов.
Цель изобретения — увеличение производительности способа.
Подача треугольного симметричного импульса напряжения между коллектором и базой и задание постоянного тока эмиттера эквивалентно подаче на транзистор треугольного симметричного импульса. электрической мощности.
При этом температура кристалла проходит через максимальное значение в течение действия импульса напряже.ния между коллектором.и базой, несколько отставая от него вследствие тепловой инерционности, и возникает
)экстремальная точка на зависимости 20 температурно-зависимого параметра от времени. В данном случае нет необходимости в калибровке температурнозависимого параметра (база-эмиттерного напряжения}, так как абсолютное значение температуры кристалла для I определения тепловой постоянной вре.— мени согласно предлагаемому способу не требуется. Длительность импульса
Т 1.0 Г „ позволяет считать темпера- 30 туру корп)са транзистора постоянной и равной температуре окружающей среды. То да изменение база-эмиттерного напряжения целиком определяется изменением температуры кристалла транзистора и можно вычислить тепловую постоянную времени кристалла. В этом
-1 случае время определения х (10
10 )„, что на порядок меньше, чем в известном способе. 40
Данные утверждения можно пояснить следующим образом.
Падение напряжения на базе-эмиттерном переходе можно записать в виде
45 где k — постоянная Больцмана;
Т„ - температура кристалла;
1Р элементарный заряд;
I — ток эмиттера;
1 — тепловой ток.
Известно, что
Е
I,= l„e (2} где 1 — величина, не зависящая от температуры;
E — ширина запрещающей зоны, Тогда, подставляя (2) в (1), имеют
3 — )и — — + -- (3)
k ?Э Еа
q "") - Т„q
Условие Т 10 щ позволяет счи-е . Л тать температуру корйуса транзистора постоянной и равной температуре окружающей среды То . Тогда для приращения температуры кристалла 9 = (T«вЂ” Т ) имеют уравнение
С вЂ” — + ††.8 - P(t) (4)
dg . 1 т где С вЂ” теплоемкость кристалла;
R (С /С) †тепловое сопротивление т кристалл-корпус;
Р, 0(t T/2
Р, (Т - t), Т/2 t Т (5)
В выражении (5)
Р,=ос1, А, где — коэффициент передачи эмиттерного тока;
I — величина тока эмиттера
Э в
А — скорость нарастания коллекторного напряжения.
Решая уравнение (4) с учетом (5}, на отрезке Т/2 с t T, получают
Т
Р,ТЯ
Объединяя (3) и (6), имеют
/ т 1 E>i Р,т1„
8g Ь вЂ” + — s "-PR (-", r
+P,É„., (е " -е е "е — е„ оо
Дифференцируя (7) по времении. и приравнивая производную нулю, получают
Из трансцендентного уранения (8) с помощью электронного вычислительного устройства можно с любой наперед заданной точностью вычислить значение „ . Однако на практике точность. определения тепловой постоянной времени, равная 5Х, более чем удовлетвориз тельна. Поэтому при Т > 6С„с ошибкой, не превышающей 47, получают нз (8) 1238007 4 т.е. положение экстемальной точки на зависимости база-эмиттерного напряжения. от. времени действия импульса коллекторного напряжения. При этом (9) 5 длительность импульса коллекторного напряжения должна удовлетворять со-2л отношению Т и 1О л t — (Т/2) с и
Ч 1п2
Составитель С.Гуменюк
Редактор С.Лисина Техред JI.Îëåéíèê Корректор А.Обручар
Заказ 3285/46 Тираж 728 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4
Таким образом, чтобы сократить время определения тепловой .постоянной времени кристалла транзистора и рассчитывать ее по формуле (9), не- 1О обходимо подавать на транзистор, включенный в схему с общей базой, треугольный симметричный импульс коллекторного напряжения нри постоянном токе эмиттера, измерять база-эмиттер-15 ное напряжение и определять момент времени, при котором оно достигает минимального абсолютного значения, Использование предлагаемого способа позволяет сократить время определения тепловой постоянной времени кристалла транзистора; повысить производительность контроля путем сокращения времени определения; исключить долю ручного труда, необходимого для проведения операции калибровки температурно-зависимого параметра и обработки. кривой остывания.
