Способ определения теплового сопротивления лавинно- пролетных диодов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении и контроле лавинно-пролетных диодов. Цель изобретения - повьпчение производительности определения теплового сопротиаления-лавиино-пролётных диодов. Устройство , реализующее способ, содерг . жит генератор 1 импульсов, имеющий регулировку длительности импульсов ir акиида. от 50 МКС до 10 мс и частоты следования импульсов от 200 Гц до 5 кГц. Вместе с потенциометром 2, сопротивление которого много больше сопротивления потенциометра 3, генератор 1 импульсов обеспечивает прохождение через диод тока, амплитудой от 1 до 10 А. Кроме того, устройство содержит осциллограф 4. Способ включает нагрев диода периодическими импульсами тока и измерение его вольт-амперной характеристики. Определение термочувствительностк параметра осуществляют регистрацией положения точек перегиба вольт-амперной характеристики диода на переднем и заднем фронтах импульсов греющего тока. Б описании приведены соотношения для определения параметров импульсов греющего тока. Способ на порядок повышает производительность за счет импульсного нагрева, позволяющего наблюдать одновременно начальное значение пробивного напряжения и его приращение , и снижает трудоемкость определения , 2 ил. . сл с: ю со ю 4 ел Cft

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

Ож 1111 (51) 5 r, 01 R 31!26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

1 г (И А ВТСРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 07,01.93, Бюл. Р (21) 3849239/21 (22) 29.0!.85 (71) Рыбинский авиационный технологический институт (72) Г.Ф. Козьякова (56) R,Í. Paitz, Й.?,. Я очег9

N.I, Tolar "А method for heat flow

resistance measurements in avalanche

diodes", IEKE Trans, ED-16, по 5.

1969, р.438-444.

Заявка Великобритании Р 1468161, кл. G 1 j 1977, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ЛАВИННО-ПРОЛЕТНЫХ ДИОДОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении и контроле лавинно-пролетных диодов. Цель изоб- ретения - повьш ение производительности определения теплового сопротивления.лавинно-пролетных диодов. Устройство, реализующее способ, содер-. жит генератор. 1 импульсов, имеющий регулировку длительности импульсов от 50 мкс до 10 мс и частоты следо" вания импульсов от 200 Гц до 5 кГц.

Вместе с потенциометром 2, сопротивление которого много больше сопротивления потенциометра 3, генератор 1 импульсов обеспечивает прохождение через диод тока, амплитудой от 1 до

10 А. Кроме того, устройство содержит осциллограф 4. Способ включает нагрев диода периодическими импульсамй тока и измерение его вольт-ам" перной характеристики. Определение

- термочувствительности параметра осуществляют регистрацией положения точек перегиба вольт-амперной характеристики диода на переднем и заднем

Фронтах импульсов греющего тока. В описании приведены соотношения для определения параметров импульсов греющего тока, Способ на порядок повьппает производительность за счет импульсного нагрева, позволяющего наблюдать одновременно начальное значение пробивного напряжения и его приращение, и снижает трудоемкость определения. 2 нл.

l 292, > !

Изобретение от«о нт< я к иэиерительной технике и может быть исполь1овяно при изготовлении и контроле лявинно-пролетных диодов (ЛПД).

Иелью изобретения является повышение производительности определения теплового сопротивления ЛПД за счет регистрации термочувствительного па" ряметря по существу в течение дейст" вия одного импульса греющего тока, 10 простоты средств используемых для регистрации смещения BAX диода, На фиг.l дана принципиальная схема устройства для реализации способа; ня фн".2 показаны форма протекающего 15 через диод тока, напряжения на диоде и форма ВАХ для различной длительнос. ти импульсов греющего тока, наблюдаемая на экране осциллографа.

Устройство (см. фиг.l) содержи1 20 генератор 1 импульсов, имеющий регулировку длительности импульсов от

50 — 10 мс и частоте следования импульсов от 200 Гц до 5 кГц, Вместе с потенциометром 2, сопротивление которого выбрано много больше сопротивления потенциометра 3 генератор ! обеспечивает прохождение через диод токе амплитудой 1 — 1О мА. Устройство содержит также осциллограф. 4, ЗО на вход Х которого подается напряжение с ЛПД, а на вход У вЂ” напряжение с потенциометра 3, и клеммы 5 для подключения контролируемого диода.

Способ осуществляют следующим об. разом.

На диод подают импульсы 1.реющего тока амплитудой меныпе рабочего тока (в 7-10 раэ), длительностью 50 с

<0i1t сквяжностью не менее 4 40

lt и с длительностью фронтов t О,ЗТ„

Здесь 7 „, — тепловая постоянная времени перехода диода, г — тепловая постоянная времени диода.

Напряжение с диода подают на вход

Х осциллографа 4, напряжение с потенцнометра 3 (см,фиг,l) — ня вход У осциллографа 4, С момента подачи импульса t, на диод на экране осцил- 5!1 лографа 4 вычерчивается линия по оси напряжения до момента открытия диода t, С момента же равенст:.а П и t

П„р, на экране осциллографа будет вычерчиваться BAX в соответствии с величиной протекающего тока через диод (точка перегиба соответствует

Up@< т,е, началу протекания то.ка), наблюля.«ая ВАХ соответствует а1!пр

P1 Ug

Э<з> <Р 2 смещение BAX в точке перегиба; температурный коэффициент пробивного напряжения; эффективное значение така

4 греющего импульса; начальное значение пробивного напряжения диода, где hU„

U пр g

Приведенные соотношения между параметрами импульса тока и тепловыми: постоянными времени перехода и диода найдены экспериментальным путем ° При

50 ;,рр приращение пробивного напряжения (или приращение ВАХ в точ. ке перегиба) относительно начального довольно незначительно (< 0,1 В), что затрудняет его определение. При

t „> 0,1 t> ВАХ плывет по экрану, потому что при этом происходит изменение температуры корпуса диода эа время измерения. При „<0,17> и скнажности

4 на экране осциллографа отчетливо наблюдаются две ВАХ, не изменяющие своего положения за время измерения, с четкими точками пере «ба, соответствующими пробивным напряжениям диода при двух температурах лерг3<ода °

Длительности фронтов импульса ныбираются иэ условия постоя«стл» температуры перехода эа нрсия «яг -тания

F> г переднему фронту импульса эя время (см, фиг, 2) . !1ач иная с иоме нта в переходе выделяется тепло, пропорциональное подаваемой мошно"ти. Под его воздействием напряжение на диоде увеличивается при неизменном токе (так как температурный коэффициент напряжения ЛПД положительный), а от момента t когда U „ начинает уменьшаться, до момента 1

ВАХ будет вычерчиваться со смещением на величину, пропорциональную приращению температуры перехода за время

В момент времени и, когда диод закроется, на второй ветви ВАХ будет точка перегиба, соответствующая 11„, смещенная относительно точ" ки перегиба первой BAX на ац„„ приращение пробивного напряжения, пропорциональное приращению температурь перехода, Наблюдаемое приращение а0 р и значение П„, измеряют, а тепловое сопротивление R вычисляют по формуле

129> "(10 а1). рх, с„, 5 е О,1

О, 3 „

4, а т

Rò

Q—

t ч пЕР

0Р1

Фиа 2 греющего тока и эа время его уменьщения (во время заднего фрон la) .

Пример, Определяют тепловое сопротивление кремниевых ЛПД с диаметром перехода 750 мкм, пробивным напряжением 65-85 В, рабочим током

35-50 мА. 11а диод подают импульсы тока амплитудой 5 мА, длительностью

5 ис, скважностъю 4, на осциллографе

С49 наблюдают смещение ВАХ, измеряют его и определяют тепловое сопротивление R по формуле

Этот процесс определения Кт ЛПД повторяют для группы диодов (10 шт), по результатам измерений подсчить1вают среднее время, затрачиваемое на каждую операцию, и среднее вреия опреде- 20 ления Кт. Пвн этом получают снижение трудоемкости н 10 раэ по сравнению с известным способом при одинаковой 1loгрешности измерения.

Такии образом, использование пред- лагаемого способа определений теплового сопротивления ЛПД снижает трудоемкость определения и, следователь- . но, повынает производительность способа на порядок эа счет импульсного ЗО нагрева, позволяющего наблюдать одновременно начальное значение пробивного напряжения и его приращения. Это исключает необходимость снятия калибровочной зависимости пробивного нап- З5 ряжения от температуры перехода для использования различных приборов для измерения, Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я 40

Способ определения теплового сопротивления лавинно-пролетных диодов, включающий нагрев диода током, пропускаемым через него, определение термочувствительного параметра диода до и после нагрева, о т л и ч аю щ и A с я теи, что, с целью повышения про11зводителънс гти проне оса способа, нагрев диода производят пе" риодичсcKE(MH 11ип fëücéìè тока i изме» ряют вольт-амперную характеристику диода, а определение териочувствительного параметра осуществляют пу" теи регистрации положения точек перегиба вольт-аиперной характеристики диода на переднем и заднем фронтах импульсов греющего тока, параметры которых выбирают иэ соотношений а тепловое сопротивление определяют по формуле. v„ð -I U

Утепловое сопротивление диода; скважность импульсов тока; длительность импульса тоKG1 длительность фронта импульса тока; тепловая постоянная вреиеий перехода диода; — тепловая постоянная времени диода; смещение положения точки перегиба вольт-амперных характеристик диода на переднем и заднем фронтах им- пульсов тока; — температурный коэффициент пробивного напряжения; эффективное значение импуль« са тока; начальное положение точки перегиба, вольт-амперной характеристики диода на переднем фронте импульса тока.

1292456

%p) юя À

Составитель С. Шумилишская

Редактор Т. Иагова Техред Л.олейник Корректор Jl. Патай

Заказ 1083 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул, Проектная, 4