Тепловая модель полупроводникового диода в обратном включении

О Л И С А Н И Е 337793

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 01.XII.1970 (№ 1497784/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05 V.1972. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 26Х.1972

М. Кл, G 06g 7/62

Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.333:371.69 (088.8) Автор изобретения

В, А. Минц

Заявитель

Московский автомобильно-дорожный институт

ТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА

В ОБРАТНОМ ВКЛЮЧЕНИИ

Р,=С,, dt

Рт Р„+ 1эо

Є= B(T — 8)

Р 12Р

/ В В

I„= I„, ехр — — — ) т, е

U, 1т—

Ri+ R

В

R, = Rexp —, T

1 = 1, + I„

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для тепловых измерений.

Известны тепловые модели полупроводникового диода в обратном включении, содержащие усилители, сумматор, блоки сравнения и апериодическое звено. Однако им свойственно недостаточное отражение физической картины теплового процесса в полупроводниковом диоде, а также отсутствует возможность моделирования теплового процесса.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем входы одного из блоков сравнения подключены через усилители к входам источников сигналов, моделирующих изменение температуры окружающей среды и коэффициента рассеивания, а также к одному из входов сумматора и выходу второго блока сравнения, входы которого подключены соответственно к выходу апериодического звена, к выходу источника сигнала, моделирующего сопротивление резистора нагрузки, и через усилитель — к выходу источника сигнала моделирующего изменение напряжения питания; вход апериодического звена соединен с выходом первого блока сравнения, а его выход дополнительно подключен к выходным зажимам модели по тепловому сопротивлению; второй вход сумматора подключен через усилитель к выходу источника сигнала, моделирующего изменение окружающей среды, а выход сумматора соединен с выходом модели по току.

На чертеже приведена схема модели.

В основу ее работы, положена схема замещения полупроводникового диода как термочувствительного элемента. Эта схема, как известно, пред|ставляет собой параллельно включенные терморезистор R„и источник то10 ка 1,.

К полупроводниковому диоду в обратном включении можно применить исходную систему уравнений, предложенных для терморезисторов, учитывая также уравнение для тока

15 1 . Кроме того, целесообразно рассматривать в качестве выходной величины не изменение сопротивления R„a изменение общего тока

1, так как в этом случае на изменение величины измерительного тока, влияет не только

20 изменение сопротивления но и тока 1,.

Рассмотрим исходные уравнения

337793 где Р, — мощность, потребляемая диодом, P. — мощность, рассеиваемая в окружающую среду, P — мощность, идущая на изменение теплосодержания диода, С вЂ” теплоемкость полупроводникового диода, Π— температура окружающей среды, Π— коэффициент рассеяния.

Разлагая в ряды все нелинейности, входящие в эту систему, и ограничиваясь первым приближением, получим следующую линейную систему: дР, = дР. +ДРе

ДРт=2У,„. Д1,+1,AR, ДР„= В,(ДТ вЂ” ДО) + (T, — 0,)ДВ

b,Р,=C

dt (aR„y R)

R, +R (R +й)

ARA = — Ь.вжДТ, где (". = -,-; д1Д = ДТ, + Д1„

"о

Д1Н I О 2ю е2

Введем обозначения:

; В,= во то . 0 о Π— t О о о 1+ - о о то

То — 0о

Целесообразней в данном случае в качестве выходной величины использовать величину

Д1.

Приведенную систему уравнений отражает приведенная на чертеже телловая модель полупроводникового диода в обратном включении.

Структурная схема тепловой модели состоит из усилителей 1, 2, 8, 4, 5, б,с коэффициентами усиления соответственно то 1

5 т + R t (1+ +o) о

10 (1+В,)В, сумматора 7, блоков сравнения 8 и 9 и апериодического звена 10 с коэффициентом пест редачи К =, которые соединены меж15 т,Р+ 1 ду собой в соответствии с чертежом.

Предмет изобретения

20 Тепловая модель полупроводникового диода в обратном включении, содержащая усилители, сумматор, блоки сравнения и апериодическое звено, отличающаяся тем, что, с целью повышения достоверности моделирова25 ния теплового процесса в диоде при учете влияния напряжения питания и сопротивления нагрузки, в ней входы одного из блоков сравнения, подключены через усилители к выходам источников сигналов, моделирующих

30 изменение температуры окружающей среды и коэффициента рассеивания, а также к одному из входов сумматора и выходу второго блока сравнения, входы которого подключены соответственно к выходу апериодического звена, 35 к выходу источника сигнала, моделирующего сопротивление резистора нагрузки, и через усилитель — к выходу источника сигнала, моделирующего изменение напряжения питания; вход апериодического звена соединен с

40 выходом первого блока сравнения, а его выход дополнительно подключен к выходным зажимам модели по тепловому сопротивлению; второй вход сумматора подключен через усилитель к выходу источника сигнала, мо45 делирующего изменение окружающей среды, а выход сумматора соединен с выходом модели по току.

337793

Составитель А. Маслов

Техред Л. Богданова

Редактор E. Гончар

Корректор Л. Царькова

Заказ 1548/18 Изд. М 689 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2