Способ измерения интервалов сохранения однородности токораспределения в мощных транзисторах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6f) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0495В1 (21) 3286032/18-21

Саюз Советскик

Социалист ически к

Республик (и 002989 (И ) М. Кп.э

G 01 R 31/26 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

f33) УДК 621. 382. .2(088.8) Опубликовано 070383. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070383 (72) Авторы изобретения.

1 . А.Н. Рабодзей и А.И. Констант (7f } Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ СОХРАНЕНИЯ

ОДНОРОДНОСТИ ТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В МО1ЦНЫХ

ТРАНЗИСТОРАХ!

Изобретение относится к электрон- ной технике и может быть испольэова;но для индивидуального определения границ областей максимальных режимов транзисторов на участке их ограниче;ння локализацией тока и последующим

:вторичным пробоем. . Известны способа измерения интервалов сохранения однородности токораспределения в мощных транзисторах.

Известен способ контроля устойчи-вости мощных транзисторов к вторич- . ному пробою нарушения однородности токораспределения в активном режиме по резкому увеличению тока коллектора и (или спаду) напряжения коллектора, причем для защиты испытуемого транзистора от разрушения служит специальная ключевая схема.

Максимальная длительность импуль,са испытательного режима, при которой исйытуемый транзистор не входит в состОяние вторичного Пробоя, отождествляется с интервалом сохранения однородности токораспределения 11. ,Недостатком этого способа является риск повреждения испытуемых транзисторов в процессе испытаний, так как максимальная локальная температу- ра структуры в момент срыва тока и 30 напряжения коллектора как правило достигает 600-700оК. .Наиболее близким к изобретению техническим ревя.вием является способ: контроля однородности токораспределе- ния в моапых транзисторах, включаю- щий подачу на испытуемый транзистор импульса испытательного режима по току эмиттера и напряжению коллектора. При этом контролируют монотонность изменения во времени тока базы испытуемого транзистора l2 1.

Недостатком известного способа яв-. ляется необходимость фиксации сравнительно небольших изменений исследуемой функции, что влечет за собой уве-; личение погрешностей, обусловленных субъективными факторами.

Кроме того, этот способ, как пра» вило, не позволяет фиксировать ранние стадии нарушения однородности токо распределения, что ограничивает его точность.

Целью изобретения является повышение точности измерения интервалов сохранения однородности токораспределения в мощных биполярных транзисторах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу и .мерения

1002989 интервалон сохранения однородности токораспределения в мощных транзисторах, включающему подачу на испытуемый транзистор импульса испытательного режима по току эмиттера и напряжению коллектора, испытуемый транзистор скачком переключают в измерительный режим, в котором контролируют его базовый ток, увеличивают длительность импульса испытательного режима до значения, при котором наблюдаЕтся выброс тока базы в момент переключения в измерительный режим, превышающий заранее устанонленную норму, а ток .эмиттера и напряжение коллектора в измерительном режиме выбирают н области сохранения однородности токораспределения и.отрицательных значений произьодных.по току коллектора на зависимости коэффициента усиления от этого тока.

Кроме того, параметры измеритель-, ного режима устанавливают при усло- вии равенства максимальному отрицательному значению производной по току коллектора на зависимости коэффициента усиления от этого тока.

На чертеже приведены графики изменения но времени напряжения коллектора Б, тока эмиттера 3а, эффек- тивной плотности тока j коэффициа ента усиления В и тока базы Л В ис» пытуемого транзистора.

Графики содержат,.следующие обозначения: 1 — значение напряжения коллектора в испытательном режиме

2 - значение напряжения коллектора в измерительно. режиме; 3 - момент выключения испытательного и включения измерительного режима; 4 - значение тока эмиттера в испытательном режимеу 5 — значение тока эмиттера н измерительном режиме: б — изме- нение эффективной плотности тока при его локализации; 7 - изменение эффективной плотности тока при сохранении однородности токораспределения; 8 - изменение коэффициента усиления при сохранении однородности токораспределенняу 9 — изменение коэффициента усиления при локализации тока измененение тока базы при лока,чизации тока но время воздействия испытательного режима

11 — изменение тока базы при сохранении однородности токораспределения во время ноздейстния испытатель-, ного режима, За величину измеряемого интер- вала сохранения однородности токо,распределения при этом принимают минимальную длительность импульса испытательного режима, при которой амплитуда выброса тока испытуемого транзистора превышает заранее установленную величину.

Выбор параметров измерительного режима осуществляют на основе предварительных исследований партии транзисторов данного типа, включающих снятие характеристик зависи5 мости статического коэффициента усиления В от тока эмиттера и напряжения коллектора, а также контроль однородности токораспределения н избранном измерительном режиме (осу10 щестнляемый, например, при исследовании распределения температуры по площади транзисторной структуры с помощью инфракрасной техники или жидкокристаллических индикаторов, 15 либо косвенно путем снятия зависимостей напряжения база-.эмиттер от напряжения коллектора при данном токе эмиттера.

Параметры измерительного режима выбираются в области сохранения однородности токораспределения так, чтобы производная коэффициента усиления по току коллектора имела отрицательное значение.

Еще большее повышение точности достигают выбором параметров изме рительного режима так, чтобы производная коэффициента усиленйя В с по Всм ,току коллектора †-имела максимальное

30 к отрицательное значение,т.е. в той об-. ласти характеристик, где коэффициент усиления наиболее сильно изменяется ° убывает по мере роста тока коллектора.

Повышение точности измерения обусловлено тем обстоятельством что распределение плотности тока в измерительном режиме непосредстненно после выключения испытательного ре,жима подобно распределению плотности тока в испытательном режиме непосредственно перед его выключением.

Таким образом, если за время воздействия режима распределение плотности тока становится вследствие

45 тепловой локализации тока неодно- родным, то в начальный период воздействия измерительного режима, определяемый временем релаксации, оно так- же остается неоднородным. При этом

50 эффективная плотность тока в транзисторной структуре оказывается увеличенной по сраннению со случаем однородного токораспределения.

Восстановление однородности токо55 распределения, обусловленное выбором значений параметров испытатель« ного режима, сопровождается уменьшением эффективной плотности тока, что с учетом отрицательного знака проу иэводной йВ {аб)й приводит к увеличению коэффициента усиления В,. В свою очередь увеличение коэффйци ента усиления В влечет за собой а спад тока базы Эб 38= 3 =сопэ

8 +1

1002989 по сравнснию с его значением в начале воздействия на испытуемый транзистор измерительного режима.

Из осциллофЯамм видна последовательность операций, выполняемых над испытуемым транзистором при определении границ областей его максимальных импульсных режимов. На испытуемый транзистор подают импульс испытательного режима, затем переключают его в измерительный режим, причем па->О раметры испытательного режима варьи-. руют в требуемых пределах, а параметры измерительного режима поддерживают постоянными, выбирая их иэ приведенных соображений. 15

В процессе измерений, контролируя осциллограмму тока базы, увеличивают от минимальной возможной величины параметры иапытательного режима (длительность импульса, ток эмитте- 29 ра, напряжение коллектора). При появлении непосредственно после окончания испытательного импульса выброса тока базы, амплитуда которого превышает заранее установленную норму (например, 5-25% от значения тока базы в измерительном режиме при одно родном токораспределении), увеличение параметров испытательного режима прекращают. За величину интервала сохранения неоднородности токораспределения в испытательном режиме принимают минимальную .длительность ис,,пытательного импульса, при которой амплитуда выброса тока базы .превышает установленную норму.

Измерительный режим можно подавать на испытуемый транзистор как в течение всего интервала между импульсами испытательного режима, так и в течение его части, т.е. в виде 0 импульсов, каждый из которых непосредственно следует после окончания каждого импульса испытательного режи-. ма. Длительность импульсов измерительного режима при этом должна превышать время восстановления в структуре однородного токораспределення, составляющее обычно около 1 мс.

Формула изобретения

1. Способ измерения интервалов сохранения однородности токораспреде ления в мощных транзисторах, включаю-, щий подачу на испытуемай транзистор импульса испытательного режима по току эмиттера н напряжению коллектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, испытуемый транзистор скачком переключают в измерительный режим, в котором контролируют его базовый ток, увеличивают длительность импульса испытательного режима до значения, при котором наблюдается выброс тока базы в момент переключения в измерительный режим, превышающий заранее ус тановленную норму, а ток эмиттера и напряжение коллектора в измерительном режиме выбирают в области со: ранения однородности токораспределения и отрицательных значений производных по току коллектора на зависимости коэффициента усиления от этого тока.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что параметры измерительного режима устанавчивают при условии равенства максимальному отрицательному значению производной по току коллектора на зависимости коэффициента усилення.от этого тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР

9 251094 кл. G 01 R 31/26., 1966.

2. Авторское свидетечьство СССР

М 685992 кл. С 01 R 31/26, 1977.

1002989

Составитель Ю. Врыэгалов

Редактор Л. Гратнлло Техред Е.Харитончик

° Ью

3акаэ 1543/28 Тираж 708 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор В. Вутяга

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4