Устройство для измерения температуры перехода транзистора

 

Изобретение относится к температурньм измерениям. Цель изобретения - обеспечение возможности определения причины повьшения температуры перехода транзистора. Устройство f содержит транзистор 5 той же проводимости , что и измеряемьй переменный резистор 6, усилитель 7, измеритель 8 напряжения, нагревательньй элемент 9, контактный термопреобрйзователь 10, измеритель 11 температуры , резистивный делительна резисторах 12 и 13, выпрямитель 15, дифференциатор 16, генератор 17 прямоугольных импульсов, схему И 18, детектор 19, индуктирующий элемент 20, компараторы 21 и 23, источник 22 напряжения , источник 24 опорного напряжения и индикаторы 15 и 26. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяют определить факт нарушения теплового контакта участка переход - корпус транзистора 1 или корпус - теплоотвод сборки. 1 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 2 2 A2 (5D 4 G 01 К 7/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1196699 (21) 3962362/24-10 (22) 1О. 10.85 (46) 15.06.87. Вюл. У 22 (71) Государственный союзный научноисследовательский институт радиовеща-, тельного приема и акустики им. А.С. Попова (72) В.В.Дементьев, Г.Н.Дьякова, А.М.Лихницкий и А.В.Сухоручкин (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1196699, кл. G 01 К 7/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕХОДА ТРАНЗИСТОРА (57) Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения — обеспечение возможности определения причины повышения температу-, ры перехода транзистора. Устройство

Р содержит транзистор 5 той же проводимости, что и измеряемый переменный резистор 6, усилитель 7, измеритель 8 напряжения, нагревательный элемент 9, контактный термопреобразователь 10, измеритель 11 температуры, резистивный делитель на резисторах 12 и 13, выпрямитель 15, дифференциатор 16, генератор 17 прямоугольных импульсов, схему И 18 детектор 19, индуктирующий элемент 20, компараторы 21 и 23, источник 22 напряжения, источник 24 опорного на" пряжения и индикаторы 15 и 26. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяют определить факт нарушения теплового контакта участка переход — корпус транзистора 1 или корпус — теплоотвод сборки. 1 ил.

1317292

Изобретение относится к температурным измерениям, может быть использовано для измерения температуры перехода транзистора в непрерывном режиме работы транзистора и является дополнительным к основному авт. св. Р 1196699.

Известно устройство для измерения температуры перехода транзистора, работающего в непрерывном режиме и включенного по схеме с общим коллектором, содержащее резистор, подключенный первым выводом к эмиттеру транзистора, измеритель температуры с контактным преобразователем, дифференциальный усилитель, переменный резистор, нагревательный элемент, измеритель напряжения и дополнительный транзистор, база и коллектор которого соответственно подключены к базе и коллектору измеряемого транзистора, а эмиттер подключен через переменный резистор к второму выводу резистора и первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с эмиттером измеряемого транзистора, а выход подключен к измерителю напряжения и нагревательному элементу„ находящемуся в тепловом контакте с дополнительным транзистором, на корпусе которого расположен контактный термопреобразователь измерителя температуры,, а также содержащее второй дополнительный транзистор и резистивный делитель напряжения, включенный между коллектором измеряемого транзистора и вторым выводом резистора, при этом коллектор первого дополнительного транзистора подключен к коллектору измеряемого транзистора через второй дополнительный транзистор, база которого подключена к средней точке делителя, а эмиттер и коллектор соединены соответственно с. коллекторами первого дополнительного и измеряемого транзисторов.

Цель изобретения — обеспечение возможности определения причины повышения температуры перехода транзистора, в частности определения факта нарушения теплового контакта участка переход — корпус транзистора или корпус — теплоотвод сборки.

На чертеже приведен" схема гредлагаемого устройства.

Устройство предназначено для измерения температуры перехода тран5

i!5

30 зистора 1, работающего в непрерывном режиме, например в выходном каскаде усилителя низкой частоты, коллектор этого транзистора соединен с клеммой 2, подключаемой к источнику питания, а эмиттер через резистор 3 температурной стабилизации соединен с клеммой 4 — с выходным зажимом усилителя.

Устройство содержит дополнительный транзистор 5 той же проводимости, что и измеряемый, переменный резистор 6, дифференциальный усилитель 7, измеритель напряжения 8, нагревательный элемент 9, который находится в тепловом контакте с корпусом транзистора 5, контактный термопреобразователь 10, расположенный на корпусе транзлстора 5 и подключенный к измерителю температуры резистивный делитель на резисторах

12 и 13, второй дополнительный транзистор 14, последовательно соединенные выпрямитель 15, дифференциатор

16 и ждущий генератор 17 прямоугольных импульсов, схему И 18 пиКовый детектор 19, индуктирующий элемент

20, первый компаратор 21, регулиру;емый источник напряжения 22, второй компаратор 23, источник опорного напряжения 24, первый 25 и вто.рой 26 индикаторы.

Устройство работает следующим образом.

При подключении устройства к источнику питания и при включении усилителя,мощности, в котором работает исследуемый транзистор, резистором б устанавливают минимум напряжения на выходе дифференциального усилителя 7. При этом исследуемый транзистор работает в режиме малой рассеиваемой мощности на выходных транзисторах, при которой повьппением температуры их переходов можно принебречь.

В процессе работы усилителя вследствие рассеяния мощности на коллекторы транзистора 1 наблюдается повышение температуры его перехода, при этом температура перехода транзистора 5 не повышается из-за малой рассеиваемой мощносги íà его коллекторе. В результате наблюдается рассогласование входных характеристик выходного транзистора и транзистора 5.

Причем в периоды времени, соответствующие активному режиму работы тран1317292

Кроме того, напряжение с выхода пикового детектора 19 поступает на управляющий вход регулируемого источника напряжения 22,.изменяя величину выходного напряжения этого источника, которое, в свою очередь, 55 зисторов 1 и 5, между их эмиттерами возникает напряжение, величина которого в основном пропорциональна температуре перехода транзистора 1. Разность напряжений между эмиттерами транзисторов 1 и 5 усиливается дифференциальным усилителем 7 и далее подается на сигнальный вход компаратора 21 и нагревательный элемент 9.

Затем мощность рассеивания на коллекторе транзистора 1 доводят скачком путем увеличения амплитуды напряжения на входе усилителя до уровня, соответствующего номинальной разности температур между корпусом тран- 1 зистора и его р-п-переходом. Появившеес."; при этом напряжение на выходе оконечного каскада усилителя мощности, в котором включен исследуемый транзистор 1, поступает через выпря- 20 митель 15 на вход дифференциатора 16, на выходе которого образуется отрицательный одиночный импульс, время образования которого соответствует моменту увеличения напряжения на выходе усилителя. Этот импульс запускает ждущий мультивибратор 17, на выходе которого формируется прямоугольный импульс длительного порядка

100 мс. 3а это время температура перехода р-п-транзистора 1 достигает своего номинального значения. Во время действия этого импульса схема И

18 пропускает на вход пикового детектора 19 напряжение с выхода диффе- 35 ренциального усилителя 7. Выходное напряжение детектора 19 поступает на компаратор 23, в котором оно сравнивается с опорным напряжением, которое равно величине напряжения с вы-40 хода детектора в случае, если температура р-п-перехода номинальная, т.е. если тепловое сопротивление участка переход — корпус или корпус — теплоотвод сборки близко к номинальному. 45

В случае превышений входного. напряжения над опорным срабатывает индикатор 26. Таким образом, срабатывание индикатора характеризует факт нарушения теплового сопротивления уча- 50 стка переход — корпус или корпус— теплоотвод сборки над номинальным. поступает на первый вход компаратора 23, на другой вход которого поступает напряжение с выхода дифференциального усилителя 7, т.е. если температура р-п-перехода транзистора

7 продолжает увеличиваться, напряжение на выходе усилителя будет быстро нарастать и может превысить выходное напряжение источника 22, о чем сигнализирует срабатывание индикатора 25. Таким образом, оператор по срабатыванию индикаторов 25 и 26 может контролировать факт нарушения теплового контакта участка соответственно переход — корпус транзистора или корпус — теплоотвод сборки, т.е. обнаружить причину повышения температуры перехода транзистора 1, а значит без потерь во времени произвести разбраковку сборок транзистор— теплоотвод. Шунт 20 во время отсутствия сигнала на выходе усилителя обнуляет. выход пикового детектора.

Измерение величины температуры перехода в данном устройстве производится аналогично прототипу. Разность напряжений между эмиттерами в активные режимы работы транзисторов

1 и 5 в основном пропорциональна температуре перехода транзистора 1, эта разность напряжений подается на нагревательный элемент 9, который контактирует с корпусом транзистора 5, нагревая его и соответственно кон"тактный термопреобразователь 10., расположенный на корпусе транзистора 5.

Разогрев продолжается до тех пор, пока разность напряжений между эмиттерами транзисторов 1 и 5 не прибли-, зится к нулю, при этом температуры переходов становятся разными, a так как при разогреве корпуса транзистора 5 температура его перехода остается равной температуре его корпуса, то термопреобразователь 10 фактически измеряет температуру перехода транзистора 5 и, следовательно, температуру перехода транзистора 1.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры перехода транзистора но авт.св.

Ф 1196699, о т л и ч а ю щ е е с я .тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения причины повышения температуры перехода

1317292

Составитель В. Куликов

Г

Техред А.Кравчук

Редактор В.Ковтун

Корректор. А. Зимокосов

Заказ 2412/36

Тираж 77б

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðàä, ул.Проектная,4 транзистора, в него введены последовательно соединенные выпрямитель, дифференциатор и ждущий генератор прямоугольных импульсов, пиковый детектор, два компаратора, источник 5 опорного напряжения, два индикатора, регулируемый источник напряжения,шун тирующий элемент и схема И, первый вход которой соединен с выходом ждущего генератора прямоугольных импуль- 10 сов, выход подключен к входу пикового детектора, а второй вход соединен с выходом дифференциального усилителя,и первым входом первого компаратора, выход которого подключен к входу первого индикатора, а второй вход соединен с выходом источника регулируемого напряжения, управляющий вход которого подключен к выходу пикового детектора и первому входу второго компаратора, второй. вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход соединен с вторым индикатором, при этом вход выпрямителя подключен к второму выводу резистора, а выход соединен с управляющим входом шунтирующего элемента, включенного между выходом пикового детектора и общей шиной устройства.