Способ определения теплового сопротивления транзистора дарлингтона

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при испытаниях транзисторов Дарлингтона. Цель изобретения - упрощение и повышение точности способа - достигается за счет выбора термочувствительного параметра и диёпазона времени его измерения. В качестве термочувствительного параметра используется напряжение коллектор-эмиттер транзистора , а время его измерения после отключения греющей мощности определяется временем выключения транзистора и тепловой постоянной транзисторной структуры . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s 6 01 R 31/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4731351/21 (22) 18.08,89 (46) 30.09,91. Бюл, М 36 (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И.Ленина (72) Г.M.Ñåìåíoâ, А.В.Матанов и Ю.П.Сидо, ренко (53) 621.382.2 (088.8) (56) Rubin S. Trenmal Resistance Measurements on mondithlc and hybnid Darilngton

powor transistons,. lEEE Power Electronic.

Specialists Conference Record, Los Angeles, Calif, 1975, р. 252 — 261, Bibl, 5. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА ДАРЛИНГТОНА

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при испытаниях полупроводниковых приборов.

Цель изобретения — упрощение и повышение точности способа путем выбора термочувствительного параметра и диапазона времени его измерений.

На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего способ измерения теплового сопротивления транзистора Дарлингтона.

К испытуемому транзистору 1 Дарлингтона подключены источники 2 базового тока и 3 коллекторного напряжения. При замкнутом ключе 4 транзистор нагревается током коллектора. Мощность, выделяющуюся в транзисторе 1 Дарлингтона в установившемся тепловом режиме, измеряют вольтметром 5 и амперметром 6. Температуру корпуса транзистора 1 Дарлингтона контролируют термопарой. Температуру перехода выходного транзистора 7 испытуемого тран« Ы,, 1681283 А1 (57) Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при испытаниях транзисторов Дарлингтона. Цель изобретения — упрощение и повышение точности способа — достигается за счет выбора термочувствительного параметра и диапазона времени его измерения. В качестве термочувствительного параметра используется напряжение коллектор-эмиттер транзистора, а время его измерения после отключения греющей мощности определяется временем выключения транзистора и тепловой постоянной транзисторной структуры. 1 ил, зистора 1 Дарлингтона определяют путем измерения напряжения коллектор-эмиттер ъ

UcE вольтметром 5 при разомкнутом ключе

4 и неизменных условиях во входной цепи входного транзистора 8 испытуемого трэнзистора 1.

Значение термочувствительного параметра 0се измеряют в определенном интервале времен t по отношению к моменту начала размыкания электронного ключа 4.

При этом нижняя и верхняя границы t определяются соответственно электрическим переходным процессом выключения транзистора 1 Дарлингтона (tavern) и скоростью охлаждения транзисторной структуры с тепловой постоянной времени т.

Установлено, что для достижения точности измерения теплового сопротивления в пределах 5 — 10ф диапазон времени задержки измерений UcE определяется соотношением

1681283

Тепловое сопротивление исследуемого транзистора определяется как отношение греющей мощности к температуре разогрева.

Способ осуществляется следующим образом.

При включенном источнике коллекторного напряжения входной 8 и выходной 7 транзисторы открыты и, в зависимости от величины тока базы и напряжения на коллекторе находятся в активном режиме либо в режиме квазинасыщения. При этом выполняется условие

ОСЕР = UCE1 + UB2E2 .

Переходной процесс отключения коллектора при неизменном токе базы сопровождается спадом напряжений коллектор-эмиттер и токов коллектора соответственно входного 8 и выходного 7 транзисторов транзистора 1 Дарлингтона. По окончании переходного процесса отключение коллектора при UcE1 = 0 на выходе транзистора 1 Дарлинггона устанавливается напряжение

UCE2 = UB2E2 .

При этом ток база-эмиттер транзистора

1 Дарлингтона, являющийся измерительным током!и3я 1бэ распределяется через прямосмещенные эмиттерный и коллекторный переходы входного транзистора 8 в базовую и коллекторную цепи открытого выходного транзистора 7. Падение напряжения коллектор-эмиттер транзистора 1

Дарлинггона, измеряемое в схеме с разомкнутым коллектором при прохождении измерительного тока в цепи база-эмиттер, равно входному напряжению UB2E2 и, следовательно, характеризует температурную чувствительность выходной транзисторной структуры.

Линейность изменения данного термочувствительного параметра от температуры и величина его температурной чувствительности определяются главным образом диапазоном значений измерительного тока и степенью шунтировки эмиттерных перехо дов. При малых I<>M значительная часть его ответвляется в шунты 9 и 10, что приводит к нелинейности изменения Осе2 от температуры. При измерительном токе деизм 0,01 Ic (где Ic — рабочий ток коллектора транзистора 1 Дарлинтона) для прибот=С Rz, 20 где С1 — теплоемкость структуры;

Rc — тепловое сопротивление структуры, . Величина Сьопределяется из соотношения

С1 =C .P ч. где с — удельная теплоемкость материала; р- удельный вес; ч — объем структуры.

Величина 81 определяется из соотношения

В1 — — -, 35 где h — толщина структуры;

s — рабочая поверхность структуры, Х вЂ” коэффициент теплопроводности кремния.

Предлагаемый способ реализуется упрощенной измерительной схемой для любо- го типа транзистора. Дарлингтона, не требует графического построения зависимостей термочувствительных параметров от температуры и аппроксимации расчета теплового сопротивления, что повышает его точность.

Формула изобретения

Способ определения теплового сопротивления транзистора Дарлингтона, включающий измерение зависимости

55 термочувствительного параметра транзистора Дарлингтона от температуры, подачу измерительного тока в цепь база-эмиттер, измерение термочувствител ьного параметра, подачу греющей мощности, повторное ров средней и большой мощности температурные изменения UcE2 линейны, а значения температурного коэффициента напряжения находятся в пределах 2 — 2,2 мВ/ C.

Выбор времени задержки измерения термочувствительного параметра после прекращения действия греющего тока коллектора производится исходя из данных по

10 переходному электрическому процессу изменения после прекращения действия греющего тока и расчета тепловой постоянной времени полупроводниковой структуры транзистора 1 Дарлингтона.

Тепловая постоянная т полупроводниковой кремниевой структуры транзистора определяется как

1681283

Составитель В.Улимов

Редактор Л,Веселовская Техред M.Ìoðlåíòàë Корректор Н.Король

Заказ 3311 Тираж 406 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 измерение термочувствительного параметра, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности способа, в качестве термочувствительного параметра используют падение напряжения коллектор-эмиттер, повторное измерение термочувствительного параметра проводят в диапазоне Зс к t 0,1 r после отключения греющей мощности, где t — промежуток времени после отключения греющей мощности;

5 твмю — время выключения транзистора; т — тепловая постоянная времени транзисторной структуры.