Устройство для измерения переходных тепловых характеристик транзисторов Советский патент 1983 года по МПК G01R31/28 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при контроле качества мощных транзисторов путем измерения переходных тепловых сопротивлений.

Известно устройство для измерения тепловых характеристик транзисторов, которое содержит генератор импульсов греющего тока .и генератор измерительных импульсов, соединенные с шиной для подключения эмиттера ис- пытуемого прибора, источник коллекторного напряжения, соединенный с соответствующей шиной для подключения транзистора, базовая шина которого присоединена к токосъемному резисто- 15 ру и к входу рёгулирукицего нуль-органа, подключенного своим выходом к управляющему входу генератора импульсов греющего тока ..

Указанное устройство позволяет 20 измерять установившееся тепловое сопротивление транзистора, однако оно неудобно в эксплуатации, так как требует использования дополнительного оборудования (термостаты) и по- 25 следующих расчетов измеряемого параметра ,

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения переходных JQ тепловых характеристик транзисторов, содержащее источник греющей мощности, генератор измерительного тока и блок измерений, соединенные с шинами для подключения испытуемого прибора, а также блок управления, выходы которого присоединены к управляющим входам источника грекндей мощности и блока измерений,

В устройстве генератор греющей 40 мощности выполнен в виде генератора греющего тока и формирователя запирающих импульсов, которые позволяют измерять термочувствительный параметр испытуемого прибора щелевым 45 методом (в паузах между импульсами греющей мощности), а блок измерений состоит из счетчика с преобразователем кода в напряжение, дополнительного счетчика, нуль-органа и клю- 50 ча 2,

Недостатком известного устройства вляется низкая точность измерения ереходного теплового сопротивления, собенно при малых длительностях мпульсов греющей мощности, обусловенная тем, что для определения треуемого параметра нербходимо провеение расчетов,

Цель изобретения - повышение точ- 60 ости измерений.

Поставленная цель достигается ем, что в устройстве для измерения ереходных тепловых характеристик ранзисторов, содержащем источник 5

греющей мощности, генератор измерительного тока и блок измерений, соединенные с ши{}ами для подключени испытуемого прибора, а.также блок управления, выходы которого присоединены соответственно к управляющим входам источника i греющей мсацности и блока измерений, источник греющей мощности выполнен в виде источника коллекторного напряжения, эмиттерного, базового, суммирунвдего и дифференциального усгилителей, эмиттерного и базового 1вунтов, источника опорного напряжейия и блока задания мсяцности, а блок | измерений выполнен в виде двух блоков запоминания напржений, задатчика температурного коэффициента и пбсЛедовательно включенных операцйонЦого усилителя, делителя напр5ше/}ий, аналого-цифрового преобразователя и индикатора, причем источник Коллекторного напряжения соединен своими выходами соответственно с коллекторной шиной непосредственно, а с змиттерной шиной через эмиттерный шунт, к базово шине присоединены выходы генератора измерительного тока непосредственно и Дифференциального усилителя через базовый шунт, входы эмиттерного и базового усилителей подключены соответственно к выходам эмиттерного и базового шунтов, iа их Выходы - к входам суммирующего усилителя, соединенного своим выходом с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого подключен чере источник опорного напряжения к выходу блока задания мощности и управляющим входам суммирующего усилителя и делителя напря1жений соответственно, управляюйще входы источника грекядей мощности и блока измерений соединены соответственно с входами управления источника коллекторного напряжения, двух:блоков запоминания напряжений и аналого-цифрового преобразователя, первые и вторые входы двух блоков запо1линания напряжений соединены параллельно и подключены соответственно к эмиттерной и базовой шинам испытуемого прибора, а их выходы присоединены к пхояам операционного усилителя, управляющий вход которого подключен к выходу задатчика температурного коэффициента.

На че этеже представлена блок-схема предлагаемогоiустройства.

Устройство содержит источник 1 греющей мощности4 блок 2 измерений, блок 3 управления и генератор 4 измерительного тока. Источник 1 греющей мощности выполнен в виде источника 5 коллекторного напряжения, соединенного через эмиттерный шунт 6 с шинами для подключения коллектора и эмиттера испытуемого приборатранзистора. К выводам эмиттерного шунта 6 присоединены входы эмиттерного усилителя 7, а к выводам базового шунта 8, включенного между шиной для подключения базы испытуемого прибора и выходом дифференциального усилителя 9,- входы базового усилителя 10, выход которого, а также выход усилителя 7 соединены р входами -суммирующего усилителя 11. Источник 12 опорного, напряжения своим выходом подключен к-одному из входов дифференциального усилителя 9, другой вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя 11, а управлякйцие входы усилителя 11 .и источника 12 подключены к блоку 13 задания мощности.

Блок 2 измерений выполнен в виде двух блоков 14 и 15 запоминания напряжений, последовательно включенных операционного усилителя 16, делителя 17 напряжений, аналого-цифрового преобразователя 18 и индикатора 19, а также залатчика 20 температурного коэффициента, соединенного с регулирующим входом усилителя 16.

Блок 3 управления соединен с источником 5 коллекторного напряжения, с блоками 14 и 15 запоминания напряжений, которые присоединены своими входами к шйнсил для подключения базы и эмиттера испытуемого транзистора и в11ходами к входам усилителя 16, а также с дополнительным входом аналого-цифрового преобразователя 18. Дополнительный вход делителя. 17 напряжений подключен к выходу блока: 13 задания мощности.

Кроме того, на чертеже обозначены коллекторная 21, эмиттерная 22 и базовая 23 шины для подключения выводов коллектора, эмиттера и базы испытуемого транзистора 24.

Устройство работает следующим образом,

С блока 3 управления источнику 5 коллекторного напряжения задается длительность прямоугольного импульса греющей мсчдности. Величина греющей мощности Р(t ) во время действия импульса задается блоком 13 путем, установки коэффициента-передачи усилителя 11 и напряжения источника 12 и стабилизации тока коллектора, которая обеспечивается благодаря работе усилителей 7, 10-, 11 и 9, поскольку токи в трандисторе распределя1ртся согласно соотно цемию .

itg -.15, а токи I, и Jg измеряются соответственно усилителями 7 и 10, вычитаются усилителем 11 и их разность стабилизируется на заданном источником 12 уровне усилителем 9. Напряжение с блока 13, пропорциональное заданной мощности Р СР)л подается также на дополнительный вход делителя 17.напряжений.

По сигналам, поступающим с блока 3 управления,блоками 14 и 15 эапо,минания напряжений фиксируют напряжение между базой и эмиттером испытуемого транзистора, которое является термочувствительным параметрам., в моменты времени, соответствующие началу к концу импульса греющей мощности. Таким образом, блоки 14 и 15 фиксирУют термочувствительный параметр холодного и горячего транзистора, а на выходе операционного усилителя 16 образуется напряжение, пропорциональное перегреву перехода транзистора ,-Tcp , в результате воздействия импульсГа греющей мощности (Т, - температура перехода в конце греющего импульса. Тер - температура окружающей среды) причем это напряжение устанавливается с учетом температурного коэффициента напряжения, задаваемого усилителю 16 с задатчика 20 (температурный коэффициент напряжения может быть определен экспериментально для каждого из типов испытуемых транзисторов) .

Таким образом, на входы делителя 17 напряжений поступает напряжение, пропорциональное температуре перегрева перехода транзистора лТ,, с услителя 16 и напряжение греющей мощности Р (t) с блока 13. На выходе делителя 17 вь абатывается напряжение, пропорциональное переходнс 1у тепловому сопротивлению испытуемого

транзистора 21 (U(t)- ) . Это на ь)

пряжение измеряется в цифровой форме аналого-цифровым преобразователем 18 по команде с блока 3 и регистрируется индикатором 19,

Благодаря предлагаемому выполнению источника греющей мощности и блока измерений устройство обеспечивает непосредственное измерение с высокой точностью переходного сопротивления транзистора за время действия одного импульса греющей мощности.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНЗИСТОРОВ,содержащее источник греющей мощности, генератор измерительного тока и блок измерений, соединенные с шинами для подключения испьггуемого прибора, а также блок управления, выходы которого присоединены соответственно к управляющим входам источника греющей мощности и блока измерений, отличающееся т.ем, что, с целью повышения точности измерений, в нем источник греющей мощности выполнен в виде источника коллекторного напряжения, эмиттерного, базового, суммирующего и дифференциального усилителей, эмиттерного и базового шунтов, источника опорного напряжения и блока задания мощности, а блок измерений выполнен в виде двух блоков запоминания напряжений, задатчика температурного коэффициента и последовательно включенных операционного усилителя, де- . лителя напряжений, аналого-цифрового Преобразователя и индикатора, причем источник.коллекторного напряжения соединен своими выходами соответственно с коллекторной шиной непосредственно, а с эмиттерной шиной через эмиттерный шунт, к базовой шине присоединены выходы генератора измерительного тока непосредственно и дифференциального усилителя через базовый шунт, входы эмиттерного и базового усилителей подключены соответственно к вы:4одам эмиттерного и базового иунтов, а их выходы - к входам суммирующего усилителя, соединенного своим выходом с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого подключен через (Л источник опорного напряжения к выходу блока задания мощности и управляющим входам суммирующего усилителя и делителя напряжений соответственно управляющее входы источника греющей 2 мощности и блока измерений соединены соответственно с входами управленияисточника коллекторного напряжения.о двух блоков запоминания напряжений 35 4: и аналого-цифрового преобразователя, первые и вторые входы двух блоков запоминания напряжений соединены паю раллельно и,подключены соответственнс к эмиттерной и базовой шинам испытуемого прибора, а их выходы присоедиin нены к входам операционного усилителя, управляииций вход которого подключен к выходу задатчика температур ного коэффициента.