Способ определения температуры проводящего канала в переключающем элементе Советский патент 1978 года по МПК G01K7/30 

Целью изобретения является повышение точности измерений. Эта цель достигается тем, что дополнительно измеряют спектральную плотность напряжения теплового шума и электрическое дифференциальное сопротивление, а также температуру эле мента в высокоомном состоянии и температуру канала вычисляют по формуле Tg температура переключателя 2 в высокоомном состоянии VH спектральная плотность напряжения шума; 1 R - дифференциальное сопротив ленив переключателя в высокоомном и низкоомном состойннях соответственно При выводе указанной формулы использована известная формула Найквис та, отражающая связь между спектраль ной плотностью напряжения тепловых шумов V шумовой температуры Т и сопротивлением источника шумов Ч -4КТТ , И) где К - постоянная Вольцмана. Переключающий элемент представлен как параллельное включение двух источников шумов. Одним из них являет ся канальная, а другим - неканальна область« Спектральная плотность суммарного тока шумов -1 в элементе, таким образом складывается из двух соста ляющих .4Т К HKi

Г2

где i и

1ц){ спектральная плотность

тока шумов в канале и нек нальной области соответственно t 0 тсредн-яя величина произведения двух

случайных некррёлированных

величин). Поскольку р V / R . , ь используя формулу (1), получаем

I f

4 KT/R

i 4 (3)

4

ик

где Тц и Тц - температура, а Иц и Кцк - сопротивления канальной и неканальной области соответственно. Из выражений (2) и (3) с учетом

v

ии

(4)

где Вц - сопротивление элемента в низкоомном состоянии, расчетную формулу температуры канала получаем в виде

Г

vS

Т1

Оо)

И„СНьИспользование предлагаемого способа определения температуры проводящего канала в переключающем элементе обеспечивает возможность достижения большей точности измерений, что особенно важно для современной техники; расширяет круг исследуемых переключателей без снижения точности-измерений, что в первую очередь актуально при разработке новых приборов. Поставив ВЕЛражения (4) и (5) в формулу (1), получаем нк/ х 1 Обычно площадь поперечного сечения канала намного меньше плогаади неканальной области, поэтомуЯц R и сопротивление канальной области в высокоомном состоянии элемента намного больше RHK Кроме того,Тцц Тд (здесь Rg и Tj - сопротивление и температура элемента в высокоомном состоянии) . С учетом сказанного для спектральной плотности напряжения шумов в высокоомном и низкоомном состояниях из формулы (б) получаем следующие выражения соответственно Из выражений (7) и (8) следует, I к-ч ул Подставляя в формулу (9) выражение для сопротивления проводящего канала R ИВ-Р

мк

(5)

V

нк

Способ определения температуры проводящего канала в переключающем элементе, основанннй на измерении 65 спектральной плотиости напряжения теплового шума и дифференциального сопротивления переключающего элемента в низкоомном состоянии; о т л ичаюшийся тем, что, с целью по вышения точности, дополнительно измеряют спектральную плотность напряжения теплового шума, дифференциальное сопротивление и температуру элемента в высокоомном состоянии, а тем пературу канала вычисляют по формуле т.т 4 W«H4 B J б - л - i где V / VH - спектральная плотность напряжения теплового шума; RH дифференциальное со- противление в высокоомиом и низкоомном состояниях соответственно; - температура элемента в высокоомном-состоянии. Источники инффрмации, приняты э во внимание при экспертизе: 1. Вычислительные систёми, вып.46, с. 89-93, Новосибирск, 1971. 2. Физика и техника полупроводников, т. 12, с. 2390, 1971.,