CN115078947B - 一种用于pnp双极晶体管热阻测量的基极电流电路 - Google Patents

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Abstract

一种用于pnp双极晶体管热阻测量的基极电流电路属于半导体器件热设计和测试领域。本发明电路包括运放芯片、N沟道MOS管、二极管D1和二极管D2。该电路可以通过简单的电路连接，集成于即成的具备负测试电流和正加热电源的热阻测试系统中，使该系统扩展出pnp双极晶体管的热阻测量功能。

Description

一种用于pnp双极晶体管热阻测量的基极电流电路
技术领域：
一种用于pnp双极晶体管热阻测量的基极电流电路属于半导体器件热设计和测试领域。
背景技术：
随着pnp双极晶体管的广泛应用，其工作时器件有源区温度升高，导致器件的寿命不断下降。为了准确评估SiCMOS器件的可靠性，有关其热阻分析技术亟需得到突破。
本发明设计了一种用于pnp双极晶体管热阻测量的基极电流电路。该电路可以通过简单的电路连接，集成于即成的具备负测试电流和正加热电源的热阻测试系统中，使该系统扩展出pnp双极晶体管的热阻测量功能。
发明内容：
本发明的主要发明点在于：易集成、自关断的一种用于pnp双极晶体管热阻测量的基极电流电路。
本发明集成于即成的具备负测试电流和正加热电源的热阻测试系统中，使该系统扩展出pnp双极晶体管的热阻测量功能。
一种用于pnp双极晶体管热阻测量的基极电流电路，其特征在于：
由运放芯片、N沟道MOS管、二极管D1、二极管D2构成；运放芯片的输出通过串联电阻R1连接到N沟道MOS管的栅极；N沟道MOS管的源极连接到二极管D1的阳极；二极管D1的阴极连接到二极管D2的阴极；运放的反相输入端连接到电阻R2的一端；电阻R2的另一端连接到二极管D1的阴极；N沟道MOS管的漏极为输出端；二极管D2的阳极连接到电阻R3的一端，并引出作为接地端；电阻R3的另一端连接到运放的正相输入端；电容C1的两端分别连接到电阻R2两端；电容C2的两端分别连接到电阻R3两端；二极管D1的正向压降高于二极管D2的正向压降，或二极管D1为串联的多只二极管且总正向压降高于二极管D2的正向压降；运放芯片的负供电电位低于接地端电位；运放芯片的正供电电位高于接地端电位与二极管D1总正向压降与N沟道MOS管阈值电压三者之和；二极管D1的阴极连接到电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接到电源。
利用所述一种用于pnp双极晶体管热阻测量的基极电流电路测量pnp双极晶体管热阻时的连接方法，其特征在于：
pnp双极晶体管的发射极通过开关连接到加热电源，所述的基极电流电路的输出端连接到pnp双极晶体管的基极，测试电流源连接到pnp双极晶体管的基极，pnp双极晶体管的集电极连接到所述的基极电流电路的接地端。
上述电阻和电容应包含电阻值为零(电阻短路)或电容值为零(电容断路)的可能性。将N沟道MOS管替换为npn型的双极晶体管，电路同样有效，但实际的输出电流为电源电流减去用于替换的npn型的双极晶体管的基极电流所得的差。
附图说明
图1为用于pnp双极晶体管热阻测量的基极电流电路示意图。
图2为pnp双极晶体管热阻测量连接示意图。
图3为升温与加热时间的过程曲线图。
图4为具体实施方式中被测器件的热阻构成示意图。
具体实施方式
测量热阻时，被测器件(pnp双极晶体管)被放置于恒温平台上，如图2所述连接电路，关断加热电源，测试电流加载在被测器件的集电结，运放负反馈被破坏，N沟道MOS管被关断。开通加热电源，运放负反馈建立，二极管D1的阳极被恒定为接地端电压，并由N沟道MOS管分压，给被测器件的基极提供电流。加热结束后，关断加热电源，N沟道MOS管即随之关断，测试电流加载在被测器件的集电结，由此即可得到集电结在关断功率后再该测试电流下的电压变化曲线，结合温度系数及结构函数方法，即可提取被测器件的热阻。

Claims (1)

1.一种用于pnp双极晶体管热阻测量的基极电流电路，其特征在于：
由运放芯片、N沟道MOS管、二极管D1、二极管D2构成；运放芯片的输出通过串联电阻R1连接到N沟道MOS管的栅极；N沟道MOS管的源极连接到二极管D1的阳极；二极管D1的阴极连接到二极管D2的阴极；运放的反相输入端连接到电阻R2的一端；电阻R2的另一端连接到二极管D1的阴极；N沟道MOS管的漏极为输出端；二极管D2的阳极连接到电阻R3的一端，并引出作为接地端；电阻R3的另一端连接到运放的正相输入端；电容C1的两端分别连接到电阻R2两端；电容C2的两端分别连接到电阻R3两端；二极管D1的正向压降高于二极管D2的正向压降，或二极管D1为串联的多只二极管且总正向压降高于二极管D2的正向压降；运放芯片的负供电电位低于接地端电位；运放芯片的正供电电位高于接地端电位与二极管D1总正向压降与N沟道MOS管阈值电压三者之和；二极管D1的阴极连接到电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接到电源；
pnp双极晶体管的发射极通过开关连接到加热电源，所述的基极电流电路的输出端连接到pnp双极晶体管的基极，测试电流源连接到pnp双极晶体管的基极，pnp双极晶体管的集电极连接到所述的基极电流电路的接地端；
测量热阻时，被测器件即pnp双极晶体管被放置于恒温平台上，关断加热电源，测试电流加载在被测器件的集电结，运放负反馈被破坏，N沟道MOS管被关断；开通加热电源，运放负反馈建立，二极管D1的阳极被恒定为接地端电压，并由N沟道MOS管分压，给被测器件的基极提供电流；加热结束后，关断加热电源，N沟道MOS管即随之关断，测试电流加载在被测器件的集电结，由此得到集电结在关断功率后再该测试电流下的电压变化曲线，结合温度系数及结构函数方法，提取被测器件的热阻。
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