RU2327177C1 - Method for determining thermal resistance of digital integrated microcircuits - Google Patents

Method for determining thermal resistance of digital integrated microcircuits Download PDF

Info

Publication number
RU2327177C1
RU2327177C1 RU2007100859/28A RU2007100859A RU2327177C1 RU 2327177 C1 RU2327177 C1 RU 2327177C1 RU 2007100859/28 A RU2007100859/28 A RU 2007100859/28A RU 2007100859 A RU2007100859 A RU 2007100859A RU 2327177 C1 RU2327177 C1 RU 2327177C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
change
logical unit
temperature sensor
logical
Prior art date
Application number
RU2007100859/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Васильевич Юдин (RU)
Виктор Васильевич Юдин
В чеслав Андреевич Сергеев (RU)
Вячеслав Андреевич Сергеев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2007100859/28A priority Critical patent/RU2327177C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2327177C1 publication Critical patent/RU2327177C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention pertains to control of quality of digital integrated microcircuits based on TTL and Schottky logic elements. The microcircuit is heated by the load current during switching on of the logic status of one of the logic elements. The heating power is determined. On the chosen logic element, used as a temperature sensor, a high-level voltage is applied at the output. Variation of the high-level voltage is due to the presence of a thermal contact and due to the undesired electrical component. The alternating component of variation of the high-level voltage of the temperature sensor is separated. Positive and negative voltage is detected. The negative voltage is inverted and summed with the positive voltage. The obtained signal depends on thermal contact. The amplitude of the obtained periodic signal is measured and using the voltmeter, the first harmonic is measured. The maximum change in the high-level voltage of the logic element used as the temperature sensor is determined. Thermal resistance is determined from a known formula.
EFFECT: elimination of effects of the electrical component on the result of determining thermal resistance.
2 dwg

Description

Изобретение относится к технике измерения параметров интегральных микросхем и может быть использовано для контроля качества цифровых интегральных микросхем на основе ТТЛ и ТТЛШ логических элементов (ЛЭ).The invention relates to techniques for measuring the parameters of integrated circuits and can be used to control the quality of digital integrated circuits based on TTL and TTLSh logic elements (LE).

Известен способ определения теплового сопротивления цифровых интегральных микросхем RТ (см. Закс Д.И. Параметры теплового режима полупроводниковых микросхем. М.: Радио и связь, 1983, с.31-32), в котором разогрев микросхемы осуществляется за счет нагрева током выходного каскада с уровнем напряжения логической единицы на выходе выбранного ЛЭ, а измерение температурочувствительного параметра происходит относительно положительной шины питания другого ЛЭ интегральной микросхемы.A known method of determining the thermal resistance of digital integrated circuits R T (see Zaks DI. The thermal conditions of semiconductor microcircuits. M .: Radio and communications, 1983, p.31-32), in which the microcircuit is heated by heating the output current a cascade with a voltage level of a logical unit at the output of the selected LE, and the temperature-sensitive parameter is measured relative to the positive power bus of another LE of the integrated circuit.

К недостаткам известного способа относится то, что наряду с измерением изменения температуры ЛЭ с использованием в качестве температурочувствительного параметра напряжение на входном или выходном выводе микросхемы, происходит и измерение изменения напряжения на паразитном сопротивлении токоведущей металлизации шины питания ЛЭ, что приводит к снижению достоверности измерения.The disadvantages of this method include the fact that, along with measuring the temperature change of the LE using the voltage at the input or output terminal of the microcircuit as a temperature-sensitive parameter, there is a measurement of the change in voltage at the parasitic resistance of the current-carrying metallization of the power supply bus of the LE, which leads to a decrease in the reliability of the measurement.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ определения теплового сопротивления цифровых интегральных микросхем RТ, в котором влияние электрической составляющей на величину напряжения логической единицы, используемого в качестве датчика температуры, уменьшено за счет исключения влияния паразитного рассосредоточенного сопротивления шины питания ЛЭ со стороны положительного вывода питания микросхемы (см. а.с. 1613978 авторов Сергеев В.А., Юдин В.В., Горюнов Н.Н. «Способ измерения теплового сопротивления цифровых интегральных микросхем и устройство для его осуществления» опубл. 15.12.90. Бюл. №46) и принятый за прототип.The closest method of the same purpose to the claimed invention by a combination of features is a method for determining the thermal resistance of digital integrated circuits R T , in which the influence of the electrical component on the voltage of the logic unit used as a temperature sensor is reduced by eliminating the influence of stray diffused resistance of the power bus LE from the side of the positive output of the microcircuit power supply (see AS 1613978 authors Sergeyev V.A., Yudin V.V., Goryunov N.N. “Method Measurements of the thermal resistance of digital integrated circuits and device for its implementation "publ. 15.12.90. Bull. №46) and adopted as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе не исключено влияние паразитного сопротивления шины питания микросхемы на величину напряжения логической единицы ЛЭ, используемого в качестве датчика температуры, со стороны вывода микросхемы для подсоединения к общей шине питания.For reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known method adopted as a prototype, the known method does not exclude the influence of parasitic resistance of the power supply circuit of the microcircuit on the voltage of the logical unit of the LE used as a temperature sensor from the output side of the microcircuit to connect to a common power bus.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для определения теплового сопротивления цифровых интегральных микросхем осуществляют нагрев выбранного ЛЭ греющей электрической мощностью Рэл при протекании через него заданного тока нагрузки. За счет тепловой связи между ЛЭ изменение температуры греющегося ЛЭ вызывает изменение температуры других ЛЭ в составе микросхемы и их электрических параметров. Одним из наиболее температурочувствителых параметров ЛЭ является напряжение логической единицы на выходе

Figure 00000002
, причем
Figure 00000003
, где Епит - напряжение питания микросхемы, 2Uд - падение напряжения на диоде и p-n переходе транзистора T4 выходного каскада ЛЭ, Iб4Rк2 - падение напряжения на сопротивлении в цепи базы выходного каскада ЛЭ (см., например, Тилл У., Лаксон Дж. Интегральные схемы: Материалы, приборы, изготовление. Пер. с англ. - М.: Мир, 1985, стр.434, 435) и Uэл=IнRпит - падение напряжения на паразитном сопротивлении Rпит шины цепи питания ЛЭ микросхемы за счет протекания тока нагрузки Iн.The invention consists in the following. To determine the thermal resistance of digital integrated circuits, the selected LE is heated with a heating electric power P el when a given load current flows through it. Due to the thermal connection between the LEs, a change in the temperature of the heating LEs causes a change in the temperature of other LEs in the microcircuit and their electrical parameters. One of the most temperature-sensitive parameters of the LE is the voltage of a logical unit at the output
Figure 00000002
, and
Figure 00000003
where E pit is the supply voltage of the microcircuit, 2U d is the voltage drop across the diode and pn junction of the transistor T4 of the LE output stage, I б4 R к2 is the voltage drop across the resistance in the base circuit of the LE output stage (see, for example, Till U., Laxon J. Integrated circuits: Materials, devices, manufacturing. Translated from English - M .: Mir, 1985, p. 434, 435) and U el = I n R pit - voltage drop across the parasitic resistance R pit power supply bus LE chips due to the flow of load current I n

Как видно, кроме тепловой связи, между ЛЭ микросхемы имеется электрическая связь по цепям питания IнRпит, где Rпит является общим сопротивлением для всех ЛЭ.As can be seen, in addition to the thermal connection, there is an electrical connection between the LE of the microcircuit along the power supply circuits I n R pit , where R pit is the common resistance for all LE.

При воздействии на греющий ЛЭ периодической последовательности импульсов, длительность которых равна половине периода их следования, эпюра напряжений температурочувствительного параметра (например,

Figure 00000002
) ЛЭ, используемого в качестве датчика температуры примет вид, как показано утолщенной линией на фиг.1. Величина скачкообразного изменения напряжения по линии ас и bd соответствует величине Uэл. В идеальном случае изменение напряжения при нагреве происходит по линии ab. Причем с увеличением температуры за время действия греющего импульса напряжение
Figure 00000002
увеличивается по экспоненциальному закону, а с отсутствием греющего импульса напряжение уменьшается тоже по экспоненте.When exposed to a heating LE, a periodic sequence of pulses, the duration of which is equal to half the period of their repetition, is a diagram of the stresses of a temperature-sensitive parameter (for example,
Figure 00000002
) LE used as a temperature sensor will take the form, as shown by the thickened line in figure 1. The magnitude of the abrupt change in voltage along the line ac and bd corresponds to the value of U el . In the ideal case, a voltage change during heating occurs along the line ab. Moreover, with increasing temperature during the duration of the heating pulse voltage
Figure 00000002
increases exponentially, and with the absence of a heating pulse, the voltage also decreases exponentially.

Максимальное значение переменной составляющей напряжения

Figure 00000002
при нагреве периодической последовательностью импульсов длительностью τи=Т/2 в точке b для идеального случая составляет Um/[1+exp(-T/2τт)], где T - длительность периода последовательности импульсов, Um - максимальное значение напряжения при τи=Т, τт - тепловая постоянная времени микросхемы (см., например, Давыдов В.Ф. К вопросу о расчете тепловых режимов радиоэлектронной аппаратуры, работающей в импульсном режиме. Вопросы радиоэлектроники. Серия «Тепловые режимы, термостатирование и охлаждение радиоэлектронной аппаратуры», выпуск 3, 1970, стр.44-50). Минимальное значение напряжения будет Umexp(-T/2τт)/[1+exp(-T/2τт)].The maximum value of the variable component of the voltage
Figure 00000002
when heated by a periodic sequence of pulses of duration τ and = T / 2 at point b, for the ideal case is U m / [1 + exp (-T / 2τ т )], where T is the duration of the period of the pulse sequence, U m is the maximum voltage value at τ and = T, τ t is the thermal time constant of the microcircuit (see, for example, Davydov V.F. On the issue of calculating the thermal conditions of electronic equipment operating in a pulsed mode. Questions of radio electronics. Series "Thermal conditions, thermostating and cooling of electronic equipment ", Issue 3, 1970, pp. 44-50 ) The minimum voltage value will be U m exp (-T / 2τ t ) / [1 + exp (-T / 2τ t )].

Постоянная составляющая напряжения, относительно которой будет происходить изменение переменной составляющей в идеальном случае будет равна Um/2={Um/[1+exp(-T/2τт)]+Umexp(-T/2τт)/[1+exp(-T/2τт)]}/2. Положительное и отрицательное изменение напряжения за счет тепловой составляющей обозначим через ΔU и ΔU=Um/[1+exp(-T/2τт)]-Um/2=Um/2-Umexp(-T/2τт)/[1+exp(-T/2τт)].The constant component of the voltage with respect to which a change in the variable component will ideally be equal to U m / 2 = {U m / [1 + exp (-T / 2τ t )] + U m exp (-T / 2τ t ) / [ 1 + exp (-T / 2τ t )]} / 2. The positive and negative voltage changes due to the thermal component are denoted by ΔU and ΔU = U m / [1 + exp (-T / 2τ t )] - U m / 2 = U m / 2-U m exp (-T / 2τ t ) / [1 + exp (-T / 2τ т )].

Изменение напряжения U при охлаждении микросхемы по линии bq можно записать в виде U=Umexp[-(t-t1/τт)]. Определим время t1, для этого составим уравнение, соответствующее напряжению U в точке b, а именно Um/2+ΔU=Umexp[(-T/2-t1/τт)]. Отсюда t1=T/2+τтЕ, где Е=ln(0,5+ΔU/Um), а U=Umexp[-(t-T/2-τтЕ/τт)] при T/2≤t<T.The change in voltage U during cooling of the microcircuit along the bq line can be written in the form U = U m exp [- (tt 1 / τ t )]. We define the time t 1 , for this we will compose the equation corresponding to the voltage U at point b, namely U m / 2 + ΔU = U m exp [(- T / 2-t 1 / τ t )]. Hence, t 1 = T / 2 + τ t E, where E = ln (0,5 + ΔU / U m ), and U = U m exp [- (tT / 2-τ t E / τ t )] at T / 2≤t <T.

Для исключения электрической составляющей Uэл выделим переменную составляющую изменения напряжения логической единицы датчика температуры, которая содержит электрическую и тепловую составляющие, относительно среднего уровня напряжения Uср. За период Т изменение переменной составляющей произойдет по линии acdbq. Отдельно выделим положительное и отрицательное напряжение, инвертируем отрицательное напряжение и суммируем с положительным. Новое изменение переменной составляющей напряжения будет происходить по линии ehbq и определяться только тепловой составляющее с амплитудой 2ΔU, электрическая составляющая Uэл при этом исчезает. Частота следования импульсов Ω полученного сигнала удваивается. Измеряют амплитуду 2ΔU полученного периодического сигнала и селективным вольтметром измеряют амплитуду первой гармоники.To exclude the electrical component U el select the variable component of the voltage change of the logical unit of the temperature sensor, which contains electrical and thermal components, relative to the average voltage level U cf. During period T, a change in the variable component will occur along the acdbq line. Separate the positive and negative voltage, invert the negative voltage and add up with the positive. A new change in the variable component of the voltage will occur along the line ehbq and only the thermal component with an amplitude of 2ΔU is determined, the electric component U el disappears. The pulse repetition rate Ω of the received signal is doubled. The amplitude 2ΔU of the obtained periodic signal is measured and the amplitude of the first harmonic is measured with a selective voltmeter.

Амплитуду первой гармоники можно получить разложением в ряд Фурье периодически изменяющуюся функцию U=Umexp[-(t-T/2-τтE/τт)] при T/2≤t<T. Косинусоидальная ak и синусоидальная bk составляющие амплитуды k-ой гармоники будут иметь вид (см., например, Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления. Для ВТУЗов, том второй, - М.: Наука, 1978, стр.337)The amplitude of the first harmonic can be obtained by expanding in a Fourier series a periodically changing function U = U m exp [- (tT / 2-τ t E / τ t )] at T / 2≤t <T. The cosine sinusoidal a k and sinusoidal b k components of the amplitude of the kth harmonic will have the form (see, for example, Piskunov NS Differential and integral calculus. For technical colleges, Volume Two, Moscow: Nauka, 1978, p. 337)

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Решениями уравнений (1) и (2) (см., например, Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1981, стр.234) являются:Solutions of equations (1) and (2) (see, for example, Prudnikov A.P., Brychkov Yu.A., Marichev OI Integrals and series. - M.: Nauka, Main Edition of Physics and Mathematics, 1981 , p. 234) are:

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

Figure 00000007
.
Figure 00000007
.

Амплитуда напряжения k-ой гармоники:The amplitude of the voltage of the kth harmonic:

Figure 00000008
.
Figure 00000008
.

Амплитуда первой гармоники A1 при k=1The amplitude of the first harmonic A 1 at k = 1

Figure 00000009
Figure 00000009

В выражении (3) измерению подлежат A1 и ΔU, неизвестными величинами являются Um и τТ. Параметры Um и τT определяются из решения системы двух уравнений при двух значениях частоты следования импульсов Ω:In expression (3), A 1 and ΔU are subject to measurement, U m and τ T are unknown values. The parameters U m and τ T are determined from the solution of the system of two equations for two values of the pulse repetition rate Ω:

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Тепловое сопротивление RT определяется выражением:Thermal resistance R T is determined by the expression:

Figure 00000012
Figure 00000012

где TKU - известный температурный коэффициент напряжения логической единицы.where TKU is the known temperature coefficient of the voltage of the logical unit.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в исключении влияния электрической составляющей на результат определения теплового сопротивления.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to exclude the influence of the electrical component on the result of determining thermal resistance.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе определения теплового сопротивления цифровых интегральных микросхем, включающий подачу напряжения на контролируемую микросхему, установку выходного напряжения выбранного логического элемента, используемого в качестве датчика температуры, в состояние логической единицы, разогрев другого логического элемента заданной греющей мощностью, измерение изменения напряжения логической единицы, определение теплового сопротивления с использованием измеренного максимального изменения напряжения логической единицы, греющей мощности и известного температурного коэффициента напряжения логической единицы, особенность заключается в том, что разогрев логического элемента осуществляют путем периодического переключения логического состояния импульсами, длительность которых равна половине периода их следования, выделяют изменение напряжения логической единицы логического элемента, используемого в качестве датчика температуры, выделяют переменную составляющую изменения логической единицы, детектируют отрицательное и положительное напряжение, инвертируют отрицательное напряжение и суммируют с положительным, измеряют амплитуду полученного периодического сигнала, причем за изменение напряжения логической единицы принимают амплитуду полученного периодического сигнала, селективным вольтметром измеряют первую гармонику, определяют максимальное изменение напряжения логической единицы.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method for determining the thermal resistance of digital integrated circuits, including supplying voltage to the controlled microcircuit, setting the output voltage of the selected logic element used as a temperature sensor to the state of the logic unit, heating up another logical element given heating power, measurement of a change in the voltage of a logical unit, determination of thermal resistance using By using the measured maximum change in the voltage of the logical unit, heating power and the known temperature coefficient of the voltage of the logical unit, the feature is that the heating of the logical element is carried out by periodically switching the logical state with pulses, the duration of which is equal to half the period of their repetition, isolate the voltage change of the logical unit of the logical element used as a temperature sensor, a variable component is isolated changed I a logic one is detected negative and positive voltage, a negative voltage is inverted and summed with a positive measured amplitude obtained periodic signal, wherein for changing the logic one voltage amplitude of the received periodic signal is obtained, the selective voltmeter a first measured harmonic determined maximum change logic one voltage.

На Фиг.1 представлено изменение напряжения температурочувствительного параметра выбранного ЛЭ

Figure 00000013
при нагреве другого ЛЭ с учетом влияния электрической составляющей, изменение напряжения в идеальном случае без учета влияния электрической составляющей, форма напряжения после преобразования для исключения влияния электрической составляющей.Figure 1 presents the voltage change of the temperature-sensitive parameter of the selected LE
Figure 00000013
when heating another LE, taking into account the influence of the electric component, the voltage change in the ideal case without taking into account the influence of the electric component, the form of voltage after conversion to exclude the influence of the electric component.

На Фиг.2 представлена функциональная схема, реализующая способ определения теплового сопротивления цифровых интегральных микросхем. Схема содержит источник питания 1, исследуемую микросхему 2, коммутатор 3 для установки логического состояния на выходе ЛЭ, сопротивление 4 (R) для снятия изменения напряжения логической единицы, разделительный конденсатор 5 (Ср), выпрямитель 6 положительного напряжения, выпрямитель 7 отрицательного напряжения, инвертор 8, сумматор 9, первый измеритель напряжения 10, селективный вольтметр 11, генератор импульсов 12, измеритель тока нагрузки 13, второй измеритель напряжения 14, сопротивление нагрузки 15 (Rн).Figure 2 presents a functional diagram that implements a method for determining the thermal resistance of digital integrated circuits. The circuit contains a power source 1, the chip under study 2, a switch 3 for setting the logical state at the output of the LE, resistance 4 (R) for removing the voltage change of the logical unit, isolation capacitor 5 (C p ), rectifier 6 of positive voltage, rectifier 7 of negative voltage, inverter 8, adder 9, first voltage meter 10, selective voltmeter 11, pulse generator 12, load current meter 13, second voltage meter 14, load resistance 15 (R n ).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата приводятся в следующей последовательности.Information confirming the possibility of carrying out the invention to obtain the above technical result is given in the following sequence.

На исследуемую микросхему 2 подают напряжение питания Епит с источника питания 1. Выбирают ЛЭ, используемый в качестве датчика температуры и коммутатором 3 задают логический уровень на входе, при котором на выходе устанавливается напряжение логической единицы

Figure 00000014
. На вход другого ЛЭ, выбранного в качестве источника тепла, подают последовательность периодических импульсов с генератора импульсов 12 длительностью τu=Т/2 и частотой следования импульсов Ω1. Логическое состояние, при этом, на выходе греющего ЛЭ периодически меняется. В момент присутствия на выходе логической единицы происходит нагрев ЛЭ током нагрузки Iн, протекающим от источника питания 1, через паразитное сопротивление Rпит шины питания микросхемы, выходной каскад ЛЭ, измеритель тока 13 и сопротивление нагрузки 15 (Rн). Измерителем тока 13 и вторым измерителем напряжения 14 измеряют ток нагрузки Iн и напряжения нагрузки Uн для определения греющей электрической мощности Рэл ЛЭ при τи=Т, Рэл=Iн(Епит-Uн).The test chip 2 is supplied with a supply voltage E pit from a power source 1. A power supply unit used as a temperature sensor is selected and switch 3 sets a logical level at the input at which a logical unit voltage is set at the output
Figure 00000014
. At the input of another LE selected as a heat source, a sequence of periodic pulses from a pulse generator 12 of duration τ u = T / 2 and pulse repetition rate Ω 1 is fed. The logical state, at the same time, at the output of the heating LE periodically changes. At the moment of presence at the output of the logical unit, the heating element is heated by the load current I n flowing from the power source 1 through the parasitic resistance R pit of the microcircuit power bus, the output stage of the LE, current meter 13 and load resistance 15 (R n ). A current meter 13 and a second voltage meter 14 measure the load current I n and the load voltage U n to determine the heating electric power P el LE at τ and = T, P el = I n (E pit -U n ).

На выходе ЛЭ, выбранного в качестве датчика температуры, за время действия греющего импульса τи происходит увеличение напряжения

Figure 00000014
по экспоненте за счет тепловой связи между ЛЭ и скачкообразное уменьшение за счет уменьшения питания ЛЭ на величину Uэл=IнRпит. Напряжение
Figure 00000014
снимается с сопротивления 4 (R) и разделительным конденсатором 5 (Cp) выделяется переменная составляющая напряжения. Выпрямитель 6 пропускает отрицательное изменение напряжения, которое инвертируется на положительное напряжение инвертором 8 и подается на один вход сумматора 9. Выпрямитель 7 пропускает положительное изменение напряжения и подает сигнал на другой вход сумматора 9. На выходе сумматора 9 формируется новая периодическая последовательность импульсов с периодом, равным T/2, и частотой 2 Ω1. Полученный сигнал зависит исключительно от тепловой связи между ЛЭ микросхемы.At the output of the LE selected as the temperature sensor during the heating pulse and τ voltage increase occurs
Figure 00000014
exponentially due to the thermal connection between the LEs and an abrupt decrease due to a decrease in the LE power supply by the value of U el = I n R pit . Voltage
Figure 00000014
removed from the resistance 4 (R) and the isolation capacitor 5 (C p ) is allocated an alternating voltage component. Rectifier 6 passes a negative voltage change, which is inverted to a positive voltage by inverter 8 and is supplied to one input of adder 9. Rectifier 7 passes a positive voltage change and sends a signal to another input of adder 9. A new periodic pulse sequence is formed at the output of adder 9 with a period equal to T / 2, and with a frequency of 2 Ω 1 . The received signal depends solely on the thermal connection between the LE chips.

Первым измерителем напряжения 10 измеряют амплитуду изменения напряжения полученного периодического сигнала 2ΔU1, а селективным вольтметром измеряют первую гармонику A11. Затем частоту генератора 12 перестраивают на частоту Ω2 и измеряют амплитуду изменения напряжения периодического сигнала 2ΔU2 и первую гармонику A12. По выражениям (4) и (5) определяют максимальное изменение напряжения Um логической единицы ЛЭ, используемого в качестве датчика температуры.The first voltage meter 10 measures the amplitude of the voltage change of the obtained periodic signal 2ΔU 1 , and the first harmonic A 11 is measured with a selective voltmeter. Then the frequency of the generator 12 is tuned to the frequency Ω 2 and measure the amplitude of the voltage change of the periodic signal 2ΔU 2 and the first harmonic A 12 . The expressions (4) and (5) determine the maximum change in voltage U m of the logical unit of the LE used as a temperature sensor.

По полученным данным определяют тепловое сопротивление RT из выражения (6).According to the data obtained, thermal resistance R T is determined from expression (6).

Claims (1)

Способ определения теплового сопротивления цифровых интегральных микросхем, включающий подачу напряжения на контролируемую микросхему, установку выходного напряжения выбранного логического элемента, используемого в качестве датчика температуры, в состояние логической единицы, разогрев другого логического элемента заданной греющей мощностью, измерение изменения напряжения логической единицы, определение теплового сопротивления с использованием измеренного максимального изменения напряжения логической единицы, греющей мощности и известного температурного коэффициента напряжения логической единицы, отличающийся тем, что разогрев логического элемента осуществляют путем переключения логического состояния импульсами, длительность которых равна половине периода их следования, выделяют изменение напряжения логической единицы логического элемента, используемого в качестве датчика температуры, выделяют переменную составляющую изменения логической единицы, детектируют отрицательное и положительное напряжение, инвертируют отрицательное напряжение и суммируют с положительным, измеряют амплитуду полученного периодического сигнала, причем за изменение напряжения логической единицы принимают амплитуду полученного периодического сигнала, селективным вольтметром измеряют первую гармонику, определяют максимальное изменение напряжения логической единицы.A method for determining the thermal resistance of digital integrated circuits, including applying voltage to a controlled microcircuit, setting the output voltage of the selected logic element used as a temperature sensor to a state of a logic unit, heating another logic element with a given heating power, measuring the change in voltage of a logical unit, determining thermal resistance using the measured maximum voltage change of the logical unit heating power and a known temperature coefficient of the voltage of the logical unit, characterized in that the heating of the logical element is carried out by switching the logical state by pulses, the duration of which is equal to half the period of their repetition, isolate the voltage change of the logical unit of the logical element used as a temperature sensor, isolate the variable component of the change in the logical unit detect negative and positive voltage, invert negative voltage and summarize t with positive, the amplitude of the obtained periodic signal is measured, and the amplitude of the received periodic signal is taken as the change in the voltage of the logical unit, the first harmonic is measured with a selective voltmeter, the maximum change in the voltage of the logical unit is determined.
RU2007100859/28A 2007-01-09 2007-01-09 Method for determining thermal resistance of digital integrated microcircuits RU2327177C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100859/28A RU2327177C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method for determining thermal resistance of digital integrated microcircuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100859/28A RU2327177C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method for determining thermal resistance of digital integrated microcircuits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2327177C1 true RU2327177C1 (en) 2008-06-20

Family

ID=39637499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007100859/28A RU2327177C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method for determining thermal resistance of digital integrated microcircuits

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2327177C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490657C2 (en) * 2011-10-28 2013-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method for determination of heat-transfer resistance for digital integrated circuits
RU2521789C2 (en) * 2012-10-02 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of determining thermal impedance of very large scale integrated circuits - microprocessors and microcontrollers
RU2561337C1 (en) * 2014-03-14 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of measurement of heat resistance of cmos of digital integrated chips
RU2813107C2 (en) * 2019-08-16 2024-02-06 Иллумина, Инк. Method for measuring thermal resistance between thermal component of device and consumable part

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490657C2 (en) * 2011-10-28 2013-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method for determination of heat-transfer resistance for digital integrated circuits
RU2521789C2 (en) * 2012-10-02 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of determining thermal impedance of very large scale integrated circuits - microprocessors and microcontrollers
RU2561337C1 (en) * 2014-03-14 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of measurement of heat resistance of cmos of digital integrated chips
RU2813107C2 (en) * 2019-08-16 2024-02-06 Иллумина, Инк. Method for measuring thermal resistance between thermal component of device and consumable part

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2640089C2 (en) System and method of monitoring working condition of igbt device in real time
RU2327177C1 (en) Method for determining thermal resistance of digital integrated microcircuits
RU2463618C1 (en) Method for determining thermal impedance of cmos digital integrated microcircuits
RU2392631C1 (en) Device for measurement of heat resistance transition-housing of semi-conductor device
RU2504793C1 (en) Method for determination of heat-transfer resistance for digital cmos integrated circuits
RU2490657C2 (en) Method for determination of heat-transfer resistance for digital integrated circuits
RU2613481C1 (en) Method of digital integrated circuits transient thermal characteristics measuring
US20200241071A1 (en) In-wafer reliability testing
US11313819B2 (en) Thermal analysis of semiconductor devices
Chowdhury et al. A 0.001 mm 2 100µW on-chip temperature sensor with±1.95° C (3σ) Inaccuracy in 32nm SOI CMOS
RU2174692C1 (en) Device for measuring transition-body heat resistance of digital integral microcircuits
RU2744716C1 (en) Method of determining thermal resistance of digital integral microcircuits
RU2787328C1 (en) Method for measuring transition-case thermal resistance and transition-case thermal time constant of a semiconductor product
RU2172493C1 (en) Method measuring heat resistance of junction-package of digital integrated microcircuits
RU2685769C1 (en) Method of determination of transient thermal resistance of crystal-housing and thermal resistance of crystal-housing in the state of heat equilibrium of transistors with field control
RU2521789C2 (en) Method of determining thermal impedance of very large scale integrated circuits - microprocessors and microcontrollers
RU2569922C1 (en) Method to determine heat junction-to-case resistance of digital integrated microcircuits
Musallam et al. Real-time power electronic device junction temperature estimation
RU2649083C1 (en) Method for measuring thermal impedance of digital integrated circuits
Górecki et al. Investigations of mutual thermal coupling between SiC Schottky diodes situated in the common case
RU2561337C1 (en) Method of measurement of heat resistance of cmos of digital integrated chips
Herwig et al. Junction temperature estimation of SiC MOSFETs during inverter operation using switching times and on-state voltages
RU2766066C1 (en) Method for measuring the transient response of digital integrated microchips
RU2556315C2 (en) Method to measure thermal impedance of light diodes
RU2187126C1 (en) Device for rejection of digital integrated microcircuits

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090110