RU2597149C1 - Способ оценки теплового параметра силовых полупроводниковых приборов и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ оценки теплового параметра силовых полупроводниковых приборов и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2597149C1 RU2597149C1 RU2015123426/28A RU2015123426A RU2597149C1 RU 2597149 C1 RU2597149 C1 RU 2597149C1 RU 2015123426/28 A RU2015123426/28 A RU 2015123426/28A RU 2015123426 A RU2015123426 A RU 2015123426A RU 2597149 C1 RU2597149 C1 RU 2597149C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power semiconductor
- semiconductor device
- current
- thermal
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для измерения тепловых параметров силовых полупроводниковых приборов и контроля их качества. Способ оценки теплового параметра силовых полупроводниковых приборов включает измерение параметра силового полупроводникового прибора в процессе его нагрева большим током. При этом через силовой полупроводниковый прибор пропускают однократный импульс силового тока произвольной формы с амплитудой, близкой к предельно допустимому для данного силового полупроводникового прибора значению, и длительностью в единицы-десятки миллисекунд, достаточной для нагрева полупроводниковой структуры. В процессе нагрева в качестве оцениваемого параметра измеряют ширину петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики силового полупроводникового прибора. Также предложено устройство для измерения ширины петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики силового полупроводникового прибора. Изобретение позволяет сократить время оценки теплового параметра силового полупроводникового прибора, а также упростить техническую и расчетную реализацию измерительного устройства. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для измерения тепловых параметров силовых полупроводниковых приборов и контроля их качества, в том числе для отбраковки потенциально ненадежных образцов.
Известен способ и устройство для определения (измерения) величины теплового сопротивления силовых полупроводниковых приборов, которые предполагают наличие предварительно построенной градуировочной характеристики для каждого силового полупроводникового прибора, т.е. зависимость какого-либо параметра силового полупроводникового прибора от температуры (Бардин В.М. Аппаратура и методы контроля параметров силовых полупроводниковых вентилей / Бардин В.М., Моисеев Л.Г., Сурочан Ж.Г., Чебовский О.Г. - М.: Энергия, 1971. - С. 76-79, 84-86).
Недостатком известного способа является длительность процесса измерения, которая может достигать многих десятков минут.
Известен способ определения теплового сопротивления переход-корпус полупроводниковых диодов. Ускорение измерения теплового сопротивления достигается путем расчета итогового показателя на основе данных о скорости нарастания длительности греющих импульсов тока и скорости изменения температурочувствительного параметра. Используется усредненная для данного типа силового полупроводникового прибора градуировочная характеристика (RU 2178893, МПК G01R 31/26, опубл. 27.01.2002).
Недостатком известного способа является снижение точности измерения и возможность появления больших ошибок при измерении теплового сопротивления RT.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является экспресс-метод измерения теплового сопротивления переход-корпус силовых полупроводниковых приборов в корпусном исполнении. Способ не требует построения градуировочных зависимостей и основан на предположении, что процесс нагрева силового полупроводникового прибора и процесс его остывания примерно одинаковы по временным параметрам и динамике. Измеряя значения термочувствительного параметра в определенных точках на графиках этих процессов, можно определить значение теплового сопротивления RT путем вычислительных операций (RU 2240573, МПК G01R 31/26, опубл. 20.11.2004).
Недостатками известного экспресс-метода являются значительная длительность процессов нагрева и охлаждения мощных полупроводниковых приборов, подача измерительных импульсов тока с амплитудой, равной величине греющего тока, приводящая к дополнительному нагреву полупроводниковой структуры на этапе остывания прибора и дополнительному потреблению энергии, а также сложность расчетной реализации обработки результатов измерения.
Технический результат заключается в сокращении времени оценки теплового параметра силового полупроводникового прибора, уменьшении потребления энергии в процессе измерения, более простой расчетной и технической реализации.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе оценки теплового параметра силовых полупроводниковых приборов измеряют параметры силового полупроводникового прибора в процессе его нагрева большим током. Через силовой полупроводниковый прибор пропускают однократный импульс силового тока произвольной формы с амплитудой, близкой к предельно допустимому для данного силового полупроводникового прибора значению, и длительностью в единицы-десятки миллисекунд, достаточной для нагрева полупроводниковой структуры. В процессе нагрева в качестве оцениваемого параметра измеряют ширину петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики силового полупроводникового прибора.
Устройство для измерения ширины петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики силового полупроводникового прибора содержит генератор импульсов, подключаемый к силовому полупроводниковому прибору. Силовой полупроводниковый прибор подключается к пороговому датчику тока и ключу, входящим в измерительное устройство. Измерительное устройство состоит из порогового датчика тока, подключенного к соединенным последовательно ключу и аналогово-цифровому преобразователю, выход которого подключается к входу регистра, соединенного с вычислительным устройством, к которому подключается устройство индикации. Система управления подключается к генератору импульсов, силовому полупроводниковому прибору и измерительному устройству.
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения ширины петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики силового полупроводникового прибора; на фиг. 2 - характерный вид петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики силового полупроводникового прибора.
Устройство для измерения ширины петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики силового полупроводникового прибора (фиг. 1) содержит генератор импульсов 1, подключенный к силовому полупроводниковому прибору 2. Силовой полупроводниковый прибор 2 подключается к пороговому датчику тока 3 и ключу 4. Измерительное устройство 5 состоит из порогового датчика тока 3, подключенного к ключу 4 и аналогово-цифровому преобразователю 6. Ключ 4 соединяется с аналогово-цифровым преобразователем 6. Выход аналогово-цифрового преобразователя 6 подключается к входу регистра 7. Регистр 7 соединяется с вычислительным устройством 8, к которому подключается устройство индикации 9. Система управления 10 соединена с генератором импульсов 1, силовому полупроводниковому прибору 2 и измерительному устройству 5.
Устройство работает следующим образом. Генератор импульсов тока 1 по команде системы управления 10 формирует однократный импульс силового греющего тока, который, протекая через силовой полупроводниковый прибор 2, нагревает его, в результате чего формируется петля теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики (фиг. 2). Ширина этой петли на установленном уровне Ι0 силового греющего тока оценивается измерительным устройством 5. Оценку теплового параметра силового полупроводникового прибора 2 осуществляют следующим образом. Напряжение, пропорциональное току через силовой полупроводниковый прибор 2, поступает на пороговый датчик тока 3, который дает разрешение на считывание информации о величине падения напряжения на силовом полупроводниковом приборе 2 только при достижении греющим током заранее установленной величины I0 (точки А и Б, фиг. 2). Импульсы с порогового датчика тока 3 на короткое время открывают ключ 4 для считывания с помощью аналогово-цифрового преобразователя 6 информации о величине падения напряжения ΔU на силовом полупроводниковом приборе 2 на восходящей и нисходящей ветвях гистерезисной петли. Информация записывается в регистр 7 и передается далее в вычислительное устройство 8 для оценки величины ΔUА-ΔUБ, затем на устройство индикации 9. Выводится величина разности напряжений, пропорциональная ширине петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики. По ширине петли можно судить о величине теплового сопротивления силового полупроводникового прибора 2 и сортировать приборы по качеству.
За оцениваемый параметр силового полупроводникового прибора 2 принимается не его тепловое сопротивление, а ширина петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики силового полупроводникового прибора 2, которая оценивается на одном импульсе греющего тока длительностью единицы-десятки миллисекунд (в зависимости от мощности силового полупроводникового прибора 2). Поскольку требуется только один импульс большого тока малой длительности, достигается сокращение времени измерения теплового параметра и уменьшение потребления энергии при измерении одного образца силового полупроводникового прибора 2. При протекании греющего тока через силовой полупроводниковый прибор 2 происходит нагревание его полупроводникового элемента, что приводит к изменению положения прямой вольтамперной характеристики, в результате чего в системе координат «ток I - падение напряжения ΔU» формируется петля теплового гистерезиса. Чем больше нагрет силовой полупроводниковый прибор 2, тем шире эта петля. Один из параметров этой петли, например ее ширина, принимается за критерий теплового состояния силового полупроводникового прибора 2, позволяющий сравнивать по степени нагрева приборы одной партии и отбраковывать потенциально ненадежные силовые полупроводниковые приборы, в том числе с дефектами контактных соединений.
По сравнению с известным решением предлагаемое сокращает время оценки теплового параметра силового полупроводникового прибора путем измерения ширины петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики силового полупроводникового прибора при пропускании одного импульса греющего тока длительностью единицы-десятки миллисекунд и позволяет упростить техническую и расчетную реализацию измерительного устройства, поскольку требуется только измерение прямой вольтамперной характеристики, и уменьшает потребление энергии в процессе измерения.
Claims (2)
1. Способ оценки теплового параметра силовых полупроводниковых приборов, заключающийся в измерении параметров силового полупроводникового прибора в процессе его нагрева большим током, отличающийся тем, что через силовой полупроводниковый прибор пропускают однократный импульс силового тока произвольной формы с амплитудой, близкой к предельно допустимому для данного силового полупроводникового прибора значению, и длительностью в единицы - десятки миллисекунд, достаточной для нагрева полупроводниковой структуры, и в процессе нагрева в качестве оцениваемого параметра измеряют ширину петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики силового полупроводникового прибора
2. Устройство для измерения ширины петли теплового гистерезиса прямой вольтамперной характеристики силового полупроводникового прибора, содержащее генератор импульсов, подключенный к силовому полупроводниковому прибору, отличающееся тем, что силовой полупроводниковый прибор подключен к пороговому датчику тока и ключу, входящим в измерительное устройство, состоящее из порогового датчика тока, подключенного к соединенным последовательно ключу и аналогово-цифровому преобразователю, выход которого подключен к входу регистра, соединенного с вычислительным устройством, подключенным к устройству индикации, а система управления соединена с генератором импульсов, силовым полупроводниковым прибором и измерительным устройством.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015123426/28A RU2597149C1 (ru) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | Способ оценки теплового параметра силовых полупроводниковых приборов и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015123426/28A RU2597149C1 (ru) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | Способ оценки теплового параметра силовых полупроводниковых приборов и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2597149C1 true RU2597149C1 (ru) | 2016-09-10 |
Family
ID=56892492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015123426/28A RU2597149C1 (ru) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | Способ оценки теплового параметра силовых полупроводниковых приборов и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2597149C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2240573C1 (ru) * | 2003-04-22 | 2004-11-20 | Флоренцев Станислав Николаевич | Экспресс-метод измерения теплового сопротивления переход-корпус силовых полупроводниковых приборов в корпусном исполнении |
| US7408369B2 (en) * | 2004-05-05 | 2008-08-05 | Texas Instruments Incorporated | System and method for determining thermal shutdown characteristics |
| RU2402783C1 (ru) * | 2009-08-04 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ измерения теплового импеданса полупроводниковых диодов |
| RU2507526C1 (ru) * | 2012-07-03 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ измерения теплового импеданса полупроводниковых диодов с использованием полигармонической модуляции греющей мощности |
| RU149884U1 (ru) * | 2014-08-05 | 2015-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" ТУСУР | Устройство для тепловых испытаний радиоэлементов |
-
2015
- 2015-06-15 RU RU2015123426/28A patent/RU2597149C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2240573C1 (ru) * | 2003-04-22 | 2004-11-20 | Флоренцев Станислав Николаевич | Экспресс-метод измерения теплового сопротивления переход-корпус силовых полупроводниковых приборов в корпусном исполнении |
| US7408369B2 (en) * | 2004-05-05 | 2008-08-05 | Texas Instruments Incorporated | System and method for determining thermal shutdown characteristics |
| RU2402783C1 (ru) * | 2009-08-04 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ измерения теплового импеданса полупроводниковых диодов |
| RU2507526C1 (ru) * | 2012-07-03 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ измерения теплового импеданса полупроводниковых диодов с использованием полигармонической модуляции греющей мощности |
| RU149884U1 (ru) * | 2014-08-05 | 2015-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" ТУСУР | Устройство для тепловых испытаний радиоэлементов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8225652B2 (en) | Thermal flow meter measuring flow rate based on temperature difference measurement and driving energy of the heater | |
| RU2019107000A (ru) | Осуществление контроля за отложением | |
| US9625923B2 (en) | Process controller with integrated optical sensing | |
| CN105793675A (zh) | 用于操作磁感应测量系统的方法 | |
| CN109891234B (zh) | 用于具有至少三种组分的气体混合物的热导检测器 | |
| RU2597149C1 (ru) | Способ оценки теплового параметра силовых полупроводниковых приборов и устройство для его осуществления | |
| JP5111180B2 (ja) | 熱式流量計 | |
| CN112162223B (zh) | Squid器件电磁参数测试方法、装置和计算机设备 | |
| SE536654C2 (sv) | Metod för testning av temperaturgivare, och en testanordning | |
| RU2707757C1 (ru) | Способ снижения погрешности измерения температуры электрическим мостом | |
| AU2021290841A1 (en) | Electrochemical sensor arrangement, breathalyzer and method for determining a vitality of electrodes of an electrochemical sensor | |
| JP6624303B2 (ja) | 温度測定器、温度調節計及び短絡判別プログラム | |
| RU2234065C1 (ru) | Способ дистанционного измерения активного сопротивления терморезистора и устройство для его осуществления | |
| RU2724247C1 (ru) | Способ диагностирования цепей измерения температур | |
| RU2561998C2 (ru) | Цифровой измеритель температуры | |
| RU2603939C1 (ru) | Способ определения скорости роста трещины в образце и устройство для этого | |
| Volosnikov et al. | RTD error correction in the diagnostics of its parameters state | |
| Shu et al. | The method of self-testing of thermocouples in situ | |
| RU2494383C1 (ru) | Способ импульсного теплового экспресс-контроля технологических жидкостей | |
| Boguta et al. | Automatic measurement of time constant for temperature sensors | |
| RU2726149C1 (ru) | Устройство для определения потерь энергии в энерготехнологических процессах | |
| SU614371A1 (ru) | Способ измерени теплопроводности и устройство дл его осуществлени | |
| JP2023048626A (ja) | 温度センサ異常判定装置および温度センサ異常判定方法並びに温度センサ異常判定プログラム | |
| Tan et al. | Rtd response time estimation in the presence of temperature variations and its application to semiconductor manufacturing | |
| SU356599A1 (ru) | УСТРОЙСТВО дл ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170616 |