SE512796C2 - Förfarande jämte anordning för att mäta temperatur i en halvledarkomponent - Google Patents
Förfarande jämte anordning för att mäta temperatur i en halvledarkomponentInfo
- Publication number
- SE512796C2 SE512796C2 SE9803178A SE9803178A SE512796C2 SE 512796 C2 SE512796 C2 SE 512796C2 SE 9803178 A SE9803178 A SE 9803178A SE 9803178 A SE9803178 A SE 9803178A SE 512796 C2 SE512796 C2 SE 512796C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- transistor
- temperature
- measuring circuit
- semiconductor component
- measuring
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 15
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 3
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
- H03F1/301—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in MOSFET amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
- H03F1/302—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in bipolar transistor amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
- H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Description
an: l :im .
10
15
20
25
30
512796
mellan transistorn och temperaturgivaren. Man riskerar att
en plötslig temperaturökning mäts först när det är för sent,
det vill säga när transistorn redan är skadad. För att
förhindra detta tvingas man införa stora
säkerhetsmarginaler, vilket i sin tur medför höga
merkostnader. Även andra metoder förekommer vid mätning av
en transistors temperatur. I det amerikanska patentet US
5,383,083 visas hur en transistors temperatur mäts genom att
en mätkrets ansluts till transistorns bas och spänningen
över transistorns bas-emitter registreras och omvandlas till
ett temperaturvärde. Nackdelen med denna teknik är att
transistorns normala drift stör temperaturmätningen eller
omvänt att mätningen stör den normala driften.
REDoGöRELsE För. UPPFINNINGEN
Föreliggande uppfinning angriper problemet att korrekt mäta
en intermittent arbetande halvledarkomponents, exempelvis en
transistors, övergångstemperatur utan att mätning och arbete
stör varandra.
Detta problem löses av uppfinningen genom att invänta ett
uppehåll i halvledarkomponentens egentliga arbete.
Temperaturmätningen sker därefter när komponenten befinner
sig i sitt inaktiva läge.
Mer detaljerat löses problemet exempelvis i de fall
halvledarkomponenten är en bipolär transistor genom att
temperaturgivaren utgörs av en del av transistorn och genom
att transistorns bas matas med en känd ström, som hàlles
konstant under temperaturmätningen. En inaktiv period, dvs
ett uppehåll i den normala driften, såsom exempelvis ett
sändningsuppehàll mellan sändningstillfällen i en radio-
sändare, detekteras. Under uppehållet ansluts enligt
uppfinningen en mätkrets till halvledarkomponenten, i
10
15
20
25
30
512796
till Mätkretsen mäter bas-
emitter-spänningen,
exemplet transistorns bas.
varefter spänningen omvandlas till ett
rätt kalibrering
temperaturvärde som vid motsvarar
transistorns temperatur.
Ett annat problem som uppfinningen angriper är problemet att
mäta en halvledarkomponents temperatur utan att hänsyn
behöver tas till termisk fördröjning.
Detta problem löses av uppfinningen genon1 att temperatur-
givaren utgörs av en del av halvledarkomponenten.
Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att förhindra att
halvledarkomponentens normala drift störs av
temperaturmätningen.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att förhindra att
signalerna från temperaturmätningen drunknar i den
signalering som den normala driften åstadkommer i halvledar-
komponenten.
Ytterligare ett annat ändamàl med uppfinningen är att
förhindra att termisk fördröjning vid temperaturmätningen
medför att mätningen blir felaktig, för vilket marginaler
kan behöva tillgripas genom införande av en kostsam
överdimensionering av exempelvis halvledarkomponentens
kylning, effekttålighet eller temperaturtålighet.
Ytterligare ändamål med uppfinningen är att göra det möjligt
att i god tid före fel uppstår korrigera effekter orsakade
av temperaturändringen. Korrigeringen kan exempelvis bestå
av ökad kylning av halvledarkomponenten.
Ytterligare ändamål med uppfinningen är att kompensera för
variationer i halvledarkomponentens arbetssätt som orsakats
av temperaturändring. Kompenseringen kan exempelvis bestå av
ändring av halvledarkomponentens arbetspunkt till värdet som
existerade före temperaturändringen.
10
15
20
25
512796
En fördel med uppfinningen är således att temperaturmätning
och drift inte påverkar varandra.
En annan fördel är att mätresultatet blir korrekt vilket
tillåter låg kostnad.
Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av
föredragna utföringsformer och med hänvisning till bifogade
ritningar.
FIGURBESKRIVNING
Figur l visar ett kopplingsschema över en bipolär transistor
i gemensam-emitter-koppling med en temperaturmätnings-
anordning enligt uppfinningen.
Figur 2a visar transistorns kollektorström som funktion av
bas-emitter-spänningen samt hur in- och utsignaler varierar
kring en arbetspunkt när transistorn befinner sig i aktivt
läge.
Figur 2b visar transistorns basströni som funktion av bas-
emitter-spänningen vid en temperaturökning.
Figur' 3 visar ett flödesschema över ett förfarande enligt
uppfinningen.
Figur_4 visar ett kopplingsschema över en FET-transistor i
gemensam-source-koppling och en temperaturmätningsanordning
enligt uppfinningen.
Figur 5 visar FET-transistorns drain-source-ström som
funktion av gate-source-spänningen vid några olika
temperaturer.
10
15
20
25
30
512796
FÖREDRAGNA UrFöRINGsFommR
Sändare i nwbiltelefonsystem utgörs av bland annat effekt-
förstärkare. I figur 1 visas i ett första utföringsexempel
en del av ett radiofrekvent effektförstärkarsteg för en
intermittent arbetande sändare. Denna typ av sändare
återfinns ofta i exempelvis mobilradiosystem av typen GSM.
Effektförstärkarsteget, som enligt utföringsexemplet är
i en basstation i ett GSM-system, består av en
placerat
bipolär effekttransistor l som omfattar en bas lb, en
emitter le och en kollektor lc. En spole 3 är ansluten
mellan en matningsspänning Vcc och transistorns kollektor
noll-
till
Efter
ansluten till en
RFIN
lc. Transistorns emitter le är
potential V0. En radiofrekvenssignal inkommer
förstärkarstegets ingång 5 vid ^transistorns bas lb.
behandling i transistorn vidarebefordras den förstärkta
radiofrekvenssignalen till förstärkarstegets utgång 7 mellan
spolen 3 och transistorns kollektor lc. Med hjälp av en
strömgenerator 10, ”biasing circuit”, pà transistorns bas lb
ges basen en fixerad ström som flyter genom transistorns bas
och bestämmer transistorns arbetspunkt. Detta kommer närmare
att diskuteras i samband :ned figur 2a och 2b. I figur l
visas en omkopplingskrets 11, en elektroniskt styrd ström-
brytare 12 samt en mätkrets 13. Dessa kommer att förklaras
närmare längre fram i texten.
I figur 2a visas bas-emitter-diodens karaktäristik för
transistorn i figur l i form av ett ström/spänningsdiagram.
Transistorns arbetspunkt AO regleras med hjälp av ström-
Med hjälp av kommer en
flyta
kommer också en likström IcA att flyta genom kollektorn.
generatorn 10. strömgeneratorn
fixerad basström att genom transistorn och därmed
Arbetspunkten AO utgör skärningspunkten mellan bas-emitter-
kollektorlikströmmen ICA. Enligt
RFIN, som
spänningen Ut0 och
utföringsexemplet ger radiofrekvenssignalen
exempelvis modulerats med tal och kontrolldata, upphov till
10
15
20
25
30
35
512796
en varierande basspänning AUl över transistorns bas-emitter-
övergàng. Basspänningen förorsakar en kollektorström AI2 som
överlagrar kollektorlikströmmen IcA. Den varierande
kollektorströmmen AI2 ger upphov' till den utgående radio-
frekvenssignalen RFOUT på transistorns utgång.
I figur 2b visas med två kurvor FO och Fl karaktäristiken
för transistorns bas-emitter-diod 'vid en temperaturökning.
Bas-emitter-diodens karaktäristik kan beskrivas med följande
formel:
( L”
1(U) = 10. @*'*'T _ 1
Följande storheter ingår:
Strömmen i bas-emitter-övergàngen
Bas-emitter-spänningen
0 = Mättningsströmmen i backriktningen
Elektronens laddning
= Materialkonstant
= Boltzmann's konstant
= Den absoluta temperaturen
HWPQHGH
|| II ll
En första kurva. FO visar karaktäristiken före temperatur-
ökningen. Arbetspunkten A0 är en punkt på kurvan vid baslik-
Bas-emitter-spänningen i skärningspunkten A0
med Ut0. Om
strömmen IbA.
är den spänning som i figuren markerats
temperaturen stiger kommer karaktäristikkurvan att förflytta
sig i pilens 'riktning och exempelvis inta det läge som
betecknats med Fl i figur 2b. Eftersonx basströmmen hàlles
konstant mha strömgeneratorn 10 kommer arbetspunkten att
tvingas kvar vid strömmen IbA. Detta medför att bas-emitter-
spänningen, som är en approximativt linjär funktion av
temperaturändringen, sjunker i arbetspunkten och en ny
arbetspunkt Al uppkommer till följd av temperaturökningen.
Den nya arbetspunkten Al framgår av figur 2b. Arbetspunkten
Al utgör nu en skärningspunkt mellan baslikströmmen IbA och
10
15
20
25
30
512796
den efter
Utl.
temperaturändringen nya bas-emitter-spänningen
Det approximativt linjära förhållandet mellan övergångs-
spänningen Ube och övergàngstemperaturen T kan visas med
följande formel, om temperaturberoendet hos IQ försummas:
”mas
ln|___+1
U(T) = -k-T = konst-T
Eftersom bas-emitter-spänningen Ube är nära linjärt beroende
av transistorns temperatur vore det naturligt att uppskatta
temperaturen genom att mäta denna spänning. Problemet är
emellertid att en temperaturmätning under drift i en sändare
får till följd att
transistorns
signalerna som förekommer under
normala drift påverkar den mycket känsliga
temperaturmätningen, vilket i många fall helt omöjliggör
mätning. I enlighet med uppfinningen har därför valts att
införa en elektronisk strömbrytare 12 mellan transistorns
bas lb och mätkretsen 13.
strömbrytarsymbol.
Strömbrytaren har i figur l
àskådliggjorts med en Strömbrytaren
omfattar enligt utföringsexemplet en transmissionsgrind vars
huvudsakliga beståndsdelar är motvända FET-transistorer (ej
visade i figur 1). Denna variant av strömbrytare är välkänd
av em fackmanf Även andra varianter kan förekomma utan att
påverka elektroniska
uppfinningsidén. Den strömbrytaren
kontrolleras av omkopplingskretsen ll. Sändaren befinner sig
enligt utföringsexemplet i. en basstation i. ett GSM-system.
En sändare i. en radiobasstation arbetar intermittent, dvs
under de periodvis förekommande sändningstillfällena sändes
skurar, ”bursts”. Exempel på sådana skurar är den s.k.
normalskuren, ”Normal Burst”, och tillträdesskuren, "Access
Burst”. Normalskuren används för att sända information på
trafikkanalerna och på vissa av kontrollkanalerna. Mellan
10
15
20
25
30
512796
sändningstillfällena uppstår
detektera
sändningsuppehåll. För att
kunna sändningstillfällenas varaktighet och
uppehåll står omkopplingskretsen 11 i förbindelse med en
kontrollenhet 16 i
rampningsenhet 17 som
Kontrollenheten
dels
basstationen. styr en
aktiveras kort före varje
sändningstillfälle för att rampa upp sändarstegets uteffekt
och dels kort före varje sändningsuppehàll för att rampa ned
sändarstegets uteffekt. Kontrollenheten 16 talar om för
rampningsenheten 17 när det är dags att börja sända och vid
detta tillfälle får även omkopplingskretsen 11 beskedet. På
motsvarande sätt aktiveras rampningsenheten och omkopplings-
kretsen informeras om när det är dags för sändningsuppehàll.
Före varje upprampning, dvs inför varje sändningstillfälle,
påverkas omkopplingskretsen 11 och den elektroniska
strömbrytaren 12 bryts. Efter varje nedrampning, dvs inför
varje sändningsuppehåll, påverkas omkopplingskretsen ll och
den elektroniska strömbrytaren 12 sluts och mätkretsen 13
kopplas in.
Närmast kommer ett uppfinningsenligt förfarande att visas.
Referensbeteckningarna som används vid beskrivningen av
förfarandet återfinns i figur' 1 och figur 2. Syftet med
förfarandet är att på ett korrekt sätt återge en effekt-
transistors temperatur utan att störa transistorns normala
drift och vice versa. Den kända, konstanta viloströnl som
strömgeneratorn 10 Hatar till transistorns bas bestämmer
arbetspunkten såväl för transistorns normala drift som för
temperaturmätningen. Mätkretsen 13 är i förväg kalibrerad,
i form av en omvandlingsfunktion, med avseende på det
individuella, kombinerade temperaturbeteendet hos
transistorn ifråga och den elektroniska strömbrytaren.
Omvandlingsfunktionen beskriver hur ett uppmätt värde på
transistorns bas-emitter-spänning skall omvandlas till ett
korrekt värde på transistorns temperatur. Beskrivningen
10
15
20
25
512796
börjar under ett sändningstillfälle. Förfarandet omfattar
följande steg:
- Kontrollenheten 16 aktiverar rampningsenheten 17 för
nedrampning, dvs talar om för denna att det är dags att
sluta sända, och skickar därefter en kontrollsignal till
omkopplingskretsen ll.
- Omkopplingskretsen ll avläser och detekterar att den
intermittent arbetande sändaren befinner sig mellan två
skurar och att ett sändningsuppehàll pàgår.
- Omkopplingskretsen påverkar den elektroniska strömbrytaren
och förbindelsen mellan transistorns bas lb och mätkretsen
13 sluts.
- Mätkretsen 13 avläser spänningen över transistorns bas-
emitter. Eftersom transistorn befinner sig i. en inaktiv
period är det avlästa värdet opåverkat av de signaler som
förekommer under transistorns normala arbete.
- Mätkretsen, som är kalibrerad med avseende på det
kombinerade temperaturbeteende som beskrivits ovan,
omvandlar den uppmätta spänningen till ett temperaturvärde
som korrekt motsvarar transistorns temperatur.
- Kontrollenheten 16 sänder en ny kontrollsignal till
omkopplingskretsen ll och aktiverar därefter rampnings-
enheten 17 för upprampning, dvs talar om för denna att det
är dags att åter börja sända.
- Omkopplaren påverkar den elektroniska strömbrytaren så att
förbindelsen mellan transistorns bas och mätkretsen 13
bryts. Transistorn kan åter arbeta i normal drift utan att
störningar uppkommer pà grund av påverkan av nàtkretsen
13.
10
15
20
25
30
512796
10
Man kan även tänka sig att det uppmätta temperaturvärdet
återkopplas till en kylkrets (ej visad i figurerna) som vid
höga temperaturer kyler ned transistorn. En annan möjlig
variant är att temperaturvärdet återkopplas på så sätt att
effekten hos insignalen sänks i samma omfattning som
temperaturen ökar och att ett självreglerande system därmed
erhålls. En annan möjlighet med uppfinningen är att utrymme
ges för kompensation av variationer i transistorns
arbetssätt som orsakats av temperaturändring. Kompenseringen
kan exempelvis bestå av ändring av transistorns arbetspunkt
till värdet som existerade före temperaturändringen.
Figur 3 visar i ett flödesschema de mest väsentliga stegen i
det uppfinningsenliga förfarandet. Flödesschemat är avsett
att läsas tillsammans med figur 1 och. 2 där hänvisnings-
beteckningar i flödesschemat återfinns. Förfarandet omfattar
följande steg:
Omkopplaren ll erhåller besked om att transistorn befinner
sig i en inaktiv period, enligt ett block lOl
- Mätkretsen 13 ansluts till transistorns bas,
block 102.
enligt ett
- Spänningen vid transistorns bas enligt ett
block 103.
uppmättes,
- Den uppmätta spänningen omvandlas till ett temperatur-
värde, enligt ett block 104.
I figur 4 visas i ett andra utföringsexempel en del av ett
radiofrekvent effektförstärkarsteg för en intermittent
arbetande sändare. Effektförstärkarsteget, som enligt
utföringsexemplet är placerat i. en basstation i. ett DECT-
system, består av en fälteffekttransistor 100 som omfattar
en gate G, en source S och en drain D. En spole 106 är
ansluten mellan en matningsspänning VDD och transistorns
drain D. Transistorns source S är ansluten till en noll-
10
15
20
25
30
35
512796
ll
potential V0 via ett motstånd 108.
RFIN till
En radiofrekvenssignal
inkommer förstärkarstegets ingång 105 vid
transistorns gate G. Efter behandling i transistorn leds den
RFOUT till
mellan spolen 106 och
förstärkta radiofrekvenssignalen förstärkar-
stegets utgång 107 som finns
transistorns drain D. Med hjälp av en spänningsgenerator 110
på transistorns gate G ges basen en fixerad förspänning som
bestämmer transistorns arbetspunkt. Detta kommer närmare att
diskuteras i samband med figur 5. I figur 4 visas även en
omkopplingskrets lll, en elektroniskt styrd strömbrytare
112, en mätkrets 113, en detektorkrets 114 samt en
nedräkningskrets 115. Dessa kommer att förklaras närmare
längre fram i texten.
I figur 5 visas överföringsfunktionen för FET-transistorn i
figur 4 i form av ett ström/spänningsdiagram vid tre olika
temperaturer. X-axeln visar transistorns gate-source-
spänning VGS och pà Y-axeln visas strömmen mellan
transistorns drain D och source S. Transistorns första
arbetspunkt A2 vid temperaturen T2 kan ses i den mellersta
av de tre kurvorna. Med hjälp av spänningsgeneratorn 110
erhålls en fixerad vilospänning för transistorns gate-source
Ubias.
Arbetspunkten A2,
vid värdet Drain-source-strömmen har då antagit
värdet I2. som är den punkt kring vilken
inkommande och utgående signaler överlagras, utgör alltså en
skärningspunkt mellan spänningen Ubias och strömmen I2. I
figuren visas ~med tre kurvor T1, T2 och T3 transistorns
överföringsfunktion vid temperaturändring. Den första
överföringskurvan T2 visar överföringsfunktionen före
temperaturändring. Om temperaturen stiger kommer
överföringskurvan att förflytta sig och inta det läge som
har markerats T3. Om temperaturen sjunker kommer
överföringsfunktionen att förflytta sig i. motsatt riktning
och inta det läge som har markerats med T1. Eftersom
spänningen i arbetspunkten är fixerad vid spänningen Ubias
mha spänningsgeneratorn 110, kommer arbetspunkten att
10
15
20
25
30
512795
12
hållas kvar vid denna spänning trots temperatur-
variationerna. Detta medför att drain-source-strömmen, som
är en funktion av temperaturändringen, stiger respektive
till
De nya arbetspunkterna Al
sjunker och nya arbetspunkter A1 och A3 uppkommer
följd av temperaturförändringen.
och A3 framgår av figuren. Arbetspunkterna utgör nu
skärningspunkterna mellan spänningen Ubias och de efter
temperaturändringarna nya drain-source-strömmarna Il
respektive I3.
Liksom i det tidigare utföringsexemplet har i enlighet med
uppfinningen valts att införa en elektronisk strömbrytare
112 mellan mätkretsen 113
förhindra att de signaler som förekommer under transistorns
drift
och FET-transistorn för att
normala påverkar mätresultatet. Den elektroniska
strömbrytaren 112 kontrolleras av omkopplingskretsen 111
vilket framgår av figur 4. Då strömbrytaren 112 är i sitt
slutna läge är mätkretsen 113 ansluten till transistorns
source S och till motståndet 108. Mätkretsen 113, som utgörs
av en spänningsmätare, mäter spänningen över motståndet 108
och därmed alltså indirekt strömmen IDS som flyter mellan
Till skillnad
tidigare utföringsexemplet styrs omkopplingskretsen 111 av
114. Detektorkretsen 114
kontrollsignal när en tidigare stark insignal på ingången
transistorns drain och source. från det
en detektorkrets sänder en
RFIN understiger en förutbestämd, låg nivå, dvs när ett
sändningsuppehàll börjar. Kontrollsignalen från
detektorkretsen Inatas dels till omkopplingskretsen 111 och
dels till 115.
gångtid väljes med kännedom om sändningsuppehàllets längd så
nedräkningskretsen Nedräkningskretsens
att slutvärde nås innan sändningsuppehållet upphör. När
omkopplingskretsen 111 mottar kontrollsignalen från
detektorkretsen 114 sluter omkopplingskretsen strömbrytaren
112 så att temperaturmätning kan ske. När slutvärde nåtts i
sänder
nedräkningskretsen 115 nedräkningskretsen en
10
15
20
25
30
512796
13
kontrollsignal till omkopplingskretsen 111 som då bryter
strömbrytaren 112.
Närmast kommer ett uppfinningsenligt förfarande att visas.
Referensbeteckningarna som används vid beskrivningen av
förfarandet återfinns i figur 4 och figur 5. Syftet med
förfarandet är att på ett korrekt sätt återge en effekt-
transistors temperatur utan att störa transistorns normala
drift och vice versa. konstanta vilospänning som
till
bestämmer arbetspunkten såväl för transistorns normala drift
113 är i
med
Den kända,
matar gate
spänningsgeneratorn 110 transistorns
som för temperaturmätningen. Mätkretsen förväg
kalibrerad, i_ form zur en omvandlingsfunktion, avseende
på det individuella, kombinerade temperaturbeteendet hos
transistorn ifråga och den elektroniska strömbrytaren.
uppmätt värde på
skall
omvandlas till ett korrekt värde på transistorns temperatur.
Omvandlingsfunktionen beskriver hur ett
spänningen över transistorns source-motsànd 108
Beskrivningen börjar under ett sändningstillfälle.
Förfarandet omfattar följande steg:
- Detektorkretsen 114 sänder en kontrollsignal som talar om
att transistorn just påbörjat en inaktiv period dels till
omkopplingskretsen 111 och dels till nedräkningskretsen
115.
påbörjar vid
- Nedräkningskretsen 115 nedräkningen
mottagandet av kontrollsignalen från detektorkretsen 114.
- Omkopplingskretsen lll påverkar den elektroniska
strömbrytaren 112 att slutas, varvid en förbindelse mellan
113 uppstår, vid
transistorns source S och mätkretsen
mottagandet av kontrollsignalen från detektorkretsen 114.
- Mätkretsen 113 avläser spänningen över motståndet 108 som
är anslutet till transistorns source S.
10
15
20
25
512796
14
- Mätkretsen 113, som är kalibrerad med avseende på det
kombinerade temperaturbeteende som beskrivitsl ovan,
omvandlar den uppmätta spänningen till en temperatur som
korrekt motsvarar transistorns temperatur.
sänder en till
omkopplingskretsen 111 när nedräkningskretsens slutvärde
- Nedräkningskretsen 115 kontrollsignal
nåtts.
- Omkopplingskretsen lll påverkar den elektroniska
strömbrytaren 112 att brytas, varvid förbindelsen mellan
transistorns source S och mätkretsen 113 upphör, vid
mottagandet av kontrollsignalen från nedräkningskretsen
115.
De flesta halvledarkomponenter har olika slag av temperatur-
beroende som kan utnyttjas för temperaturmätning.
Uppfinningen är alltså inte begränsad till att gälla enbart
gemensam-emitter- eller gemensam-source-fallet och de
transistortyper som angivits i de två utföringsexemplen utan
kan tillämpas på halvledarkomponenter i allmänhet. Det i
utföringsexemplen visade arrangemanget med en kontrollenhet
som talar om för omkopplingskretsen när denna skall sluta
eller bryta förbindelsen mellan halvledarkomponenten och
mätkretsen kan utbytas mot exempelvis en nedräkningskrets
eller annan anordning som visar när halvledarkomponenten
befinner sig i aktivt eller inaktivt tillstànd. Uppfinningen
är naturligtvis inte heller begränsad till de ovan beskrivna
visade utföringsformerna, utan kan
och på ritningen
modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.
Claims (1)
- 5 10 15 20 25 512796 15 EATENTKRÄV Förfarande för att mäta temperatur' i en intermittent arbetande halvledarkomponent, vilket förfarande omfattar: -anslutning av en mätkrets till halvledarkomponenten; -mätning av en temperaturberoende elektrisk storhet hos halvledarkomponenten; -omvandling av den uppmätta storhetens värde till ett temperaturvärde som motsvarar halvledarkomponentens temperatur; K Ä N N E T E C K N A T A V att mätkretsen är ansluten till halvledarkomponenten befinner sig i en inaktiv period. halvledarkomponenten endast när Förfarande enligt patentkrav 1, där till fastställande av att halvledarkomponenten befinner sig i anslutningen av mätkretsen halvledarkomponenten föregås av en inaktiv period. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, där anslutningen av mätkretsen till halvledarkomponenten upphör efter fastställande av att halvledarkomponenten är pà väg in i en aktiv period. Förfarande enligt patentkrav l eller 2, där anslutningen av mätkretsen till halvledarkomponenten upphör efter det att ett slutvärde nåtts i en nedräkningskrets. 5 10 l5 20 25 512796 16 Förfarande enligt något av patentkraven l-4, kännetecknat av att omvandlingen av den uppmätta storheten förgås av en kalibrering av en omvandlingsfunktion med avseende på halvledarkomponenten. Förfarande enligt något av patentkraven l-5, kännetecknat av att en ökning av temperaturvärdet följs av en sänkning av halvledarkomponentens effektutveckling. Förfarande enligt något av patentkraven 1-5, kännetecknat av att en ökning av temperaturvärdet initierar en ökad kylning av halvledarkomponenten. Förfarande för att mäta temperatur i en intermittent arbetande bipolär transistor med strömfixerad bas (lb), vilket förfarande omfattar: - anslutning av en mätkrets (13) till transistorns bas (lb); - mätning av transistorns bas/emitter-spänning; - omvandling av den uppmätta spänningens värde till ett temperaturvärde som motsvarar transistorns temperatur. KÄNNETECKNAT AVattmätkretsen (13) är till befinner sig i en inaktiv period. ansluten transistorn endast när transistorn 10 15 20 25 10. ll. 12. 13. 14. 15. 512796 17 8, där mätkretsen till transistorn föregàs av fastställande av Förfarande enligt patentkrav anslutningen av att transistorn befinner sig i en inaktiv period. Förfarande enligt patentkrav 8 eller 9, där anslutningen av mätkretsen upphör efter fastställande av att transistorn är på väg in i en aktiv period. Förfarande enligt patentkrav 8 eller 9, där anslutningen av mätkretsen till transistorn upphör efter det att ett slutvärde nàtts i en nedräkningskrets. patentkraven 8-ll, uppmätta enligt att Förfarande något av kännetecknat av omvandlingen av den storheten förgàs av en kalibrering av en omvandlingsfunktion med avseende på transistorn. 8-12, kännetecknat av att en ökning av temperaturvärdet följs Förfarande enligt något av patentkraven av en sänkning av transistorns effektutveckling. 8-12, temperaturvärdet Förfarande enligt något av patentkraven kännetecknat av att en ökning av initierar en ökad kylning av transistorns. Förfarande för att mäta temperatur' i en intermittent arbetande fälteffekttransistor med spänningsfixerad gate (G), vilket förfarande omfattar: 10 15 20 25 16. 17. 18. 19. 512796 18 - anslutning av en mätkrets (113) till transistorns source (S); - mätning av strömmen genom transistorns source (S); - omvandling av den uppmätta strömmens värde till ett temperaturvärde som motsvarar transistorns temperatur. K Ä N N E T E C K N A T till befinner sig i en inaktiv period. A V att mätkretsen (113) är ansluten transistorn endast när transistorn Förfarande enligt patentkrav 15, där anslutningen av mätkretsen till transistorn föregås av fastställande av att transistorn befinner sig i en inaktiv period. Förfarande enligt patentkrav 15 eller 16, där anslutningen av mätkretsen upphör efter fastställande av att transistorn är på väg in i en aktiv period. 16, anslutningen av mätkretsen till transistorn upphör efter Förfarande enligt patentkrav 15 eller där det att ett slutvärde nåtts i en nedräkningskrets. Förfarande enligt något av patentkraven 15-18, kännetecknat av att omvandlingen av den uppmätta storheten förgås av en kalibrering av en omvandlingsfunktion med avseende på transistorn. 10 15 20 25 20. 21. 22. 23. 512796 19 patentkraven 15-19, kännetecknat av att en ökning av temperaturvärdet följs Förfarande enligt något av av en sänkning av transistorns effektutveckling. patentkraven 15-19, temperaturvärdet Förfarande enligt nàgot av kännetecknat av att en ökning av initierar en ökad kylning av transistorn. Anordning för att mäta temperatur i en intermittent arbetande halvledarkomponent, vilken anordning omfattar: - medel i form av en mätkrets för att mäta en temperaturberoende elektrisk storhet hos halvledarkomponenten; -medel för att ansluta nämnda mätkrets till halvledarkomponenten; -medel för omvandla den uppmätta storhetens värde till ett värde som motsvarar halvledarkomponentens K Ä N N E T E C K N A T A V medel för att att till halvledarkomponenten temperatur; tillse mätkretsen är ansluten halvledarkomponenten endast när befinner sig i en inaktiv period. Anordning för att mäta temperatur i en intermittent arbetande bipolär transistor med strömfixerad bas (lb), vilken anordning omfattar: -medel i form av en mätkrets (13) för att mäta transistorns bas/emitter-spänning: -medel för att ansluta nämnda mätkrets till transistorns bas (1b); 10 15 24. 512796 20 -medel för omvandla den uppmätta spänningens värde till ett värde som motsvarar transistorns temperatur; K Ä N N E T E C K N A T A V medel för att tillse att mätkretsen är ansluten till transistorn endast när transistorn befinner sig i en inaktiv period. Anordning för att mäta temperatur i en intermittent arbetande fälteffekttransistor med spänningsfixerad gate (G), vilken anordning omfattar: -medel i form av en mätkrets (113) för att mäta transistorns source-ström; -medel för att ansluta nämnda mätkrets (113) till transistorns source (S); -medel för omvandla den uppmätta strömmens värde till ett värde som motsvarar transistorns temperatur; K Ä N N E T E C K N A T A V medel för att tillse att mätkretsen när transistorn är ansluten till transistorn endast befinner sig i en inaktiv period.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9803178A SE512796C2 (sv) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | Förfarande jämte anordning för att mäta temperatur i en halvledarkomponent |
AU63777/99A AU6377799A (en) | 1998-09-18 | 1999-09-10 | A method and arrangement for measuring temperature in an intermittently operating semiconductor |
EP99951315A EP1114510A1 (en) | 1998-09-18 | 1999-09-10 | A method and arrangement for measuring temperature in an intermittently operating semiconductor |
PCT/SE1999/001587 WO2000018003A1 (en) | 1998-09-18 | 1999-09-10 | A method and arrangement for measuring temperature in an intermittently operating semiconductor |
US09/397,506 US6286996B1 (en) | 1998-09-18 | 1999-09-17 | Method and arrangement for measuring temperature of a semiconductor component in an inactive state |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9803178A SE512796C2 (sv) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | Förfarande jämte anordning för att mäta temperatur i en halvledarkomponent |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9803178D0 SE9803178D0 (sv) | 1998-09-18 |
SE9803178L SE9803178L (sv) | 2000-03-19 |
SE512796C2 true SE512796C2 (sv) | 2000-05-15 |
Family
ID=20412643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9803178A SE512796C2 (sv) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | Förfarande jämte anordning för att mäta temperatur i en halvledarkomponent |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6286996B1 (sv) |
EP (1) | EP1114510A1 (sv) |
AU (1) | AU6377799A (sv) |
SE (1) | SE512796C2 (sv) |
WO (1) | WO2000018003A1 (sv) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3644354B2 (ja) * | 2000-05-09 | 2005-04-27 | トヨタ自動車株式会社 | 温度推定方法および装置 |
DE10351843B4 (de) * | 2003-11-06 | 2013-11-21 | Converteam Gmbh | Verfahren und elektrische Schaltungen zur Ermittlung einer Temperatur eines Leistungshalbleiters |
US7255476B2 (en) * | 2004-04-14 | 2007-08-14 | International Business Machines Corporation | On chip temperature measuring and monitoring circuit and method |
US20070237207A1 (en) | 2004-06-09 | 2007-10-11 | National Semiconductor Corporation | Beta variation cancellation in temperature sensors |
MXPA05007947A (es) | 2005-07-27 | 2005-12-12 | L I P N Ct De Investigacion Y | Metodo para utilizar un transistor bipolar como sensor de temperatura y/o termometro autocalibrado. |
DE102011083679B3 (de) * | 2011-09-29 | 2012-09-27 | Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Ip-Department | Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung der Temperatur eines Halbleiterschalters |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU922542A1 (ru) * | 1980-05-16 | 1982-04-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский Институт Технологии Электрических Машин Малой Мощности | Устройство дл измерени температуры обмоток электрических машин |
US4669025A (en) * | 1986-04-21 | 1987-05-26 | Digital Equipment Corporation | Semiconductor junction temperature emulator |
US4896196A (en) * | 1986-11-12 | 1990-01-23 | Siliconix Incorporated | Vertical DMOS power transistor with an integral operating condition sensor |
US4972136A (en) * | 1989-11-07 | 1990-11-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Linear power regulator with current limiting and thermal shutdown and recycle |
US5063307A (en) * | 1990-09-20 | 1991-11-05 | Ixys Corporation | Insulated gate transistor devices with temperature and current sensor |
KR960000775B1 (ko) * | 1990-10-19 | 1996-01-12 | 닛본덴기 가부시끼가이샤 | 고주파 전력 증폭기의 출력레벨 제어회로 |
TW225619B (sv) * | 1991-07-19 | 1994-06-21 | Nippon Electric Co | |
US5383083A (en) * | 1992-05-19 | 1995-01-17 | Pioneer Electronic Corporation | Protective apparatus for power transistor |
DE4324982A1 (de) * | 1993-07-26 | 1995-02-02 | Abb Management Ag | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung der Sperrschichttemperatur eines GTO-Thyristors |
DE19522517C1 (de) * | 1995-06-21 | 1996-11-28 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum Abschalten eines Leistungs-MOSFET bei Übertemperatur |
JPH09119870A (ja) * | 1995-10-26 | 1997-05-06 | Nec Corp | 温度検出方法、半導体装置及び温度検出回路 |
SE511337C2 (sv) * | 1996-11-08 | 1999-09-13 | Ericsson Telefon Ab L M | Anordning för att skydda sluttransistorerna i en effektförstärkare |
JP2000505998A (ja) * | 1996-12-09 | 2000-05-16 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 熱保護されたスイッチングトランジスタを有する装置 |
US6008685A (en) * | 1998-03-25 | 1999-12-28 | Mosaic Design Labs, Inc. | Solid state temperature measurement |
-
1998
- 1998-09-18 SE SE9803178A patent/SE512796C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-09-10 AU AU63777/99A patent/AU6377799A/en not_active Abandoned
- 1999-09-10 EP EP99951315A patent/EP1114510A1/en not_active Withdrawn
- 1999-09-10 WO PCT/SE1999/001587 patent/WO2000018003A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-09-17 US US09/397,506 patent/US6286996B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6286996B1 (en) | 2001-09-11 |
WO2000018003A1 (en) | 2000-03-30 |
EP1114510A1 (en) | 2001-07-11 |
SE9803178L (sv) | 2000-03-19 |
AU6377799A (en) | 2000-04-10 |
SE9803178D0 (sv) | 1998-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100874198B1 (ko) | 온도검출장치 | |
KR930007482B1 (ko) | 전류검출회로 | |
US6789939B2 (en) | Temperature sensor and method for operating a temperature sensor | |
US6901223B2 (en) | Optical transmitter and optical transmitting apparatus using the same | |
EP0596473A1 (en) | Circuit for monitoring the drain current of a MOSFET | |
US7703975B2 (en) | Temperature detecting circuit | |
KR102585869B1 (ko) | 선형성을 개선한 증폭 장치 | |
JP3650460B2 (ja) | 温度補正付きドライバ回路 | |
SE512796C2 (sv) | Förfarande jämte anordning för att mäta temperatur i en halvledarkomponent | |
US6744304B2 (en) | Circuit for generating a defined temperature dependent voltage | |
JP2007019631A (ja) | Fetバイアス回路 | |
JPH10242773A (ja) | 帰還増幅回路 | |
US7834656B2 (en) | Two-wire transmitter | |
US20010043057A1 (en) | Controlled current sources of two-wire measuring instruments | |
US5903193A (en) | Amplifying device and transmission output control apparatus | |
US9755507B2 (en) | Reference voltage generator having at least one bipolar junction transistor biased by negative base voltage and associated reference voltage generating method | |
US6933753B2 (en) | Sensor signal output circuit | |
JP2001136081A (ja) | レベル検出装置 | |
JP2003198476A (ja) | 光結合装置 | |
KR100794774B1 (ko) | 온도 보상 회로 | |
US20240012440A1 (en) | Bandgap circuit with adaptive start-up design | |
JPH05149996A (ja) | 半導体装置の熱抵抗測定方法 | |
JP2007258530A (ja) | 低電圧検出回路 | |
JPH05291836A (ja) | 光受信装置 | |
RU2047261C1 (ru) | Стабилизатор постоянного напряжения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |