Способ определения параметров проводящего канала в переключающем элементе

 

Изобретение относится к полупроводниковой технике и позволяет повысить информативность способа за счет одновременного определения шумовой температуры и плотности тока в проводящем канале переключающего элемента . Задают различные значения стационарного тока в проводящем канале. Для каждого из них измеряют сйектральную плотность мощности высокочастотного шума, дифференциальное сопротивление переключающего элемента в высокоомном состоянии и в различные моменты времени его восстановления. Кроме того, также измеряют температура переключающего элемента и падение напряжения на его активной межэлектродной области. По измеренным значениям определяют для каждой величины стационарного тока в канале значения решеточной составляющей шумовой температуры проводящего канала в низкоомном состоянии и плотности тока в нем. 1 ил. S (Л Is5 00 О5 Ю 4;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 01 К 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3846971/24-10 (22) 24,01 ° 85 (46) 23.12.86. Бюл. )) 47 (71) Ордена Трудового Красного Зна- мени -институт физики полупроводников

АН ЛитССР (72) A.À.×åñíèñ, К.И.Гашка и А.К.Огинскас (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 627353, кл. С 01 К 7/30, 1977.

Авторское свидетельство СССР

1) 830150, кл. (: 01 К 7/30, 1979. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРА1БТРОВ

ПРОВОДЯЩЕГО КАНАЛА В ПЕРЕКЛ10ЧАЮЩЕМ

ЗЛЕМЕНТЕ (57) Изобретение относится к полупроводниковой технике и позволяет повысить информативность способа за счет одновременного определения шумовой температуры и плотности тока в проводящем канале переключающего элемента. Задают различные значения стационарного тока в проводящем канале.

Для каждого Hs них измеряют спектральную плотность мощности высокочастотного шума, дифференциальное сопротивление переключающего элемента в высокоомном состоянии и в различные моменты времени его восстановления.

Кроме того, также измеряют температура переключающего элемента и падение напряжения на его активной межэлектродной области. По измеренным значениям определяют для каждой величины стационарного тока в канале значения решеточной составляющей шумовой температуры проводящего канала в низкоомном состоянии и плотности тока в нем. 1 ил.

1 1278624 2

Изобретение относится к полупро- где $ — теплоироводность области шнуводниковой технике и может быть ис- рования тока в ниэкоомном состоянии. пользовано при измерении электричес- Решение уравнения (3) с учетом, что ких параметров, в частности моноста- в центре области шнурования (х=О) бильного элемента на основе аморфно- 5 температура максимальна, теплообмен го или стеклообразного полупроводника, между этой областью и окружающей

Цель изобретения — повышение ин- средой происходит в основном через формативности способа за счет одно- электроды по закону Ньютона, а элеквременного определения шумовой тем- тропроводность области шнурования пературы и плотности тока в проводя- 10 практически не зависит от температущем канале переключающего элемента. ры, имеет вид

На чертеже показана зависимость, связывающая решеточную составляющую шумовой температуры Т, температуру

Ф

О l(:-P О окружающей среды Т, стационарный ток 15

1 в канале I и падение напряжения U на где, = 1) (1 + 2() активной межэлектродной области переключающего элемента.

Способ осуществляют следующим образом. 20

I (5) T> — температура в центре (х=0) области шнурования тока;

Ъ вЂ” Коэффициент теплоотдачи.

Подставив выражение (4) в (2), получим

25 T — T = (T — T )(1- "-) . (6) а 3

Связь между j и Т получим, решая ( уравнение (3) при учете (6):

30 . T To 1 h-

j=2 -(-+ — ) 4 3 (7) Из выражения (7) следует, что об изменении параметра j качественно

З5 можно судить по изменению отношения (т — т,) /U.

Распределение температуры Т(х) описывается дифференциальным уравнением

dÐ Т(х)

1 — — — — = -j2 б (т)

Дх2 Г (3) Задают различные значения стационарного тока в канале и для каждого из них определяют значения решеточной составляющей шумовой температуры проводящего канала в низкоомном состоянии по измеренным значениям спектральной плотности мощности высокочастотного шума, дифференциального сопротивления переключающего элемента в высокоомном состоянии и в различные моменты времени восстановления высокоомного состояния.

При этом область шнурозания тока в проводящем канале можно представить как суперпозицию источников теплового шума с линейным размером ()х,. температурой Т и сопротивлением R для каждого из них. Суммарная спектральная плотность напряжения шума такого включения

V BKS j Т(х) p())dr=4K) K, (1)

О где Rz = 2Я j p(T)dx; (т) — удельное сопротивление области шнурования в низкоомном состоянии.

Из выражения (1) следует

J Т(х) р(т) dx п

), (2) р g (т) ах

Пусть рабочая площадь переключающего элемента является достаточно

40 большой и шнур при токах, близких пороговому току поддержки низкоомного состояния„ занимает лишь часть межэлектродной активной области. При увеличении тока его плотность в шнуре реально переключающего элемента сначала увеличивается. Это увеличение из-за расширения шнура постепенно замедляется и при достаточно больших токах j обычно, становится посто50 янной. С того момента, когда шнур заполняет всю активную межэлектродную область элемента, j начинает прямолинейно возрастать с током. Согласно выражению (7) аналогичным образом

55 должно изменяться также и отношение (т, — т„) /и.

Решеточную составляющую шумовой температуры области шнурования тока, 5 (8)

I<

Т1-Т 1 h

j =2 -4 — - (-+ — )

1 Uy h 3

Иэ выражений (7) и (8) получим

f0

Ii f (I)

) У

= S f(II) (9) где S — общая рабочая площадь переключающего элемента; 15

I — значение стационарного тока, с которого начинается указанный участок прямолинейной зависимости f(I)> при этом Е(Х) «(f(Ii).

Измерив значения падения напряже- 20 ния на активной межэлектродной области переключающего элемента, соответствующие заданным значениям стационарного тока I, и зная температуру окружающей среды Т строят график зависимости (Т вЂ” Т„)/V = f(I) °

Высокотоковому прямолинейному участку зависимости предшествует участок АВ независимости (Т -То) /U от тока. Между этими участками кривой З0 может существовать небольшой переходной участок ВС, причиной которого может быть несовпадение оси шнура тока с осью активного рабочего объема переключателя, а также неидентичность 35 их формы. В подобном случае начало изменения характера кривой определяется по точке E пересечения продолжений указанных прямых АВ и CD. При отсутствии участка ВС f(Т,) и Ii on- 40 ределяют по координатам общей точки прямых АВ и CD.

3 1? 786 падение напряжения на межэлектродной области и плотность тока в шнуре при

I=I, обозначим Тр,, V и j соответственно. Тогда, согласно выражению (7) 24 4

Определив значения I и f(Ii), по формуле (9) находят искомую плотность тока в проводящем канале переключающего элемента, зная которую, легко ,определить и другие основные параметры шнура тока: его радиус и удельное сопротивление области шнурования тока.

Формула из обретения

Способ определения параметров проводящего канала в переключающем элементе путем измерения спектральной плотности мощности высокочастотного шума, дифференциального сопротивления переключающего элемента в высокоомном состоянии и в различные моменты времени восстановления высокоомного состояния, температуры переключающего элемента в высокоомном состоянии и определения по их значениям решеточной составляющей шумовой температуры проводящего канала в низкоомном состоянии, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения информативности способа за счет одновременного определения шумовой температуры и плотности тока в проводящем канале переключающего элемента, решеточную составляющую шумовой температуры проводящего канала в низкоомном состоянии определяют при раз-, личных значениях стационарного тока, для каждого иэ значений которого измеряют падение напряжения на активной межэлектродной области переключающего элемента, и по измеренным величинам находят искомое значение плотности тока в проводящем канале переключающего элемента.

1278624

Zf

Составитель H.Èàêàðîâ

Редактор В.Петраш Техред Л.Олейник Корректор А. Обручар

Заказ 6822/36 Тираж 778 Подпи с н ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r ° Ужгород, ул. Проектная, 4