Устройство для измерения теплового сопротивления интегральных схем

 

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при контроле теплового сопротивления . Цель изобретения - расширение области применения и упрощение устройства - достигается за счет регистрации срьша автоколебаний в цепи, содержащей контролируемую интегральную схему. Источник напряжения питания 1, контролируемый вольтметром 2, через электронный ключ 5 соединен с вводом 7.2 интегральной схемы 7. Источйик напряжения питания 1 изменяет напряжение по сигналу блока управления 4. Блок регистрации автоколебаний 6 контролирует наличие колебаний на выводе 7.1, которые возникают благодаря .наличию блока 8 формирования цепи положительной обратной связи. Нагревающая мощность подается на интегральную схему от источника напряжения 9 через узел измерения мощности 10, состоящий из вольтметра и амперметра. В описании рассмотрено конструктивное выполнение блока управления 4. Тепловое сопротивление рассчитьгоается после калибровки термочувствительного параметра на основе значений напряжения источника напряжения питания 1, при котором происходит срыв автоколебаний . 3 ил i СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

gg 4 G 01 R 31/28

ОПИСАНИЕ HSOEiPETEHHR

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHSIM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4249671/24-21 (22) 16. 03.87 (46) 07.02.89. Бюл. Р 5 (72) А.Ю. Кромин, А. Г.Мадера и Г.В.Резников (53) 621.317.779 (088.8) (56) Патент ФРГ У 2534502, кл. G 01 R 31/26, 1983.

Электронная промышленность, 1977, вып. 58(2), с. 34/37. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ (57) Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при контроле теплового сопротивления. Цель изобретения - расширение области применения и упрощение устройства - достигается за счет регистрации срыва автоколебаний в цепи, содержащей контролируемую интегральную схему. Источник напряжения питания 1, контролируемый вольт„„SU„„1456919 А1 метром 2, через электронный ключ 5 соединен с вводом 7.2 интегральной схемы 7, Источйик напряжения питания

1 изменяет напряжение по сигналу блока управления 4. Блок регистрации автоколебаний 6 контролирует наличие колебаний на выводе 7 ° 1, которые возникают благодаря, наличию блока 8 формирования цепи положительной обратной связи. Нагревающая мощность подается на интегральную схему от источника напряжения 9 через узел измерения мощности 10, состоящий из вольтметра и амперметра. В описании рассмотрено конструктивное вы- . полнение блока управления 4. Тепловое сопротивление рассчитывается после калибровки термочувствительного параметра на основе значений напряжения источника напряжения питания

1, при котором происходит срыв автоколебаний. 3 ил,, 1456919

Изобретение относится к электронной технике и может быть применено для измерения тепловых сопротивлений интегральных схем. Ф

Цель изобретения - расширение области применения и упрощение устройства за счет использования регистрации срыва автоколебаний в цепи, содержащей контролируемую интегральную 10 схему при понижении напряжения питания, что дает возможность использовать ее для интегральных схем с термостабилизированными каскадами.

На фиг. 1 приведена блок"схема устройства для измерения теплового сопротивления интегральных схем на фиг. 2 — диаграммы работы устройства в режиме тарировки термочувствительного параметра и измерения 20 . теплового сопротивления; на фиг. 3— пример выполнения блока управления.

Устройство (фиг.i) содержит источник 1 напряжения питания, индикатор

2, блок 3 задания. греющей мощности, 25 блок ч управления, электронный ключ 5, блок 6 регистрации .наличия автоколебаний, контролируемую интегральную схему 7, блок 8 формирования цепи положительной обратной связи с 30 общим коэффициентом усиления, большим единицы.

Измеряемая интегральная схема. 7 соединена с блоком 8 формирования цепи положительной обратной связи с коэффициентом усиления,. большим еди- . ницы, который обеспечивает возникновение автоколебаний. Контрольный вы- . ход интегральной схемы 7, на котором возникли автоклебания, соединен че- 40 рез клемму 7;1 с входом блока 6 регистрации наличия автоколебаний, выход которого соединен с входом блока

4 управления. Первый выход. блока 4 управления соединен с входом элект- 45 ронного ключа 5, а второй выходс управляющим входом источника 1 напряжения. К выходу источника 1 напряжения подключен индикатор 2 и первый вхоц электронного ключа 5. Выход электронного ключа 5 соединен через соответствующую клемму 7,2 с выводом питания измеряемой интегральной схемы 7. Второй вход электронного ключа 5 соединен с выходом блока 3 задания греющей мощности, в состав которого входят источник 9 напряже-. ния, входом соединенный с выходом . блока 3 через узел 10 измерения мощ ности, состоящий из амперметра и в ол ьт метр а.

Блок 8 форьырования цепи положительной обратной связи с общим коэффициентом усиления, большим единицы, обеспечивает возникновение процесса генерации в цепи: интегральная схема 7 — блок 8. В простейшем случае блок 8 может представлять просто проводник (проводники), соединяющий выходные выводы интегральной схемы с входными выводами, подключенными к клеммам для подключения функциональных выводов 7.3 и 7.4 интегральной схемы. Например, для группы инверторов (с нечетным числом инверторов) достаточно соедини, ь их последовательно и выход последнего со .единить с входом первого.

Конструктивное исполнение блока 4 управления на уровне функциональных элементов приведено на фиг. 3. В функции блока управления входит формирование сигнала управления источником 1 напряжения и сигнала управления электронным ключом 5 IIo сигналам блока 6 регистрации наличия автоколебаний. Блок управления состоит из генератора 11 тактовых импульсов, регистра 12, N-разрядного счетчика

13, элемента 14 задержки, логических элементов НК 15 и 16, И 17, И-HE 18, блока 19 пуска, переключателя 20. режима работы, кнопки "Пуск" 21 и N буферных вентилей 22.1-22.Ы, Сигнал от блока 6 регистрации наличия автоколебаний поступает на вход одноразрядного регистра 12 и первый вход логического элемента И 17. Управляющий вход электронного ключа 5 соединен с выходом логического элемента

И-.НЕ 18, а вход управления источника 1 напряжения — с выходами буферных вентилей 22.1-22.N.

Кроме того, кнопка 21 подключена к входу блока 19, первый выход которого соединен с входом запуска генератора 11 тактовых импульсов, входостановки которого подключен к выходу регистра 12, а выход соединен с входами элемента 14 задержки, логического элемента 16, а также вторыми входами логического элемента 17 и буферных вентилей 22, 1-22.Ы, первые входы которых соединены с разрядными выходами счетчика 13, вход обнуления которого соединен с вторым выходом блока 19, декрементный вход—

1456919 с выходом логического элемента 17, Выход элемента 14 задержки через логический элемент 15 соединен с тактовым входом регистра 12, вход обнуления которого соединен с входом обнуления счетчика 13, Выход логического элемента 16 соединен с первым входом логического элемента 18, вто- . рой вход которого, соединенный через резистор с шиной питания, подключен к переключателю 20 режима работы.

Устройство работает следующим образом.

Блок 6 регистрации наличия авто колебаний в отсутствие автоколебаний устанавливает логический "0", при подаче логической "1" на электронный ключ 5 он подключает к выводу питания контролируемой интегральной схемы 7 источник 1 напряжения, а при подаче на него. логического "0" он подключает к выводу питания интегральной схемы выход блока 3 задания греющей мощности. Блок управления обеспечива- 25 ет также выбор режима: калибровка— измерение, для чего в него включен переключатель 20 выбора режима работы. Работа с устройством начинается с выбора режима работы. Вначале необходимо выполнить калибровку термочувствительного параметра. Для этого необходимо установить переключатель 20 в положение К вЂ” калибровка.

В положении К на второй вход логического элемента 18 подается логический 0 это IIpHBopHT к TO у что на вход электронного ключа 5 независимо от состояния второго входа логического элемента 18 подается логи- 40 ческая "1" и электронный ключ 5 обеспечивает при. этом постоянное подключение источника 1 напряжения, процесс калибровки начинается с на» жатия кнопки 21. При нажатии кнопки

21 происходит сброс регистра 12,, причем в него записывается "1", счетчик

13 сбрасывается и в него по входам предустановки записывается код, соответствующий максимальному значению напряжения источника 1 напряжения, и происходит запуск генератора 11 тактовых импульсов. На фиг. 3 не показаны цепи предустановки счетчика

13 и цепи записи "1" при начальной установке регистра 12.

Генератор 11 тактовых импульсов формирует последовательность импульсов положительной полярности. Скважность этих импульсов равна скважности импульсов, представленной на диаграммах а и Ъ (фиг. 2). Генератор 1.1 тактовых импульсов определяет период подачи напряжения питания на измеряемую интегральную схему 7. Ширина импульсов положительной полярности

1 определяет время подачи на интегральную схему 7 напряжения источника 1 напряжения. В начальный момент времени после нажатия кнопки 21 на выходе генератора 11 тактовых импульсов появляется логический "0", поэтому буферные вентили 22. 1-22.N закрыты и источник 1 напряжения формирует нулевое значение питающего напряжения.

Поскольку на выходе одноразрядного регистра 1 тактовый генератор продолжает формирование тактовой последовательности, при приходе первого положительного фронта тактовой последовательности открываются буферные вентили 22.1-22.N и код с выходов счетчика поступает на источник 1 напряжения, который устанавливает соответствукщее ему напряжение. Это напряжение через открытый электронный ключ 5 поступает на контролируемую интегральную схему 7. Поскольку в первый момент времени формируется: максимальное напряжение питания, в цепи положительной обратной связи возникают .автоколебания, которые регистрируются блоком 6 регистрации наличия автоколебаний, и он вырабатывает единичный сигнал наличия ав1 токолебаний, который поступает на вход регистра 12 и первый вход логического элемента 17. На выходе этого логического элемента устанавливается логическая "1".

Через время, равное задержке элемента 14, передний положительный фронт тактовой последовательности поступает на вход логического элемента 15. Время задержки элемента

14 выбирается таким, чтобы обеспечить приход достоверности сигнала от блока 6 регистрации наличия автоколебаний, но меньшее длительности положительного импульса тактовой последовательности. За это время задержки напряжение от источника 1 напряжения должно поступить на измеряемую интегральную схему 7, должны возникнуть автоколебания, окончиться переходные процессы и блок регистрации автоко1456919 лебаний должен успеть сформировать сигнал. Отрицательным фронтом сигна«ла на выходе логического элемента 15 в регистр 12 записывается сигнал, 5 поступивший от блока 6 регистрации наличия автоколебаний. Поскольку в первом цикле это "1", то состояние на выходе регистра 12 не изменяется и продолжается формирование тактовой 10 последовательности.

При поступлении от генератора 11 отрицательного фронта логический элемент 17 закрывается и отрицательный фронт этого импульса поступает 15 на счетчик 13. Происходит уменьшение содержимого счетчика на единицу,,поскольку счетчик работает на вычитание. Одновременно закрываются буферные вентили 22 1-22.N и напряжение 20 питания с измеряемой интегральной схемы 7 снимается. При приходе следующего положительного импульса цикл повторяется, однако при уменьшенном напряжении питания интегральной схе- 25 мы 7. Так продолжается до тех пор, пока от блока регистрации наличия автоколебаний не поступит "0". Это, означает, что произошел срыв автоколебаний. В этом случае в регистр 30

12 записывается "0" и происходит остановка генератора 11 тактовых импульсов. При этом на его выходе будет логическая "1". Одновременно запускается индикатор 2 и измеряется напряжение источника 1 напряжения.

Полученное значение запоминается и используется при расчете теплового сопротивления. В этом режиме корпус интегральной схемы 7 термостатируется и измеряется температура на основании корпуса интегральной схемы 7.

Таким образом, значение напряжения, при котором произошел срыв автоколебаний, связывается с температурой 45 корпуса, которая принимается равной температуре кристалла интегральной схемы 7 ввиду малой рассеиваемой мощности, На фиг. 2 на диаграммах а и F по- 50 казаны импульсы питающего напряжения на интегральной схеме 7 и автоколе-. бания в цепи положительной обратной связи соответственно., Процесс измерения аналогичен процессу калибровки и отличается тем, что между измерительными, импульсами питающего напряжения подается постоянное напряжение, которое обеспечивает разогрев интегральной схемы.

В этом режиме переключатель 20 устанавливается в положение К и на логический элемент 18 на один из входов подается "1", а на электронный ключ

5 приходитпоследовательность сигналов, соответствующая тактовой последовательности генератора 11, Это приводит к тому, что производится переключение источника 1 напряжения и блока 3 задания греющей мощности (диаграмма Ь, фиг. 2), Мощность, рассеиваемая интегральной схемой 7, определяется по показаниям амперметра и вольтметра в узле 10 измерения мощности. В остальном процесс измерения не отличается от калибровки. На фиг. 2 для режима измерения на диаграмме g показаны автоколебания ь петле положительной обратной связи, в которую включена контролируемая интегральная схема.

Тепловое сопротивление рассчитывается после калибровки термочувствительного параметра.на основании сравнения зарегистрированных значений напряжения срыва автоколебаний при контроле интегральных схем с калибровочной зависимостью.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения теплового сопротивления интегральных схем, содержащее источник напряжения питания, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, вход которого соединен с выходом источника напряжения питания, а выход — с клеммой для подключения вывода питания интегральной схемы, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и упрощения устройства,,в него введены блок задания греющей мощности, блок регистрации срыва автоколебаний, блок формирования цепи обратной связи, вход управления источника напряжения питания соединен с вторым выходом блока управления, к выходу источника напряжения питания подключен индикатор, клеммы для подключения функциональных выводов интегральной схемы подключены к входам блока формирования цепи положительной обратной связи, клемма для подключения контрольного выхода интегральной схемы

Составитель B.Ñòåïàíêèí

Техред M.äóùûê Корректор Г.Решетник

Редактор В.Данко

Заказ 7549/45 Тираж 711 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

7 1456919 8 соединена с входом блока регистрации блока задания греющей мощности соедиавто олебаний» выход которого соеди- нен с вторым входом электронного нен с входом блока управления, выход ключа. /а