Способ определения заданного уровня тока



Способ определения заданного уровня тока
Способ определения заданного уровня тока
Способ определения заданного уровня тока

 

H01L29 - Полупроводниковые приборы для выпрямления, усиления, генерирования или переключения, а также конденсаторы или резисторы, содержащие по меньшей мере один потенциальный барьер, на котором имеет место скачкообразное изменение потенциала, или поверхностный барьер, например имеющие обедненный слой с электронно-дырочным переходом или слой с повышенной концентрацией носителей; конструктивные элементы полупроводниковых подложек или электродов для них (H01L 31/00-H01L 47/00,H01L 51/00 имеют преимущество; способы и устройства для изготовления или обработки приборов или их частей H01L 21/00; конструктивные элементы иные чем полупроводниковые приборы или электроды для них H01L 23/00; приборы, состоящие из нескольких компонентов на твердом теле, сформированные на одной общей подложке или внутри нее, H01L 27/00; резисторы

Владельцы патента RU 2413233:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Западный государственный заочный технический университет (СЗТУ) (RU)

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для определения заданного уровня тока в диапазоне от 150 мА и выше. Особенностью заявленного способа является то, что в качестве датчика, регистрирующего информацию об уровне тока через контролируемую цепь, используют р-n-переход в прямосмещенном состоянии, включенный в контролируемую цепь. О достижении заданного уровня тока в цепи судят по появлению повышенного уровня шумового напряжения в прямой ветке р-n-перехода. Техническим результатом от применения данного способа является возможность выполнения устройств определения тока и напряжения на кристалле микросхемы как части электронной схемы полупроводниковой микросхемы. 3 ил.

 

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для определения заданного уровня тока в диапазоне от 150 мА и выше.

Известен способ определения уровня тока с использованием резистивного элемента, включенного в измеряемую цепь [1].

Недостатком известного способа определения уровня тока состоит в том, что для создания схемы определения уровня тока необходимо создание резистивной структуры, что затрудняет создание устройства, позволяющего определять достижение определенного уровня тока на кристалле микросхемы, как часть электронной схемы полупроводниковой микросхемы.

Известен способ определения уровня тока с использованием токовых трансформаторов [1].

Недостатком известного способа определения уровня тока состоит в том, что способ определения уровня тока на основе токового трансформатора, позволяет определять только уровень переменного тока. А также, что для создания схемы определения уровня тока с использованием известного способа необходимо создание токового трансформатора, что затрудняет создание устройства, позволяющего определять достижение определенного уровня тока на кристалле микросхемы, как часть электронной схемы полупроводниковой микросхемы.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения уровня тока с использованием эффекта Холла. Согласно эффекту Холла, когда тонкий полупроводник располагается под прямым углом к магнитному полю, и на него подается ток, на концах полупроводника возникает напряжение [1].

Недостатком известного способа определения уровня тока состоит в том, что для реализации эффекта Холла необходимо создание магнитного поля, что затрудняет создание устройства, позволяющего определять достижение определенного уровня тока на кристалле микросхемы, как часть электронной схемы полупроводниковой микросхемы.

Задача изобретения - создание способа определения заданного уровня тока, позволяющего создать устройства определения заданного уровня тока от 150 мА и выше, в том числе и для защиты электронных схем от повышенного уровня тока, которое можно изготавливать по полупроводниковой технологии в одной технологической цепочки на кристалле микросхемы, как часть электронной схемы полупроводниковой микросхемы.

Для решения поставленной задачи предлагается в способе определения заданного уровня тока, включающем пропускание тока через контролируемую цепь и регистрацию информации об уровне тока датчиком, в качестве датчика использовать р-n-переход в прямосмещенном состоянии, включенный в контролируемую цепь, а судить о достижении заданного уровня тока в цепи по появлению повышенного уровня шумового напряжения в прямой ветке р-n-перехода. Данное решение предназначено для цепей постоянного тока.

Дополнительным отличием предлагаемого способа является то, что параллельно первому р-n-переход дополнительно подключен второй р-n-переход обратной направленности. Это решение предназначено для цепей переменного тока.

Таким образом, для определения заданного уровня тока используется эффект генерации повышенного уровня шумового напряжения в прямой ветке р-n-перехода в диапазоне от 150 до 200 мА, описанный «Воронцов В.Н., Холкин В.Ю. Шумовая термоэлектродинамическая диагностика полупроводниковых приборов // РАН. Дефектоскопия. 1995, №3» [2] и фиксации высокого уровня шумового напряжения, как управляющего сигнала фиг.1. При использовании компенсационных способов включения данный способ позволяет определять достижения уровня тока в контролируемой сети от 150 мА и выше.

На фиг.1 изображена диаграмма изменения амплитуды напряжения шума, приведенного к входу в прямосмещенном р-n-переходе кремниевого диода при изменении электрических и тепловых нагрузок, частота измерения 23 Гц.

На фиг.2 изображена электрическая схема устройства определения заданного уровня тока в цепи постоянного тока.

На фиг.3 изображена электрическая схема устройства определения заданного уровня тока в цепи переменного тока.

1, 2 - контакты контролируемой цепи, 3 - р-n-переход, 4 - регистрирующее устройство, 5 - второй р-n-переход.

Способ определения заданного уровня тока осуществляется следующим образом.

1. В случае определения уровня тока в цепи постоянного тока, р-n-переход 3 с помощью контактов 1 и 2 включается в прямосмещенном состоянии в контролируемую цепь фиг.2. Когда уровень тока, протекающий через р-n-переход 3, достигает уровня порядка 150 мА в р-n-переходе 3 генерируется избыточное шумовое напряжение фиг.1, которое регистрируется устройством 4.

Установка диода в прямосмещенном состоянии практически не влияет на работоспособность схемы и соответственно не усложняет схемотехническое решение.

2. В случае определения уровня тока в цепи переменного тока, используется схема фиг.3, где в контролируемую сеть с помощью контактов 1 и 2 включаются два параллельно включенных р-n-перехода 3 и 5 обратной направленности. Когда уровень тока, протекающий через р-n-переходы 3 и 5, достигает уровня порядка 150 мА в р-n-переходе 3 и 5 генерируется избыточное шумовое напряжение фиг.1, которое регистрируется устройством 4.

Достоинствами предлагаемого способа является то, что возможно с использованием этого способа выполнить устройства определения уровня тока или напряжения на кристалле микросхемы, как часть электронной схемы полупроводниковой микросхемы.

Что позволяет встраивать системы контроля тока, в любые системы, использующие полупроводниковые микросхемы, не ухудшая массогабаритные показатели.

Экономический эффект достигается тем, что устройства контроля тока можно не выполнять в качестве отдельного элемента, а изготавливать по полупроводниковой технологии в одной технологической цепочки на кристалле микросхемы, как часть электронной схемы полупроводниковой микросхемы. Связи с тем, что для схемотехнической реализации данного способа используется небольшое количество элементов, площадь микросхемы изменится незначительно и соответственно себестоимость микросхемы практически не изменится. С учетом большого количества электронных устройств, в которых используется системы контроля критического уровня тока, исключение отдельно выполненного элемента дает значительный экономический эффект.

Литература

1. Шульц Ю. Электроимерительная техника: 1000 понятий для практиков: Справочник: Пер. с нем. - М.: Энергоатомиздат, 1989. 287 с.: ил. - Библиограф.: с.269-270. - Предм. указ.: с.271-288. - ISBN 5-283-02473-3.

2. Воронцов В.Н., Холкин В.Ю. Шумовая термоэлектродинамическая диагностика полупроводниковых приборов // РАН. Дефектоскопия. 1995, №3.

Способ определения заданного уровня тока, включающий пропускание тока через контролируемую цепь и регистрацию информации об уровне тока датчиком, отличающийся тем, что в качестве датчика применяют р-n-переход в прямосмещенном состоянии, включенный в контролируемую цепь, судят о достижении заданного уровня тока в цепи по появлению повышенного уровня шумового напряжения в прямой ветке р-n-перехода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронным приборам, в частности к полупроводниковым приборам, и может быть использовано для выпрямления переменного тока и преобразования ВЧ-сигнала в постоянное напряжение в источниках питания радиоаппаратуры, радиоизмерительных приборах и системах.

Изобретение относится к электронным приборам, в частности к полупроводниковым приборам, и может быть использовано для выпрямления переменного тока и преобразования ВЧ-сигнала в постоянное напряжение в источниках питания радиоаппаратуры, радиоизмерительных приборах и системах.

Изобретение относится к области силовой промышленной электронной техники. .

Изобретение относится к конструкции силового полупроводникового прибора. .

Изобретение относится к силовым полупроводниковым приборам. .

Изобретение относится к электронной технике. .

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и позволяет увеличить коэффициент усиления по мощности мощной высокочастотной транзисторной структуры (ТС), в соединении эмиттерных областей (ЭО) которой с конденсатором входной согласующей цепи, сформированным на поверхности той же полупроводниковой подложки, реализованы различные стабилизирующие сопротивления (СС).

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и позволяет увеличить коэффициент усиления по мощности ВЧ и СВЧ транзистора, в котором на противоположных сторонах одной из обкладок конденсатора внутреннего входного согласующего LC-звена располагаются контакты проводников (КП), соединяющих обкладку с эмиттерным выводом корпуса, и КП, соединяющих ее с эмиттерными областями транзисторных ячеек (ТЯ), причем некоторые из последних КП располагаются на металлизированных полосках (МП), ограниченных краем обкладки и перпендикулярными ему выемками.

Изобретение относится к полупроводниковой электронике. .

Изобретение относится к полупроводниковым приборам оптоэлектроники и устройствам памяти. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерению и контролю параметров в автоматике, и может быть использовано для автоматизированного контроля и диагностирования групп вторичных источников питания различных систем автоматического управления, контроля и регулирования.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве светодиодного индикатора напряжения, например в сварочных аппаратах электродуговой сварки и других устройствах, питаемых от однофазной и трехфазной сети, к которым для обеспечения нормального режима работы предъявляются повышенные требования к уровню питающего напряжения и перегреву силовых узлов.

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для оценки уровня искажений и индикации их наличия вследствие ограничения выходного напряжения в усилителях звуковых частот.

Изобретение относится к способу и электронному счетчику электроэнергии предпочтительно для измерения потребления электроэнергии малыми потребителями, например жителями пригородов больших городов и сельских районов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения систем с ограниченным количеством каналов телеметрии. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для предупреждения человека о приближении на опасное расстояние к токоведущим частям линий электропередачи.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано, например, для контроля напряжения гальванически развязанного аккумулятора. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. Для этого заявленное устройство содержит автоколебательный блокинг-генератор с нагрузочной обмоткой, пиковый детектор, первую и вторую клеммы для подключения приемника сигнала, первый конденсатор, диодно-резистивный делитель, первую и вторую клеммы для подключения источника сигнала, резистор, второй и третий конденсаторы, резистивный делитель, первый и второй n-канальные полевые транзисторы с изолированным затвором, дополнительный выход. 1 ил.
Наверх