Способ измерения температуры структуры тиристоров

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (1l) 6ОО483

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Допсглнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.09.76. !21 } 2401010/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 31.03.78 (5t) М. Кл, G01 R 31/26

Гасударственный намнтет ьвввтв Мнннетрвв СССР пв деевы нзоаретеннй и аткрытнй (53) УДК

621.382,2 (088.8) В. А. Долгих, М. А. Сальская и М. К. Гуревич (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт постоянного тока (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ. ТЕМПЕРАТУРЫ СТРУКТУРЫ ТИРИСТОРОВ

Изобретение относится к области электронной техники и может быль применено при производстве полупроводниковых приборов.

Известны способы измерения температуры структуры полупроводниковых элементов (11 путем непосредственного измерения температуры термопарой, контактирующей с полупроводником. Подобные способы обладают высокой точностью измерения, но они имеют существетшый недостаток— необходимо иметь открытьш доступ к структуре 10 полупроводникового элемента, что далеко не всег. да возможно.

Известен способ (2) измерения температуры структуры тиристоров путем подачи на исследуемь и тиристор сигнала управления и измерения разности 15 потенциалов между анодом и катодом, используемой в качестве термочувствительного параметра.

Начиная с ранних стадий разработки и применеш я силовых тиристоров и впг.пь до настоящего времени, этот термочувствительный параметр ши- 20 роко используется для измерения температуры структуры тиристоров.

Широкое использование температурной зависимости прямого падения напряжения на малом калиброванном токе в тиристорах первого поколения 25

2 было обусловлено линейностью градуировочной за* висимости в широких пределах изменения рабочих температур, постоянством температурного козффи. циента.прямого падения напряжетптя н простотой осуществления этого способа.

Однако в современных мощных высоковольтных тиристорах с закороченным для улучшения динамических свойств прибора n — змиттером темпе ратурная зависимость прямого падения напряжения на малом калиброванном токе в диапазоне рабочих температур нелинейна. Это приводит к необходимости снимать градуировочные зависимости при ступенчатом изменении температуры во всем интересующем дипазоне. Трудоемкость процесса градуиров. ки тиристоров увеличивается, точность иэмерени» температуры структуры снижается.

Целью изобретения является повышение точчиости измерения в широком диапазоне изменения рабочих температур.

Поставленная цель достигается тем, что разность потенциалов между анодом и катодом измеряют при отключенном анодном нанряженни, На фнг. 1 представлена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.

2 — график градуировочной зависимости.

600483

А-к

- /5

АЧ р гт (2,)

Между управляющим- электродом H катодом испытуемого тиристора 1 (см фпг .1) пc;.".::.Лючают источник постоянного управ яьэщ3!. o Yo;;" . 2 и ста- навлиВают.ток управлснияз достаточнь|й,г;яя полчв. го включения береговой липин управляющего элек. трода тиристора. Анод и катод испытуемого тирнстора 1 соединяют через измерите.пньй прибор 3 для регистращти разности потенциалов В а».,„. Между этими электродами В отсутствие снeIIjja JII I

При протекппя тока д ПО р-базе в нее ин- 15 жектируются избыточные электроны и и для сохранения электроннейтральности через омический контакт Вводится столько же Ip» .: сэ ... Т ким образом сознаются пэаьгточпьге элс..;;iэ и:::дырочные пары е-р*. 20

Избыточная кош|игпация,шлрок 1э,., снп .с-;ет потетщиальньп1 барьер перехода * 2 > и часть j IF>I рок диффундирует че1ьеэ Него у1им сктируются пе1

ДОхОдбм ) + В r<. базу тиристо13а): Нскоторыс яэ них затем Достигают перехода I,-. (с )нлркамн цпф- 25 фунднруют и обеспе пгвающие электроннейтральность

ЭЛЕКТРОНЫ), На ПЕРЕХОДЕ ПРОИСХОДИТ РаэДСЛЕНИЕ пар, и между анодом и катодом тиристора воэпнкает ЗДС ЕА 1<, используемая. в кзч.:.-,:твс термачувстВительного параметра. 30

Выразим математически температурную зависимость Е, (Т ). Влияние транслирующих областей (переход j, птпрокая л-база па Велиь "Я чину ЕА охарактериэуем коэффициентом переда А-к чи тиристора в схеме с общим к,",тадом: 35 где ц 0 ток коропсого замыл<алия B анод ной цепи при подаче в цепь управления таха 3

Тогда можно записать.

К * 7 р "," "РA-g q 7а . где 1 — коэффициент., зависящий от пара.метров полупроводника и параметров цепи управления;

К вЂ” и остоянная Больцьана;

g — заряд электрона.

Так как Q ф p 1Т слабо изменяются с температурой, температурное изменение разности потенциалов Е1. есть величина постоянная, На фиг. 2 представлен вид зависимости

Е„„(Т ) . Наклон градуиров очной зависимости "л-к

=p

h. 1".„ „, Использование предлагаемого способа измерения температуры кремниевой структуры тиристоров обеспечивает по сравнению с прототипом поВышение точности измерения, получение линейной гщлуировочной характеристики в широком диапазоне изменения рабочих температур, а также повышение экономичности за счет ускорения процесса градуировали и устранения стабилизированного источника аподного напряжения. лежит в пределах 1,7-2,0мВ град

Формула изобретения

Способ измерения температуры структуры тиристоров путем подачи на исследуемый тиристор сигнала управления и измерения разности потенциалов между анодом и катодом, используемый в качестве термочувствительного параметра, о т л ич а и шийся тем, что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне изменения рабочих температур, разность потенциалов между анодом и катодом измеряют при отключенном анодном напряжении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Рабинерсон A А,, Ашкинази Г. А. Режимы нагрузки силовых полупроводниковых приборов, М., "Энергия", 1976.

2. Давыдов П. Д, Анализ и расчет тепловых режимов полупроводниковых приборов, М., "Энергия", 1967, с. 36.

Составитель И. Муэанов

Техред Э.Чужик Корректор Л. Небола

Редактор Н. Колода

Заказ 1895/60

Филиал ППП патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 1112 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская г б., д. 4/5