Способ определения температуры

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социанистическик

Республик ()812009 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 060879 (2)) 2807195/18-25 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Опубликовано 1509.8) Бюллетень Н9 34

Дата опубликования описания 150981

Р1) М. Кл.

G 01 R 31/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 382 ° 2 (088. 8) В. В. Бахтин, M.М. Михайлов, С. Н. Шевчу и Г.М.Шмулевич

I (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ ТИРИСТОРА

Изобретение относится к электронной промышленности и может быть ис-пользовано для определения температуры полупроводниковой структуры тиристоров непосредственно в рабочем режиме.

Известен способ определения температуры полупроводниковой структуры тиристоров, заключающийся в том, что через тиристор пропускают в обратном направлении измерительный обратный ток определенной величины и измеряют обратное напряжение на тиристоре (1). Температуру полупроводниковой структуры определяют по заранее известной температурной зависимости напряжения в лавинном пробое.

Недостатком известного способа является то, что зависимость температуры полупроводниковой структуры тиристора от напряжения на структуре определяют с помощью специальных испытаний в лабораторных условиях. Эта зависимость изменяется после сборки полупроводниковой структуры в тиристоре. Появляется погрешность, свяэанная с технологическими трудностями обеспечения одинаковых электрических и тепловых параметров тиристоров при сборке.

Известен также способ, основанный на зависимости амплитуды измерительных импульсов напряжения на управляющем р-и †перехо тиристора от температуры (2). Предварительно тиристор градуируют по этому термозависимому параметру в термостате, затем переводят испытуемый тиристор в рабочий режим, подают на управляющий электрод измерительные импульсы напряжения, которые отделяют от запускающих. При повышении температуры полупроводниковой структуры тиристора амплитуда измерительных импульсов возрастает. Это увеличение амплитуды . срезается и передается на осциллограф. у этого способа определения температуры полупроводниковой структуры тиристора имеется существенный недостаток, заключающийся в том, что при градуировке в термостате все элементы конструкции тиристора прогреваются до одинаковой температуры, а в рабочем режиме по его элементам (вывод, гайка, термокомпенсирующие вольфрамовые диски и т.д.) существует .перепад температур, поэтому сопротивление элементов тиристора в

30 термостате и в рабочем режиме разные. Поскольку падение напряжения на

I тиристоре складывается иэ падения напряжения на отдельных элементах, прогретых в рабочем режиме до разных температур, то применение градуиро,вочной кривой, снятой в термостате для измерений в рабочем режиме, вносит в результат измерения температуры полупроводниковой структуры погрешность. Кроме того, измерительные импульсы напряжения разогревают по- лупроводниковую структуру и вносят дополнительную погрешность измерения.

Наконец, при косвенном способе определения температуры полупроводниковой структуры измерительные импульсы пропускают в момент паузы при отсутствии рабочего тока. Очевидно, что определенная таким образом температура полупроводниковой структуры будет меньше максимальной температуры, которая определяет работоспособность тиристоров.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определения температуры полупроводниковой структуры тиристора в рабочем режиме, включающий установку на испытуемую структуру термопреобразователя, его термокалибровку и последующее определение температуры(31.

Этот способ прост и позволяет измерять температуру структуры беэ прерывания рабочего режима. тнристора, однако его недостатком является низкая точность измерения температуры, так как в силу инерционности термопреобраэователя им можно измерить усредненную, а не максимальную температуру в структуре, которая возникает именно в рабочих режимах, близких к предельным.

Целью изобретения является повышение точности определения температуры.

Цель достигается тем, что в способе определения температуры полупроводниковой структуры тиристора в рабочем режиме, включающем установку на испытуемую структуру термопреобразователя, его термокалибровку и последующее определение температуры, дополнительно измеряют зависимость термочувствительного параметра ти.ристора от температуры, а калибровку термоп-еобразователя производят с помощью измеренной зависимости, осуществляя изменение температуры структуры тиристора путем изменения его нагрузочного тока.

Сущность описываемого способа состоит в следующем.

На испытуемую структуру тиристора устанавливают термопреобразователь, например встроенную микротермопару специальной конструкции, который по возможности не искажает распределение температуры в структуре и облаДает малой инерционностью.

55 бО

Формула изобретения

Способ определения температуры полупроводниковой структуры тиристора в рабочем режийе, включающий установку на испытуемую структуру термопреобразователя, его. термокалибровку и последующее определение температуры, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения температуры, дополнительно измеряют зависимость термочувствительиого параметра ти

Тиристор с встроенным термопреобразователем помещают в термостат, где измеряют. зависимость его термочувствительного параметра, например напряжения переключения, от температуры.

Зависимость напряжения переключения от температуры является характерным свойством и естественной константой конкретного тиристора и связана с максимальной температурой в структуре. Далее осуществляют изменение температуры структуры тиристора вне термостата путем изменения его нагрузочного тока. Для каждого из значений нагрузочного тока, установленного при испытаниях, измеряют одновременно значения напряжения переключения (измерения производят известными способами с минимальной задержкой после воздействия нагрузочного тока) и выходного сигнала термопре20 образователя. Затем, испОльзуя измеренные значения, с помощью измеренной ранее зависимости напряжения пе реключения от температуры производят калибровку термопреобраэователя, т.е.

g5 ставят в соответствие измеренным? значениям его выходного сигнала определенные значения температуры.

Выполненная таким образом калибровка термопреобразователя позволяет значительно повысить точность определения температуры полупроводниковой структуры тиристора, так как термопреобраэователь в этом случае измеряет температуру, близкую к максимальной в структуре, которая возникает в рабочих режимах. Степень этого приближения, а в конечном счете, точность тем выше, чем меньше инерционность термопреобразователя по сравнению с тепловой постоянной времени структу40 ры.

Кроме того, поскольку температура стуктуры определяется по выходно му сигналу термопреобраэователя, измерения можно производить без прерывания,рабочих режимов тиристоров, что

-также способствует повышению точности определения температуры. Описываемый способ позволяет использовать для калибровки термопреобразователя другие термозависимые параметры, например время выключения.

812009

Корректор О.Билак

Редактор Е.Месропова Техред А.Бабинец

Заказ 8590/45 - Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303ф, Москва, Ж-35, .Раушская наб.i д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ристора от температуры, а калибровку термопреобразователя производят, с помощью измеренной зависимости, осуществляя,изменение температуры структуры, тиристора путем изменения его нагрузочного тока.

Источники информации, Приняrыe во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Р 305524, кл Н 01 Ь 7/00, 1971

2. Авторское свидетельство СССР

9 274235, кл. G Ol R 31/26, 1970.

3. Бардин В.М. и др. Аппаратура и методы контроля параметров силовых полупроводниковых вентилей. М., ° Энергия "; 1971, с. 76-79 (прототип).