Способ определения устойчивости диодов к механическим воздействиям

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>958985

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-вур,ц g+ з (22) Заявлено 08Я4ЯО (21) 2909601/18-21

G R 31/26 с присоединением заявки Ио

Государственный комитет

ССС P ио делам изооретеиий. и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1509.82, Бюллетень.йо 34 (531 УДК 621 ° 317 ° .7 (088.8) Дата опубликования описайия 150982

f. ," г;

" нем,.„, (72) Авторы изобретения

Г.В. Давыдов, Э.Г. Павлович и Е,П. Фасто (71 ) Заявитель

Минский радиотехнический институт.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ДИОДОВ

К МЕХАНИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ.

Изобретение относится к измери-тельной технике, а. именно к способам определения устойчивости диодов к механическим воздействиям. 5

Известен способ определения устойчивости диодов, транзисторов и интегральных схем к механическим воздействиям по изменению напряжения на их .выходах.. .(0

Сушность указанного способа заключается в том, что измеряют изменения напряжения на выходе диодов, транзисторов и интегральных схем при механическом воздействии на иих и отсутствии переменного тока и напряжения на входе (1).

Этот способ обладает тем недостатком, что изменения напряжения на выходе диодов, транзисторов,и интегральных схем соответствуют задан« ном> режиму их работы по постоянному току (например, соответствуют значению постоянного тока диода и на.пряжению на нем) . Для другого режима работы (т.е. для других значений постоянного тока диода и напряжения на нем) будут и другие изменения напряжения на выходе прн одном и том же уровне механического воздействия..

Вместе с тем изменения напряжения З0

2. на выходе диодов и биполярных транзисторов .различны при различных соп-, ротивлениях нагрузки для диодов и различных сопротивлениях в цепи базы транзисторов, при одинаковых ре-: жимах по току и напряжению диодов н транзисторов и одном и том же уровне механического воздействия

Это не позволяет .сравнить устойчивость различных диодов и транзисторов к механическим воздействиям без учета их режимов работы и выбрать необходимые типы приборов для радиоэлектронной аппаратуры, предназначенной для работы в условиях механических воздействий.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ опреде» лення устойчивости диодов к динамическим механическим .воздействиям, заключающийся в том, что. диод включают в прямом направлении в электрическую цепь, устанавливают рабочий

-ток диода, подвергают динамическому механическому воздействию и измеряют амплитуду переменного напряжения:иа диоде f 2 J .

Недостаток известного способа заключается в невысокой. точности и неоднозначности определения устой-

958985 чивости диодов к механическому воздействию,так как изменение напряжения на диоде при динамическом механическом воздействии на него зависит от сопротивления цепи, в которую включен диод. Режимы работы диодов 5 (постоянное напряжение на диоде и постоянный ток через диод) оказывают существенное влияние на величину изменения напряжения на диоде при одних и тех же уровнях воздействий. 10

Вместе с тем.и разброс сопротивлений базы диода оказывает влияние

1 на величину переменного напряжения, возникающего на диоде в результате механического .воздействия на него. Пбэтому .-казанный способ определения устойчивости диодов к механическим воздействиям обладает невысокой точностью, так как не учитываются такие факторы как сопротивление цепи, в которую включен диод и сопротивление базы диода °

Цель изобретения — повышение точности определения устойчивости диодов .к механическим воздействиям.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения устойчивости диодов.к механическим воздействиям, заключающимся в том, что диод включают в прямом направлении в .электрическую цепь, устанавливают рабочий ток диода, подвергают диод механическому воздействию и измеряют на нем амплитуду переменного напряжения, дополнительно измеряют амплитуду перемен- . 35 ного тока через диод и определяют устойчивость диода K механическому воздействию по формуле ф= -." 1п(Э ь 1-Еп 1 — — ьд- Ю) 40 е е

3 m 4T WENT где Л - рабочий ток диода; ь2 - амплитуда переменного тока;

nU — амплитуда переменного напряжения; 45 у — уровень механического воздействия;

r — сопротивление базы диода в — коэффициент, зависящий от рекомбинационн механизмов 50 в р-и переходе; е — заряд электрона; постоянная Больцмана;

Т вЂ” абсолютная температура по

Кельвину.

Способ реализуется следующим образом.

Собирают электрическую цепь, состоящую из посЛедовательно соединенных источника постоянного напряжения:, измерителя амплитуды переменного тока и включенного в прямом направлении испытуемого диода, параллельно которому подключают измеритель амплитуды переменного напряжения. Устанавливают рабочий ток Л 65 диода. Затем подвергают испытуемый диод динамическому механическому воздействию, например вибрации с помощью вибростенда с ускорением j

Измеряют амплитуду переменного напряжения ьБ на диоде и амплитуду переменного тока д через диод. Сопротивление r< базы диода и коэффициент m выбирают из частных технических условий. ,цалее определяют устойчивость диода к механическим воздействиям по формуле — п д а3)- цп) —. = ьЭ - — „,, т 40 г8

Теоретическим обоснованием определения устойчивости в виде выбора параметра Ь является следующее. уравнение вольтамперной характеристики идеального р-и перехода имеет вид

:еО э=э,(e ò 4), („) где 2 — тепловой ток или обратный ток насыщения;

Так как в реальных конструкциях диодов на крутизну вольтамперной характеристики диода оказывают влияние рекомбинационные процессы в р-и переходе, то уравнение вольт амперной характеристики диода можно записать в виде а -л ) тъ1с i 5, ) ()

Ь где m — коэффициент, зависящий от рекомбинационных механизмов в р-и переходе;

Uä- напряжение на диоде; сопротивление базы диода °

В свою очередь относительные изменения тока 3 . находятся в экспоненциальной зависимости от уровня механического воздействия, т.е,:

=е Сз), где. Д, Зо — значения обратного тока насыщения р-п перехода соответственно при воздействии к беэ него — уровень механического воздействия;

Ь - параметр, характеризую.щий реакцию р-и перехода по току при механическом воздействии.

Выражение для вольтамперной характеристики с учетом воздействия запишется

М спВТ . ь Ь. (4) 5 958985 6

При напряжениях на р-и переходе, намного превышающих 0,025. В, коэффициент t определится в вуде — е л - ь з ° — — „,. (э - л ),д (од- од)1, Э (5) где 3 — токи диода соответственно

1 I при воздействиях и беэ воздействия; напряжения на диоде сост - ветственно при воздействии и беэ воздействия.

Выражение (5) можно преобразовать к виду

» г6

Ъ=-", (On(3+A3)-ЕвЗ вЂ” — ьз bU, tn кт т что доказывает воэможность определения устойчивости диода к механическим воздействиям согласно предлагаемому способу.

При определении параметра устойчивости . по предлагаемому способу точность определения не эавксит от режима работы диода и от сопротивления нагрузки, что в свою очередь позволяет существенно сократить зат»: раты времени на определение типа диода, допустимого к использованию в схемах, работающих в режимах с механическими воздействиями, поскольку отпадает необходимость в проведении испытаний диодов в различных электрических режимах.

25 .Т

Формула изобретения

Составитель В. Костин

Редактор Л. Авраменко Техред Л.Пекарь Корректор В. Бутяга

Заказ 7009/61 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Способ определения устойчивости диодов к механическим воздействиям, заключающийся в том, что диод включают в прямом направлении в электрическую цепь,.устанавливают рабо-, чий ток диода, подвергают диод Механическому воздействию и измеряют

5 на нем амплитуду переменного напряжения, отличающийся тем, что, с цель|в повышения,точности, дополнительно измеряют амплитуду переменного тока через диод и

10 определяют устойчивость диода к механическим воздействиям:по формуле:

Вп (3463)-,э — "- —. О

6 е е .ю кТ тК

j где 3 — рабочий ток диода; д 3 - амплитуда переменного тока в U - амплитуда переменного нап-1 ряжения;

- уровень. механического воздействия 6 — сопротивление базы диода

m - коэффициент, зависящий от рекомбинационных механизмов в р-и переходе; заряд электрона;

- постоянная Больцмана

- абсолютная температура по

Кельвину.

Источники кнформации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Троян Ф.Д. и Давыдов Г.В. Устойчивость линейных интегральных схем к вибрационным:воздействиям.—

Тезисы докладоВ на Всесоюзной научно-технической конференции. Линей35 ные интегральные схемы к их применение в приборостроении и промышленной автоматике, 22-24, Х1, 1977.

2. Частные технические условия, Р УЖ М 3362027, ТУ, Кремниевые ста4() билитроны типов Д 815-Д 817 1964, с.. 24, рис. 3 (прототип) .