Устройство для измерения температуры р—п-переходов

2 902 О ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республикиорит Комитет по дела изобретении и открытии при Совете Министров СССРпубликовано ЗО,Ч,1968. Бюллетень1 1968 та опубликования описан явител УСТРО О ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЬ р - и-П ЕРЕХОДОВ На чертеже пок мого устройства,К испытуемому ру 1 подключен г Формирователь 3 жит для прекращпроводниковому прибор 2 греющего тока.ющих импульсов слуодачи греющего тока нерато апира ния п Известны устроиства для измерения температуры р - и-переходов полупроводниковых приборов щелевым методом, содержащие генератор греющего тока, управляемый формирователем щелевых импульсов, генератор измерительного тока и измерительный блок. Эти устройства не обеспечивают высокой точности измерений, так как вследствие нагрева корпуса полупроводникового прибора в результат измерения вносится прямая погрешность.Особенность предлагаемого устройства заключается в том, что измерительный блок выполнен из аналого-цифрового преобразователя, собранного, например, по схеме поразрядного кодирования с обратной связью через счетчик, дополнительного электронного счетчика, подключенного параллельно счетчику преобразователя через электронный ключ, и реле времени, которое открывает ключ в момент включения генератора и ограничивает время работы этого генератора. Такое выполнение схемы позволяет повысить точность измерений,зана блок-схема описыва во время измерения прямого падения напряжения на приборе 1 (образование щели).Генератор 4 измерительного тока, подключенный к испытуемому прибору, обеспечивает5 стабильный измерительный ток, при которомизмеряется прямое падение напряжения.Измерительный блок содержит аналого-цифровой преобразователь, выполненный по схемепоразрядного кодирования с обратной связью0 и основанный на принципе сравнения. Преобразователь состоит из нуль-органа Б генераторного типа, сравнивающего два напряжения,счетчика 6 импульсов для подсчета числа импульсов, поступивших на вход от нуль-органа5 и преобразователя 7, преобразующего числоимпульсов, зафиксированных счетчиком в напряжение.Дополнительный электронный счетчик 8предназначен для подсчета числа импульсов,20 пропорционального изменению прямого падения напряжения на испытуемом приборе.Электронный ключ 9 обеспечивает прохожде.ния от нуль-органа 5 на вход дополнительногосчетчика 8 числа импульсов, пропорциональ 25 ного изменению прямого падения напряженияна испытуемом приборе. Реле 10 времени подключено к генератору 2 греющего тока длязадания времени нагрева испытуемого прибораи к электронному ключу 9 для открывания егоЗО в момент включения генератора 2,50 Зт(т т., где 60 65 Измерение температуры р - и-перехода сводится к следующему.При заданном измерительном токе измеряется прямое падение напряжения р - и-перехода, а результат замера фиксируется счетчиком б.Прибор под действием тока нагревается.Во время отключения греющей мощности измеряется напряжение р - п-перехода при том же измерительном токе. Разность напряжений до и после нагрева прибора, пропорциональная температуре р - п-перехода, в виде цифр фиксируется в дополнительном счетчике 8.В исходном положении генератор 2 греющего тока, управляемый реле 10 времени, закрыт, Счетчики б и 8 измерительного устройства находятся в нулевом состоянии.При подключении испытуемого прибора 1 к клеммам измерительной позиции вследствие протекания в прямом направлении заданного тока от генератора измерительного тока 4 на нем создается начальное падение напряжения, которое характеризует тепловое состояние прибора при температуре окружающей среды.Это напряжение подводится ко входу 11 нуль-органа 5 аналого-цифрового преобразователя. К другому входу 12 от преобразователя 7 код-напряжение подводится опорное напряжение, соответствующее нулевому состоянию счетчика б, которое по абсолютной величине больше, чем начальное падение напряжения.При этом нуль-орган генерирует импульсы, так как напряжение на входе 12 больше, чем напряжение на входе 11. Эти импульсы поступают на вход счетчика б. По мере заполнения счетчика импульсами нуль-органа напряжение на выходе преобразователя 7 код-напряжение уменьшается пропорционально числу импульсов, записанному в счетчике б. Генерация нуль-органа прекращается в момент равенства напряжений на входах нуль-органа,Таким образом фиксируется начальный уровень прямого падения напряжения до нагрева испытуемого прибора.С подачей запускающего импульса запускается реле 10 времени, которое на заданное время включает генератор 2 и открывает электронный ключ 9.Для измерения температуры р - и-перехода в установившемся режиме время выдержки реле времени устанавливается, исходя из следующего условия: т - постоянная времени, характеризующая тепловую релаксацию перехода;т - постоянная времени, характеризующая тепловую релаксацию корпуса прибора,По мере нагрева прибора прямое падение напряжения р - и-перехода уменьшается. Для контроля изменения напряжения р - п-перехо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 да генератор 2 выключается на время длительности каждого из импульсов, непрерывно поступающих от формирователя 3 запирающих импульсов.Уменьшение напряжения р - и-перехода приводит к нарушению равенства напряжений на входах нуль-органа 5 и возникновению генерации.Так как открыт электронный ключ 9, то импульсы от нуль-органа 5 поступают и на вход счетчика 8. Процесс кодирования будет продолжаться до тех пор, пока реле времени не вернется в исходное состояние,Для снятия кривой нагрева полупроводниковой структуры времени выдержки реле времени 10 регулируется в заданных пределах.Таким образом, в предлагаемом устройстве, благодаря использованию в качестве измерительного устройства аналого-цифрового преобразователя в сочетании с дополнительным счетчиком, удалось значительно повысить скорость измерения. Это позволило:повысить точность измерения температуры р - п-перехода, так как высокая скорость измерения сводит до минимума изменение температуры корпуса испытуемого прибора за время измерения;исключить необходимость стабилизации тем. пературы корпуса испытуемого прибора, а следовательно, упростить конструкцию устройства;измерять температуры перехода у незащищенных структур (сборок);повысить скорость измерений, так как оператор при работе с данным устройством только подключает испытуемый прибор к измерительным клеммам и отсчитывает показания счетчика;свести до минимума влияние субъективных факторов, так как все операции измерения (измерение падения напряжения р - п-перехода до и послс нагрева, задание времени нагрева, определение разности напряжений) производятся автоматически. Простота конструкции и удобство в обслуживании устройства не требует для работы на нем оператора с высокой квалификацией.Это позволяет использовать предлагаемое устройство в производственных условиях при 100% -ном контроле продукции массового выпуска. Предмет изобретения Устройство для измерения температуры р - и-переходов полупроводниковых приборов щелевым методом, содержащее генератор греющего тока, управляемый формирователем щелевых импульсов, генератор измерительного тока и измерительный блок, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, обусловленной нагревом корпуса прибора, измерительный блок выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя, соб219020 онечно Составитель М. И. федактор П. Шлайн Текред Л. К. Малова мштеин Корректоры: Л. и Т, Наделяев Старостин Тираж 530 делам изобретений и открытий пр Москва, Центр, пр. Серова, д. 4Заказ 2153/18ЦИИИПИ Комите Подписное овете Министров СССРТипография, пр. Сапунова раиного, например, по схеме поразрядного кодирования с обратной связью через счетчик, дополнительного электронного счетчика, подключенного параллельно счетчику преобразователя через электронный ключ, н реле времени, которое открывает ключ в момент включения генератора и ограничивает время работыэтого генератора.