Способ измерения температуры структуры тиристоров

Союз Советских Социалистических РеспубликОп ИОАН ИЗОБРЕТЕН 11) 6 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву2) Заявлено 06.09.76.21) 2401010/18.25(43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень1 45) Дата опубликования описания 31.03.78 Гасударственный намнтет ьвввтв Мнннстрвв СССР пв деевы нзоаретеннй и аткрытнй53) УДК 621.382,2 (088.8) 2) Авторы изобретен Заявитель учно-исследовательский институт постоянного ток ТРУКТУРЫ ТИРИСТОРО ТЕМПЕРАТУР 4) СПОСОБ ИЗМЕР очих овышение точ. зоне изменения достигается тем, что жду анодом и катодом анодном напряжении лена блок-схема устр длагаемого способа; на чной зависимости.раза изме ойства фиг. В. А. Долгих, М, А. Сальюн и Изобретение относится к области электроннойтехники и может быль применено при производстве полупроводниковых приборов.Известны способы измерения температуры структуры полупроводниковых элементов 1) пу.тем непосредственного измерения температуры тер.мопарой, контактирующей с полупроводником. По.добные способы обладают высокой точностью измерения, но они имеют существееый недостаток -необходимо иметь открытый доступ к структуре 10полупроводникового элемента, что далеко не всег да возможно.Известен способ 12 измерения фгемпературыструктуры тиристоров путем подачи на исследуемьй тиристор сигнала управления и измерения разности 15 потенциалов между анодом и катодом, используемой в качестве термочувствительного параметра.Начиная с ранних стадий разработки и приме.нешщ силовых тиристоров и впг пь до настоящего времени, этот термочувствительный параметр ши роко используется для измерения температуры струк. туры тиристоров.Широкое использование температурной зависимости прямого падения напряжения на малом калы. брованном токе в тиристорах первого поколения25 было обусловлено линейностью градуировочной за висимости в широких пределах изменения раб температур, постоянством температурного козффи циента,прямого падения напряжетптя н простотой осуществления этого способа.Однако в современных мощных высоковольт. ных тиристорах с закороченным для улучшения динамических свойств прибора п - эмиттером темпе ратурная зависимость прямого падения напряжениям токе в диапазоне рабочихто приводит к необходимос.ю зависимости при ступен.атуры во всем интересуюость процесса градуировается, точность измеренияснижается,является п на малом калиброваннотемператур нелинейна, Эти снимать градунров очньчатом изменении темперщем дипазоне. Трудаемкки тиристоров увеличивтемпературы структурыЦелью изобретениячиости измерения в шнррабочих температур,Поставленная цельность потенциалов меряют при отключенномНа фиг. 1 представдля осуществления пре2 - график градуиров о- ЯАЧр гт Ж)45 Между управяющим электродом и катодом испытуемого тиристора 1 1 см фиг .1) подключают источник постоЯнного упрааляюще).о тока 2 и уста- навливают.ток УЛРавлснин, достаточи)дй д)Я полив го включения береговой липин управляющего алек трода тиристора. Анод и катод испытуемого тирнс. тора 1 соединяют через измерительный прибор 3 для регистращти разности потенциалов Е ,. Между этими электродами В отсутствие специального источника аноДного напряже)пот. В качестт)е термо 10 чувствительного параметра используют 1 тазнс)сть по" тенциалов между анодом и катодом тиристора,Физическая сущность возникновения Е, следуеогцаяь.При протекппщ тока д по р-базе В нее )и. 15 жектируются избыточные электроны и и для со. хранения электроннейтральности через оь)ический КОНТЗКТ ВВОДИТСЯ СТОЛЬКО )КЕ ДЫР.)ДХ Гд . Т. ким Образом сознаются пзоыточпь)е:)це;" .". дырочные пары е-р. 20Избыточнал кап)е);грации,шлРОК .д снц ,ет потищиальнвп 1 барьер пе 1)сходад 2и час) ь,цырок диффунйц)ует че 1 ьзз него )п)й скп 1)ячся пе" ДОхОДОмВбазу тиристора)., Некотор)ые Яз них затем достигают перехода ,д (с ль)ркамн ппф. 25 фунднруот и обеспечиваюгцие элект 1)о)нейтральность электроны), На переходе происходит разделение пар, и ме)кду аБОдом и катодом тиристора Воз)шкает ЗДС ЕА 1, используемая. в качеств термо. чувствительного параметра. 30Выразим математически температурную зави. симость Е)1 ) (Т ) . Влияние Т 1 тансли 1)уюгцидх областей 1 перехоц 1, широкая л-Оаза) па Велиь "Ячину ЕА охарактеризуем коэффициентом передаА-кчи тиристора в схеме с Общим катодом: 35 где Ц А 0 ток короткого замьгкания в анод 40НОй ЦЕПИ ПРИ ПОДаЧЕ В ЦЕПЬ УПРЭВЛЕННЛ ТОХа,7 уТогда можно записать.)К7 р.,т ")эрА К С "г 1 где 1 Я - коэффициен) завис)акций от пара. метров полупроводника и параметров цепи унывления; К - постоянная Больцьана;с) - заряд электрона,Так как т ф р.1, и слабо изменяются с температурой, температурное изменение разности потенциалов Е,1. есть величина постоянная,На фиг. 2 представлен вид зависимости Е(Т ). Наклон градуировочной зависимостиА-К рьЧ, ,Использование предлагаемого способа иэмере. ния температуры кремниевой структуры тиристоров обеспечивает по сравнению с прототипом повышение точности измерения, получение линейной гралуировочной характеристики в широком диапазоне изменения рабочих температур, а также повы. шение экономичности за счет ускорения процесса градуировги и устранения стабилизированного источника аподного напряжения. лежит в пределах 1,7-2,0 мВград Формула изобретения Оюсоб измерения температуры структуры ти. ристоров 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 щ и й с я тем, что, с целью повышения точ. ности измерении в широком диапазоне изменения рабочих температур, разность потенциалов между анодом и катодом измеряют при отключенном анодном напряжении,Источники информации, принятые во внима.пие при экспертизе: 1, Рабинерсон А. А Ашкинази Г. А. Режимынагрузки силовых полупроводниковых приборов,М "Эн)ергияф, 1976, 2, Давыдов П, Д, Анализ и расчет тепловых реО)мов полупроводниковых приборов, М., "Энергия", 1967, с. 36,Коррект едактор Н. Кол Подписное Тираж 1112нного комитета Совелам изобретений и откква, Ж - 35, Раушска ов СССР б., д. 4/5 каз 1895/60 ЦНИИПИ Государств по де 113035, М