Способ определения устойчивости диодов к механическим воздействиям

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 958985 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 080430 (21) 2909601/18-21 Р 1 М Кп з С 01 й 31/26 с присоединением заявки Ио Государственный комитет ССС Р ио делам изобретений. и открытий(531 УДК 62 1 е 3 17.7 (088.8) Дата опубликования описайия 150982 72) Авторыизобретения В. Давыдов, Э.Г. Павлович и Е,П. Фа Заявитель нский радиотехнический инстит ффНеаьщЩЖ лщ,щ.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ДИОДОВ К МЕХАНИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ.(21остаток иэвестается в невысозиачности опре Не эаклю 30 неоднИзобретениеотносится к измери тельной технике, а. именно к способамопределения устойчивости диодов кмеханическим воздействиям.Известен способ определения устойчивости диодов, транзисторов иинтегральных схем к механическимвоздействиям по изменению напряженияна их выходах,.Сущность указанного способа заключается в том, что измеряют изменения напряжения на выходе диодов,транзисторов и интегральных схемпри механическом воздействии на ии отсутствии переменного тока инапряжения на входе (1).Этот способ обладает тем недостатком, что изменения напряжения навыходе диодов, транзисторов, и интегральных схем соответствуют заданному режиму их работы по постоянномутоку (например, соответствуют значению постоянного тока диода и на.пряжению на нем) . Для другого режимаработы (т,е, для других значений.постоянного тока диода и напряженияНа нем) будут и другие изменениянапряжения на выходе прн одном и томже уровне механического воздействияВместе с тем изменения напряжения на выходе диодов и биполярных транзисторов .различны при различныхсоп ротивлениях нагрузки для диодов. иразличных сопротивлениях в цепи базы транзисторов, при одинаковых режимах по току и напряжению диодовн транзисторов и одном и том жеуровне механического воздействия.Это не позволяет .сравнить устойчи"вость различных диодов и транзисторов к механическим воздействиям безучета их режимов работы и выбратьнеобходимые типы приборов для радиоэлектронной аппаратуры, предназначенной для работы в условиях механических воздействий.Наиболее близким к предлагаемомуизобретению является способ опреде 2 й лення устойчивости диодов к динамическим механическим воздействиям,заключающийся в том, что. диод включают в прямом направлении в электрическую цепь, устанавливают рабочий-ток диода, подвергают динамическомумеханическому воздействию и измеряютамплитуду переменного напряжения:иадиодед ного способач кой. точности ио деления устой-чивости диодов к механическому воздействию,так как изменение напряжения на диоде при динамическом механическом воздействии на него зависитот сопротивления цепи, в которуювключен диод. Режимы работы диодов 5(постоянное напряжение на диоде ипостоянный ток через диод) оказываютсущественное влияние на величинуизменения напряжения на диоде приодних и тех же уровнях воздействий. 10Вместе с тем.и разброс сопротивлений базы диода оказывает влияние1на величину переменного напряжения,возникающего на диоде в результатемеханического .воздействия нанего.Пбэтому казанный способ определения устойчивости диодов к механическим воздействиям обладает невысокойточностью, так как не учитываютсятакие факторы как сопротивление цепи,2 Ов которую включен диод и сопротивление базы диодаЦель изобретения - повышение точности определения устойчивости диодов к механическим воздействиям,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определения устойчивости диодов к механическим воздействиям, заключающимся втом, что диод включают в прямом направлении в .электрическую цепь, устанавливают рабочий ток диода, подвергают диод механическому воздействию и измеряют на нем амплитудупеременного напряжения, дополнительно измеряют амплитуду перемен- . 35ного тока через диод иопределяютустойчивость диода к механическомувоздействию по формулеь=-,зп(э 21 Бп 1 -- л- аО 40% 1 Т таКТгде Э - рабочий ток диода;ь 2 - амплитуда переменного тока;д Б - амплитуда переменного напряжения; 45у - уровень механического воздействия;г - сопротивление базы диодав - коэффициент, зависящий отрекомбинационных механизмовв р-и переходе;е - заряд электрона;постоянная Больцмана;Т - абсолютная температура поКельвину.55Способ реализуется следующим образом.Собирают электрическую цепь, состоящую из посЛедовательно соединенных источника постоянного напряжения:, измерителя амплитуды переменного тока и включенного в прямомнаправлении испытуемого диода, параллельно которому подключают измеритель амплитуды переменного напряжения. Устанавливают рабочий ток 1 65 диода, Затем подвергают испытуемый диод динамическому механическому воздействию, например вибрации с помощью вибростенда с ускорением ) Измеряют амплитуду переменного напряжения ьО на диоде и амплитуду переменного тока д 3 через диод. Сопротивление г базы диода и коэффициент щ выбирают из частных технических условий.Далее определяют устойчивость диода к механическим воздействиям по формуле-й)- Теоретическим обоснованием определения устойчивости в виде выбора параметра Ь является следующее,уравнение вольтамперной характеристики идеального р-п перехода имеет видеОО )фгде 2 - тепловой ток или обратныйток 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 видеа -э )1 сТ 15, )Ьгде в - коэффициент, зависящий отрекомбинационных механизмовв р-и переходе;ОА- напряжение на диоде;сопротивление базы диодаВ свою очередь относительные изменения тока Л. находятся в экспоненциальной зависимости от уровня механического воздействия, т.е,:=е Ц,где.3Зо - значения обратного токанасыщения р-и переходасоответственно при воздействии к беэ него)- уровень механическоговоздействия;Ь - параметр, характеризующий реакцию р"и перехода по току при механическом воздействии.Выражение для вольтамперной характеристики с учетом воздействия запишетсяЬу сает . д ГЬ, (4)5958985 6 При напряжениях на р-и переходе,намного превышающих 0,025. В, коэффициентопределится в вудеа: - . еп.ь-.тФ ) мт(о ца,)ЭМ где3 - токи диода соответственно1при воздействиях и беэвоздействия;П,1) - напряжения на диоде сост-ветственно при воздействиии беэ воздействия.Выражение (5) можно преобразовать к видуГг 6Ъ:Е(Э+аз)-Енэ -- ьЗ ьо,в кт ест что доказывает воэможность определения устойчивости диода к механическим воздействиям согласно предлагаемому способу.При определении параметра устойчивости .по предлагаемому способу точность определения не завИсит 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. 25Т Формула изобретения Составитель В. КостинРедактор 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, Раушская наб д 4/5филиал ППП Патентфф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ определения устойчивостидиодов 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 измеряют5 на нем амплитуду переменного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения,точнос"ти, дополнительно измеряют амплитуду переменного тока через диод и10 определяют устойчивость диода к механическим воздействиям:поформуле 1Ъ". Еп Йад 3)-ЕПЭ 4 -- аЭ аО6 9 8ю ТАКТ3где Э - рабочий ток диода;ь Э - амплитуда переменного токад О - амплитуда переменного нап" 1ряжения 1- уровень. механического воздействия6 - сопротивление базы диодаю - коэфФициент, зависящий отрекомбинационных механизмов в р-и пересоде;заряд электрона;- абсолютная температура поКельвину.Источники кнФормации,принятые во внимание при экспертизе1,.Троян Ф.Д. и Давыдов Р.В. Устойчивость линейных интегральныхсхем к вибрационным 1 воздействиям. -Тезисы докладоВ на Всесоюзной научно-технической конФеренции. Линей 35 ные интегральные схемы к их применение в приборостроении и промышленной автоматике, 22-24, Х 1, 1977.2, Частные технические условия,Р УЖ М 3362027, ТУ, Кремниевые ста-:40 билитронытипов Д 815-Д 817, 1964,с, 24, рис. 3 (прототип).