Способ измерения интервалов сохранения однородности токораспределения в мощных транзисторах

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(и 1002989 ИМ. Кп.э С 01 К 31/26 с присоединением заявки НР -Государственный комитет СССР ио делам изобретений н открытий(23) Приоритет РМ УДК 621. 382.2(088.8) Опубликовано 070383. Бюллетень йо 9Дата опубликования описания 070383(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ СОХРАНЕНИЯОДНОРОДНОСТИ ТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В МОЦНЫХТРАНЗИСТОРАХ 30 ль достигаетсяспособу и .меренияИзобретение относится к электрон- ной технике и может быть испольэова;но для индивидуального определения границ областей максимальных режимов транзисторов на участке их ограниче;ння локализацией тока и последующим вторичным пробоем.. Известны способа измерения интер- валов сохранения однородности токо- распределения в мощных транзисторах.Известен способ контроля устойчи-. вости мощных транзисторов к вторич- ". ному пробою нарушения однородности токораспределения в активном режиме по резкому увеличению тока коллектора и (или спаду) напряжения коллектора, причем для защиты испытуемого транзистора от разрушения служит специальная ключевая схема.Максимальная длительность импуль ,са испытательного режима, при которой исйытуемый транзистор не входит в состОяние вторичного Пробоя, отождествляется с интервалом сохранения однородности токораспределения 13. 2,Недостатком этого способа является риск повреждения испытуеих транзисторов в процессе испытаний, так как максимальная локальная температу- ра структуры в момент срыва тока и 30 напряжения коллектора как правило достигает 600-700 оК..Наиболее близким к изобретению техническим реаением является способ: контроля однородности токораспределе- ния в моапых транзисторах, включаю-щий подачу на испытуемый транзистор импульса испытательного режима по току эмиттера и напряжению коллектора. При этом контролируют монотонность изменения во времени тока базы испытуемого транзистора 12 1.Недостатком известного способа яв-. ляется необходимость фиксации сравнительно небольших изменений исследуемой функции, что влечет за собой уве-; личение погрешностей, обусловленных субъективными факторами.Кроме того, этот способ, как пра вило, не позволяет фиксировать ранние стадии нарушения однородности токо распределения, что ограничивает его точность.Целью изобретения является повышение точности измерения интервалов сохранения однородности токо- распределения в мощных биполярных транзисторах.Поставленная цетем, что согласноинтервалон сохранения однородноститокораспределения в мощных транзисторах, включающему подачу на испытуемый транзистор импульса испытательного режима по току эмиттера и напряжению коллектора, испытуемый транзистор скачком переключают в измерительный режим, в котором контролируют его базовый ток,увеличивают длительность импульсаиспытательного режима до значения,при котором наблюдаЕтся выброс токабазы в момент переключения в измерительный режим, превышающий заранее устанонленную норму, а ток.эмиттера и напряжение коллекторав измерительном режиме выбираютн области сохранения однородноститокораспределения и.отрицательныхзначений произьодных по току коллектора на зависимости коэффициентаусиления от этого тока.Кроме того, параметры измеритель-,ного режима устанавливают при усло-вии равенства максимальному отрицательному значению производной потоку коллектора на зависимости коэффициента усиления от этого тока.На чертеже приведены графики изменения но времени напряжения коллектора Ц, тока эмиттера Ла, эффек-тивной плотности тока 3 коэффициаента усиления В и тока базы ЗВ испытуемого транзистора,Графики содержат,.следующие обозначения: 1 - значение напряженияколлектора в испытательном режиме2 - значение напряжения коллекторан измерительно; режиме; 3 - моментвыключения испытательного и включения измерительного режима; 4 " значение тока эмиттера в испытательномрежиме 5 - значение тока эмиттеран измерительном режиме; б - изменение эффективной плотности токапри его локализации; 7 - изменениеэффективной плотности тока при сохранении однородности токораспределения; 8 - изменение коэффициентаусиления при сохранении однородности токораспределенняу 9 - изменениекоэффициента усиления при локализации тока измененение тока базыпри лока,чизации тока но время воздействия испытательного режима11 - изменение тока базы при сохра"ненни однородности токораспределения во время ноздейстния испытатель.ного режима,За величину измеряемого интервала сохранения однородности токо- ,распределения при этом принимают минимальную длительность импульса испытательного режима, при которой амплитуда выброса тока испытуемого транзистора превышает заранее установленную величину. Выбор параметров измерительногорежима осуществляют на основе предварительных исследований партиитранзисторов данного типа, включающих снятие характеристик зависи мости статического коэффициента усиления В от тока эмиттера и напря"жения коллектора, а также контрольоднородности токораспределения низбранном измерительном режиме осу щестнляемый, например, при исследовании распределения температуры поплощади транзисторной структуры спомощью инфракрасной техники илижидкокристаллических индикаторов, 15 либо косвенно путем снятия зависи-мостей напряжения база-.эмиттер отнапряжения коллектора при данномтоке эмиттера.Параметры измерительного режимавыбираются в области сохраненияоднородности токораспределения так,чтобы производная коэффициента уси"ления по току коллектора имела отрицательное значение.Еще большее повышение точностидостигают выбором параметров измерительного режима так, чтобы производная коэФфициента усиленйя В с поВсм,току коллектора в -имела максимальное ЭО котрицательное значение,т.е. в той области характеристик, где коэффициентусиления наиболее сильно изменяетсяубывает по мере роста тока коллектора.Повышение точности измерения обусловлено тем обстоятельством чтораспределение плотности тока в измерительном режиме непосредстненнопосле выключения испытательного ре,жима подобно распределению плотноститока в испытательном режиме непосредственно перед его выключением.Таким образом, если за время воздействия режима распределение плотности тока становится вследствие 45 тепловой локализации тока неодно-родным, то в начальный период воздействия измерительного режима, определяемый временем релаксации, оно так.же остается неоднородным. При этом 50 эффективная плотность тока в транзисторной структуре оказывается увеличенной по сраннению со случаем однородного токораспределения.Восстановление однородности токо распределения, обусловленное выбором значений параметров испытательного режима, сопровождается уменьшением эффективной плотности тока, чтос учетом отрицательного знака проу иэводной ЙВ (аб)Й приводит к увеличению коэффициента усиления В ,.В свою очередь увеличение коэффйциента усиления Ввлечет за собойаспад тока базы Эб 38= Э =сопэ8;И Эпо сравнснию с его значением в начале воздействия на испытуемый транзистор измерительного режима.Из осциллоф 9 амм видна последовательность операций, выполняемых над испытуемым транзистором при определении границ областей его максимальных импульсных режимов. На испытуемый транзистор подают импульс испытательного режима, затем переключают его в измерительный режим, причем па-о раметрыиспытательного режима варьи-. руют в требуемых пределах, а параметры измерительного режима поддерживают постоянными, выбирая их иэ приведенных соображений. 15В процессе измерений, контролируя осциллограмму тока базы, увеличивают от минимальной возможной величины параметры иапытательного режима длительность импульса, ток эмитте ра, напряжение коллектора), При появлении непосредственно после окончания испытательного импульса выброса тока базы, амплитуда которого превышает заранее установленную нор. му (например, 5-25% от значения тока базы в измерительном режиме при одно родном токораспределении), увеличение параметров испытательного режима прекращают. За величину интервала со. хранения неоднородности токораспределения в испытательном режиме принимают минимальную .длительность испытательного импульса, при которой амплитуда выброса тока базы .превышает установленную норму.35Измерительный режим можно подавать на испытуемый транзистор как в течение всего интервала между импульсами испытательного режима, так и в течение его части, т.е, в виде фО импульсов, каждый из которых непосредственно следует после окончания каждого импульса испытательного режи-. ма. Длительность импульсов измерительного режима при этом должна превышать время восстановления в структуре однородного токораспределення, составляющее обычно около 1 мс.формула изобретения1, Способ измерения интервалов сохранения однородности токораспределения в мощных транзисторах, включаю-,щий подачу на испытуемюй транзисторимпульса испытательного режима по току эмиттера н напряжению коллектора,отличающийся тем, что,с целью повышения точности, испытуемый транзистор скачком переключают в измерительный режим, в которомконтролируют его базовый ток, увеличивают длительность импульса испытательного режима до значения, прикотором наблюдается выброс тока базыв момент переключения в измерительный режим, превышающий заранее установленную норму, а ток эмиттера инапряжение коллектора в измерительномрежиме выбирают в области со:.раненияоднородности токораспределения и отрицательных значений производныхпо току коллектора на зависимостикоэффициента усиления от этого тока.2. Способ по п. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что параметры измерительного режима устанавчиваютпри условии равенства максимальномуотрицательному значению производнойпо току коллектора на зависимостикоэффициента усиления от этого тока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССРВ 251094 кл. С 01 й 31/26., 1966.2. Авторское свидетечьство СССРМ 685992 кл. С 01 К 31/26, 1977.1002989 Врыв галовчик СоставительТехред Е.ХариаЬ р Л, Гратнлл ектор В. Вутя еда 3 ак снов илиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектна 1543/28 Тираж 708 Подп ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/