Устройство для определения предельных тепловых режимов транзистора

(21) 3397 (22) 11,0 (46) 15,0 (72) С. Г (71) Моск ордена Ок тический (53) 621. (56) 1. 1 Р 8, 1976 018/18-212,829.83. Бюл. РБузыкиновский орденатябрьской Ревинститут382.3(088.8)ЕЕЕ Тгапзас 11:ор, 835,4 енина илюции эне е о 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И (ЛАРЬ ОПИСАНИЕ. 2. Авторское свидетельство СССР 9 646278, кл, 0 01 Н 31/26, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ТРАНЗИСТОРА, содержащее источник напряжения сравнения; источник измерительного тока, соединенный одним полю сом с эмиттером, а вторым - с общей шиной транзистора, источник греющей мощности, включенный между эмиттером и коллектором транзистора, первый управляющий вход источника греющей мощности соединен с первым вы-, ходом блока управления и синхронизаНИЯ- . 1/ ции, а второй управляющий вход соединен с выходом блока сравнения, первый вход которого включен между эмиттером и базой транзистора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены переменный резистор, пиковшюй детектор, электронный переключатель, сумматор и ждущий мультивибратор, при этом вход пиковогодетектора включен параллельно переменному резистору, включенному между общей шиной и базой транзистора, выход пикового детектора соединен с первым входом электронного переключателя, второй вход которого соединен с общей шиной, а его выход соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом источниканапряжения сравнения, а выход -. с вторым входом блока сравнения, второй выход блока управления и синхронизации соединен с входом ждущего мультивибратора, выход которого соединен с управляющим входом электронного переключателя.Кзебретение относится к измери=тельной технике, а именно к техникеизмерений предельно допустимых параметров транзисторов.Известно устройство для определения предельных тепловых режимовтранзисторов, одержащее источникизмерительного тока и источник греющей мощности, подключенный к эмиттеру испытуемого транзистора черезэлектронный ключ, управляемый отблока синхронизации, и устройствоиндикации, вход которого соединенс эмиттером испытуемого транзистоРа (,1,Недостатком данного устройстваявляется отсутствие автоматизации,а следовательно и большая трудоемкость измерений, поскольку устройство индикации может лишь указатьна превышание напряжением эмиттер -база величины, соответствующей задайной температуре кристалла транзистора, а изменение режима работытранзистора приходится делать вручную. По этой же причине усройствоне работоспособно в режиме "горячихпятен" (область неравномерного распределения тока).Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяустройство для измерения допустимоймощности полупроводниковых приборов,содержащее источник напряжения сравнения, источник измерительного тока,соединенный одним полюсом с эмиттером транзистора, а вторым - с общейшиной транзистора, источник греющеймощности, включенный между змиттером и коллектором транзистора, первый управляющий вход источника греющей мощности соединен с первымвыходом блока управления и синхронизации, а второй управляющий рходс выходом блока давления, первыйвход которого включен между эмитте.Ром и базой транзистора (2). Однако данное устройство не работоспособно в,режиме, характеризующемся большой неравномерностью протекания тока эмиттера по площади структуры (режим "горячих пятенф или граница вторичного пробоя), вследствие того, что распределение температуры по площади кристалла в этом режиме становится резко неравномерным, а напряжение на переходе эмиттер - база, соответствует усредненной температуре, которая может сущест венно (до нескольких десятков и даже сотен градусов) отличаться от температуры горячего пятнаф . В то же время граница вторичного пробояУоб весьма оущественно ограничивает о ласть безопасных режимов транзисто- Р уа а ее превышение приводит к быстрому выходу транзистора из строя,Для определения границы втоРичногопробоя пришлось бы применить дополнительные установки, что сильно усложняет измерительную установку,а также усложняет процедуру измере 5 ния.Целью изобретения является расширение Функциональных воэможностейустройства.Укаэанная цель достигается тем,10 что в устройство для определениятепловых режимов транзистора, содержащее источник напряжения сравнения,источник измерительного тока, соединенный одним. полюсом с эмиттером,а вторым- с общей шиной. транзистора, источник греющей мощности, включейный между эмиттером и коллектором транзистора, первый управляющийвход источника греющей мощности со;единен с первым выходом блока управления и синхронизации, а второй управляющий вход соединен с выходомблока сравнения, первый вход которого включен между эмиттером и базой транзистора, введены переменныйрезистор, пиковый детектор, элект. Ронный переключатель, сумматор и .ждущий мультивибратор, при этом входпиковогодетектора включен параллельно переменному резистору, включенно 30 му между общей шиной и базой транзистора, выход пикового детекторасоединен с первым входом электронного переключателя, второй вход которого соединен с общей шиной, а его35 выход соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соеди-нен с выходом источника напряжениясравнения, а выход - с вторым входомблока сравнения, второй выход блока40 упРавления и синхронизации соединенс входом ждущего мультивибратора,выход которого соединен с. управляющим входом электронного переключателя,На чертеже представлена принципиальная схема устройства,Устройство содержит испытуемыйтранзистор 1, источник 2 греющеймощности, состоящий из управляемыхисточников тока и напряжения, источ 50,ник 3 измерительного тока, блок 4сравнения, блок 5 управления и синхронизации, переменный резистор б,пиковый детектор 7, электронный переключатель 8, сумматор 9, источник55 10 напряжения сравнения и ждущиймультивибратор 11.Ток источника 2 греющей мощностипод действием блока 5 управления исинхронизации периодически прерыва 60 ется на короткий промежуток времени, и через транзистор протекаетмалый измерительный ток. Напряжение и ток источника греющей мощности под действием сигнала блока 565 увеличивается до тех пор, пока напряжение эмиттер - база транзисторав отсутствие греющего тока не станетравным задающему напряжении. Однако в устройстве напряжение не явля-,ется постоянной величиной, а периодически, синхронно с греющим током,меняется от одного уровня до друго-го, причем начиная с момента сбросагреющего тока в течение определенного промежутка времени это напряжениеравно сумме напряжения пропорционального пиковому значению тока базы.и напряжения сравнения, а затем только этому напряжению. При сбросе эмиттерного тока избыточный заряд иеосновных носителей рассасывается по,5базовой цепи и в ней некоторое времяпротекает большой ток, величина которого пропорциональна протекавшему до момента сброса току эмиттера.Этоъ ток создает падение напряженияна внутреннем распределенном сопротивлении базы, что проявляется впоявлений на осциллограмме напряжения эмиттер - база выброса. Обычнов аналогичных устройствах этот электдрический переходной процесс игнорируется, а все измерения производятпосле его установления. Однако указанный.пик напряжения несет информацию о степени локализации тока втранзисторе и может быть использован как индикатор возникновения режима .,"горячих пятен". Указанное падение напряжения пропорциональновеличине внутреннего сопротивлениябары, которое, в свою очередь, пропорционально эффективной площадиэмиттера, по которой протекает токв данном режиме, Таким образом, приращение амплитуды выброса пропорционально степени концентрации тока 40в транзисторе, и,.если напряжениеэмиттер - база в блоке 4 сравниватьс напряжением, равным сумме постоянной величины и величины, меняющейся пропорционально пиковому значению 45тока базы, то срабатывание, блока 5будет происходить при определеннойстепени концентрации тока в транзисторе, т.е. Указывать на возникновение ре а " рячих пятен" в утройстве напряжение пропорциональноепиковому значению тока базы снимается с выхода пикового детектора 7,подключенного к переменному резистору 6, включенному в базовую цепь,Меняя величину этого резистора можно задавать.предельнув величинустепени концентрации. После завершения переходного процесса в базе напряжение сравнения необходимо сде-.лать равным напряжению эмиттер - 60 база, соответствующему предельно.допустимой температуре кристаллатранзистора. Эту функцию выполняетждущий мультивибратор 11, запускавщийся от блока 5 управления и синхронизации, длительность импульсакоторого устанавливают равной времени установления переходного процесса в базе.Устройство работает следующимобразом.Под действием блока 5 прерывается ток источника 2 греющей мощностии в эмиттерной цепи транзистора 1протекает ток источника 3. Одновременно со сбросом эмиттерного токаблок 5 запускает ждущий мультивибратор 11 и под действием его сигнала переключается электронный переключатель 8, При этом напряжениеравное пиковому значению падения напряжения на переменном резисторе 6,продетектированное пиковым детектором7,поступает на один из входов сумматора 9, на второй вход которого новстоянно подается напряжение источника 10. Сумма этих напряжений свыхода сумматора 9 подается на блок4, где сравнивается с напряжениемзмиттер - база. Через определенноевремя мультнвибратор 11 возвращаетпереключатель 8 в исходное состояние,и на блок 4 передается только напряжение источника 10. Блок 5 увеличивает ток (либо напряжение) источника 2 до тех пор, пока не будет достигнут один из двух уровней сравнения, после чего величины тока инапряжения фиксируются как предельные,Таким образом, если напряжение на выходе детектора 7 выбрано соответствующим амплитуде выброса напряжения эмиттер - база при предельно допустимой степени концентрации тока в транзисторе, длительность импульса ждущего мультивибратора больше или равна времени рассасывания заряда в базе транзистора, и напряжение источника 10 соответствует предельно допустимой температуре кристалла транзистора, то предлагаемое устройство определяет максимально допустимые режимы транзистора практически во всем допустимом диапазоне токов и напряжений на нем, т,е. устройство обладает. более широкими функциональными возможностями, а также упрощает процедуру йзмереиий, поскольку никаких видоизменений схемы при переходе иэ одно го режима в другой не требуется.1041968 Составитель В. Карповеселовская Техред А.Бабинец орректор Ю. Макаренко дакто дписн де Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,аказ 7121/46 ВНИИПИ по 113035, Тираж 710осударственного комитета ССлам иэобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб.,