Способ измерения максимальной температуры в структуре мощных транзисторов

Союз СоветскикСоцивлистическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 746346(23) Приоритето делам изобретений и открытий53) УДК 62 :382.3 (088 8) о 07.07.80. БоллетенытЪ 25 икования описания 08,07.80 публико ата опуб В, ф, Синкевич, Е, А, Рубаха, А, М, Нечаев и е(7) Заявител ОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙТЕМПЕРАТУРЫ ТРУКТУРЕ МОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ(54) СП ов эакмеренияочуворамет ратурыизмеренииэмиттер тра нэи 1 2Изобретение относится к области алек- Один иэ известных способов эакйЬтронной техники и может быть использ- чается в регистрации инфракрасного иэвано при измерении максимальной темпе- лучения с поверхности структуры, Он явратуры в структуре мощных транзисторов, ляется универсальным и одним из наибов частности мощных СВЧ транзисторов, лее точных, однако для своей реали:-алииНа практике распределение плотности 5 требует разрушения корпуса транзисторатока и температуры в структуре мощ- и освобождения кристалла от защитных по=ных транзисторов оказывается неоднород- крытий, поэтому применим только в исным в рабочих режимах. При етом в струк- следовательских целях, а не для оценкитуре возникают области и с повышенной надежности прибора в рабочих режимах 1плотностью тока и повышенной темпера- ф. Другой из известных способ лю 10турой - области локальных перегревов, чается в использовании для изМаксимальная температура в области ло- температуры транзисторов терм ткального перегрева может существенно вительных дифференциальных па ров.превышать температуру других участков Недостатком етого способа является воэтранзисторной структуры, но для обеспе- можность измерения температуры в обласр 15чения надежности прибора нельзя допуо- тиработы транзистора с однородным раокать превышения ею некоторого гранично- пределением тока т,е, средней темперакго эяачэия, Поэтому прэостэяпя 3 от боль- туры структуры 21.шой интерес простые и точные способы Наиболее блйзким к данному изобреизмерения максимальной температуры в тению является спосо измерения темпе- ,структуре мощных транзисторов. транзисторов, закшочающийся вИзвестны способы измерения темпе- . приращения напряжения между ратуры в структуре сторов, ньтм и базовым выводами транэио5101520 25 30 35 40 5 746После этого повышают 0,Д вплотьдо значения Ц иэмеряютАЮд и,исРпользуя формулу (1), определяют темпе-,ратуру структуры в условиях однородного токораспределения,Если заданное напряжение на коллекатьторе транзистора и больше Ц,р т,е,когда транзистор работает в условияхнеоднородного распределения тока и .температуры по структуре, необходимо знатьзначение К (см, формулу 2), С этойцелью для того же типа приборов измеряют зависимость У,у от"макс при 13= 1и увеличении напряжения Цку в диапазонебкрййфр,где Угр - напряжение,при котором в структуре прибора происходят необратимые изменения (измерения проводят с помощью инфракрасногомикроскопа или используя малые приращения температуры окружающей среды исохраняя при этом неизменный электрический режим работы транзистора),Экспериментально установлено, чточисленное значение К практически независит от величины 1 фф и для разныхтипов мощных транзисторов колеблетсяот 0,8 мВ/ С до 1 мВ "/С.Определив значение К, измеряют величину А УЦ 1 соответствующую заданнымзначениям Уко =1 и 1 = 1, и по формуле (2) определяют максимальную тем-пературу в структуре.Многочисленные эксперйментальныеданные показали, что погрешность измерения максимальной температуры по данному. способу не превышает 1504, в товремя как использование известного способа- дает существенно большую погрешность, доходящую до 100%. 346 6 эмиттерным и базовым выводами транзистора при подаче на транзистор заданного значения тока и увеличении коллекторного напряжения от нуля до заданного значения, не превышающего критическое; К,= - ф- - температурный коэфИЬБфициент напряжения между эмиттерными базовым выводами транзистора при однородном токораспределении,о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения максимальной температуры, дополнительно измеряют приращение напряжения между эми 1,теркым и базовым выводами при увеличении коллекторного напряжения от критического значения до заданной величиныпри заданном значении эмиттерного токаи расчитывают значение максимальнойтемпературы в структуре транзистора поформуле,а Юэьм 4 кс - ) КОЯ 1 ) дТмакс)где:К,= у . 11 о1- температурный коэффициент напряжения между эмиттерным и базовым выводами при неоднородном токораспределении, соответствующий заданному значению эмиттерного тока 1 1 в области коллекторных напряжений 0, превышающих ,критическое значение; ь У- приращение напряжения между эмиттерным и базовым выводами транзистора при подаче на транзистор заданного значения эмиттерного тока и увеличении коллекторного напряжения от критического значения до заданной величины,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеф орм у ла иэоб рет енияСпособ измерения максимальной температуры в структуре мощных транзис-торов в рабочих режимах, в которых распределение плотности тока и температуры является неоднородным, заключающийся в измерении приращения напряжения между эмиттерным и базовым выводами транзистора при подаче на транзис 50 тор заданного значения тока и задаиного значения коллекторного напряжения, не превышающего критическое значение напряжения, при котором возникает неоднородное токораспределение, и расчете температуры по формулет: Г.кгде: Т- температура окружающей среды; ь 03 - приращение напряжения между 1, Кудин В. Д, и др, Измерение температуры активных областей мощных транзисторов методом регистрации ИК- излучения, Электронная техника, Серия "Полупроводниковые приборы, 1970, вып. 6 (56), с. 93-101.2. Аронов В. Л, и Козлов В, А, Определение теплового сопротивления транзисторов с использованием дифференциаль ных параметров, Полупроводниковые приборы и их применение, Сб. статей под, ред, Я, А, федотова, вып, 14, М "Сов. радио", 3.965,с, 72-94.3, Годов А, Н, и др. Конструкция корпусов и тепловые свойства полупроводниковых приборов. М"Энергия", 1972, с, 36-43 (прототип)./3 Зека д 4/8 Филиал жгород,я, 4 атентф ЦНИИП по 11303остави 3 ель, Ю. Врызгаловред Р,.Окиян Коррежтор И. Бутягин,Тираж 101 Э " Подписное осударственноюо комитета СС м изобретений и открыщй осква, Ж, Раушскаи на