Устройство для испытания силовых транзисторов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 1920584(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СИЛОВЫХ ТРАНЗИСТОРОВИзобретение относится к электрон ной промышленности и может быть использовано при испытаниях снловых транзисторов. 5Известны устройства для испытаний силовых транзисторов, одно из которых, позволяющее определять параметры испытуемых транзисторов путем пропускания кратковременных импуль-" сов тока, содержит источник постоянного напряжения, нагрузочное сопротивление и блок управления. Два одновременно испытуемых транзистора,. подключены параллельно источнику постоянного напряжения через нагрузочное сопротивление цепями эмиттер коллектор, а цепи змиттер-база транзисторов подключены к блоку управления (11 .20Недостаток такого устройства заключается в том, что чрезмерные поте". ри мощности в нагрузочном сопротивлении.позволяют испытывать транзисторы только в кратковременном режиме и поэтому оно не может быть исполь зовано для длительных испытаний. Однако длительные испытания одновременно большого числа силовых транзисторов в режимах, соответствующих реальным условиям их крименения в схемах 30 инверторов, необходимы для прогнозирования надежности силовых транзисторов и выявления срока их службы.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, позволяющим воспроизводить режимы, соответствующие реальным условиям применения силовых транзисторов в схемах инверторов, является устройство, содержащее ячейки из соединенных последовательно пар диодов, анодами подключенных к отрицательному полюсу источника постоянного испытательного напряжения, катодами - к его положительному полюсу, а общей точкой - к точке соединения эмиттеров и коллекторов пар соединенных последовательно испытуемых транзисторов ячейки, цепи база - эмиттер каждого из которых подключены к блоку управления. Источник постоянного испытательного напряжения может быть выполнен по из вестной схеме, содержащей, например, силовой трансформатор, выпрямитель и фильтр на стороне выпрямительного тока, и к нему испытуемые транзисторы подключены через настроечный конденсатор и нагрузочное сопротивление. При таком исполнении устройства, в случае проведения длительных нагрузочных испытаний потери энергии н нагрузочном сопротивлении будут недопустимо. большими. Потери н этой схеме можно уменьшить, если применить известное техническое решение, ,обеспечивающее рекуперацию части энергии. В этом случае узел схемы, включающий настроечный .конденсатор, силовой трансформатор и Фильтр, является узлом рекуперации энергии и подключается не к нагрузочному сопротивлению, а к источнику постоянного напряжения 21,.Известная схема с учетом рекуперации энергии имеет следующие недостатки: потери мощности в схеме, а также 5 масса и габариты элементов остаются значительными, так как в схеме циркулирует полная мощность, определяемая испытательным напряжением и током транзисторон; каждые две пары испытываемых транзисторов должны иметь отдельные источники постоянного напряжения и узел рекуперации энергии, так как при групповом соединении транзисторон в данной схеме чрезвычайно сложно обеспечить равномерное распределение испытательных токов и напряжений. Этот недостаток имеет существенное значение, поскольку устройство предназначено для одновременного испытания большого числа транзисторон; диапазон изменения испытательного режима (тока,. напряжения, частоты) мал, поскольку изменение режима по сравнению с расчетным нарушает рекуперацию энергии и сам режим испытаний. Целью изобретения является уменьшение мощности потерь, упрощение схемы, расширение диапазона режимов ис пытаний и улучшение массо-габаритных характеристикПоставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее ячейки из соединенных последовательно пар 45 диодов, анодами подключенных к отрицательному полюсу источника постоянного испытательногб напряжения, катодами - к его положительному полюсу, а общей точкой каждая пара подключена к точке соединения эмиттера и коллектора пары соединенных последовательно испытуемых транзисторов ячейки, цепи база-эмиттер каждого из которых подключены к блоку управ ления, введены два источника низкого постоянного напряжения, причем отрицательный полюс, первого дополнительного источника и положительный полюс второго дополнительного источника соединены, соответственно с положитель ным и отрицательным полюсами источника испытательного напряжения, а между свободными, полюсами первого и второго дополнительных источников включены пары соединенных последова тельно испытуемых транзисторов каждой ячейки.а фиг.1 показана электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - Формы кривых тока и напряже" ния.транзисторон н режиме испытания,Схема (фиг.1) содержит две пары соединенных последовательно диодов 1, 2 и 3, 4Анод каждой пары подключен к отрицательному. полюсу 5 источника 6постоянного испытательного напряжениц а катод - к его положительному полюсу 7. Общие точки 8 и 9 каждой пары диодов подключены к точкам соединения эмиттеров и коллекторов 10 и 11 пар соединенных последонательно .,испытываемых транзисторов 12, 13 и 14, 15. Цепи база-эмиттер транзисторов соединены с блоком 16 управления.Между положительным полюсом 17 первого источника 18 низкого напряжения и отрицательным полюсом 19 второго источника 20 низкого напряжения включены пары испытываемых транзисторов. Отрицательный полюс 21 источника 18 соединен с положительным полюсом 7 источника б, а его отрицательный полюс 5 - с положительным польсом 22 источника 20.Источники низкого напряжения и источник испытательного напряжения выполнены по схеме, содержащей питаю щий трансФорматор (23, 24, 25), выпрямитель (26, 27, 28) и конденсатор (29, 30, 31), Для регулирования напряжения на входах источников напряжения включены автотрансформаторы. В занисимости от способа управления либо одна пара транзисторов и пара соответствующих диодов, либо две пары транзисторов и две пары диодов образуют одну испытательную ячейку 32 н которой режимы испытаний взаимосвязаны.В схеме устройства и диоды 1-4 могут испытываться одновременно с транзисторами;Работа устройства в случае согласованного управления четверками транзисторов происходит следующим образом (фиг.2).В исходном состоянии н момент открыты транзисторы 13 и 14, работая в режиме усиления. Ток 1 от источника 20 низкого постоянного напряжения протекает через диод 2 и транзистор 13, а ток 1, =1 от источника 18 низкого напряжения протекает через диод 3 и транзистор. 14 (фиг.2 б). При этом к заКрытым транзнсторам 12 и 15 прикладывается испытательное напряжение Пщ) (фиг.2 а) от источников б, 18 и 20В момент времениподаются отпирающие сигналы на транзисторы 12 и 15 от блока 16 управления и запирающие сигналы на транзисторы 13 и 14.Формула изобретения Устройство для испытания силовыхтранзисторов, содержащее ячейки иэсоединенных последовательно пар диодов, подключенных анодами к отрицательному полюсу источника постоянного испытательного напряжения, катодами - к его положительному полюсу,а общей точкой каждая пара подключена к точке соединения эмиттера и коллектора пары .соединенных последовательно испытуемых транзисторов ячейки, цепи база-эмиттер каждого из которых подключены к блоку управления,о т л и ч а к щ е е с я тем, что,с целью уменьшения мощности потерь,упрощения схемы, расширения диапазона режимов испытаний и улучшения массо-габаритных характеристик, в устройство введены два источника низкогопостоянного напряжения, причем отрицательный полюс первого дополнителького источника и положительный полюсворого дополнительного источникасоединены соответственно с положительным и отрицательным полюсами источника испытательного напряжения,а между свободными полюсами первоги второго дополнительных источниковвключены пары соединенных последовательно испытуемых транзисторов каждой ячейки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Комплекс для испытания полупроводников ЕМ 6 - 1579-102, "Характерограф, Будапешт ВНР, 1972.2. Совдеп Ь. ШИ 1 яа 11 оп Йея ггапя 1 я 1 огд Йе сопппц 1 аИоп еп епчдговепешепг. 1 пйцс 11 Е. в Е 1 ес 1 гоп 1 дце ойарр с 1 сас 1 опя 1 пйцяг 1 ея 1979,Р 267, р. 23-25 (прототип). Введение в схему устройства двух маломощных источников низкого постоянного напряжения и исключение узла 40 рекуперации энергии, содержащего настроечный конденсатор, силовой трансформатор, выпрямитель и фильтр, позволяет уменьшить потери мощности за счет того, что мощность, потребляемая от источника испытательного напряжения, определяется мощностью коммутационных потерь в испытываемых, транзисторах, а от обоих источников низкого напряжения - мощностью пря О мых потерь в транзисторах и диодах. Таким образом, потребляемая мощность определяется главным образом мощностью потерь в транзисторах, необходимой для обеспечения температурного 55 режима при их испытаниях, Указанное обстоятельство обеспечивает также возможность уменьшения массы и габаВ течение промежутка времени Ь 1 происходит запирание транзисторов 13 и14 и отпирание транзисторов 12 и 15,При этом к каждой паре транзисторовприложено суммарное напряжение источника 18, 6 и 20. Это напряжение делится между соединенными последовательно двумя коммутирующими транзис-торами, возрастая до полного испытательного напряжения на запирающемсятранзисторе и убывая дозначения 10прямого падения напряжения на отпирающемся. После окончания коммутациитранзисторы 12 .и 15 нагружены прямымиспытательным током (фиг.2 а).Тц 15.Через интервал времени ,. равный полупериоду испытательной частоты и отсчитываемый от момента отпирания транзисторов 12 и 15, вновь отпираются транзисторы 13 и 14, а 12 и 20Тц15 запираютсяЕще черезвновь2отпираются транзисторы 12 и 15, а 13и 14 запираются. Процессы коммутациии нагрузки транзисторов током и напТцряжением на интервале от + 2 дог. +Тц протекают .так же, как.и на инТцтервале отдо С,+ 2 . При этом ток 10источников 18 и 20 можно считать неизменным (фиг,2 в), Источник 6 нагружен импульсами тока на интервалахкоммутации, а в остальное время черезнего протекает ток утечки запертых 35транзисторов и диодов,ритов устройства; упростить схемуустройства благодаря тому, что триуказанных источника напряжения могутбыть общими для всех испытываемыхтранзисторов и при этом легко обеспе.чивается задание режимов испытанийтранзисторов; расширить диапазон изменения режима испытаний за счет того, что в ветвях протекания токоввысокой частоты отсутствуют реактивные элементы, а источники напряженийшунтированы конденсаторами. Указанныедостоинства предложенного устройствапроявляются в полной мере при испытании транзисторов в режиме усиления.