Способ измерения температуры рабочего слоя диода ганна

4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЬ РАБОЧЕГО СЛОЯ ДИОДА ГАННАится к эле Изобретение отн ронной технике, пр способам измерения метров полупроводн и в частности к ме имущественно к тепловых параковых приборов, одам технологиодов Ганна.измерения тепло- диодов Ганна, за нии пороговых ко Из контрол естен осо ени к опротивийся вий напрольт-ам ч ме тока импульарактеристики 10знач сной жени ерно диода при внешнем подогреве, регистрации температуры, при которой эти значения равны соответствующим значениям при постоянном смещенииЗарегистрированная температура принимаетСя равной температуре рабочего слоя диода и по ней рассчитывается тепловое сопротивление диода. При однородном распределении удельного сопротив 20 ления по толщине рабочего слоя диода Ганна образование доменов сильного поля, определяющих вольт-амперную характеристику диода, происходит на 2границе рабочего слоя, которая находится под действивм потенциала отри" цательной полярности. Поэтому в слу" чае,когда отрицательный потенциал импульсного или постоянного напряжения подводится на теплоотводящий электрод диода Ганна, этот метод определяет температуру границы рабочего слоя примыкающей к теплоотводящему электроду и является корректорным для определения температуры катодной границы рабочего слоя и тепло" вого сопротивления диода Ганна при напряжении вблизи порогового Г 1.Недостатком данного способа измерения температуры диода Ганна и его теплового сопротивления является то, что в оптимальных режимах диод работает при напряжениях, в два и более раз превышающих пороговые. При этом за счет увеличения рас" сеиваемой в рабочем слое мощности температура диода выше его температуры при пороговом напряжении, так25 3, 97430 цто за счет зависимости теплопроводности материала от температуры тепловое сопротивление при рабочем режиме диода отличается от теплового сопротивления при пороговом напряже 5 нии. Это вносит ошибку в измерение теплового сопротивления с применением известного метода. Кроме того,данным способом нельзя определять температуру диода в рабочем режиме, а также градиент температуры в рабочем слое диода.Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в том, цто на испытуемый прибор подают импульсы греющей мощности, соответствующей рабочему режиму прибора, длительность которых больше, а пау-, зы между ними меньше тепловой постоянной времени прибора, в паузах на прибор подают измерительные импульсы одинаковой полярности с греющими и с их помощью измеряют величину термочувствительного параметра, по которому определяют температуру структуры 2 3.Недостатком известного способа является то, что он не позволяет для структуры диодов Ганна проводить измерение температуры второй границы рабочего слоя и по результатам измерения определить средний рабочий градиент температуры в их рабочем слое. Для диода Ганна с двойным теплоотводом данным способом нввоэможяо из 35 мерить температуру границы второго рабочего слоя и по данным измерения определить тепловое сопротивление между второй границей рабочего слоя и теплоотводящим электродом. Пере 4 О численные недостатки ухудшают точность разбраковки диодов Ганна и по их тепловым параметрам.Цель изобретения - увеличение точности разбраковки диодов Ганна по45 их тепловым параметрам.Поставленная цель достигается тем, цто в способе измерения температуры рабочего слоя диода Ганна, заключающемся в том, что на прибор по дают импульсы греющей мощности, соответственно рабочему режиму прибора, длительность которых больше, а паузу меньше тепловой постоянной времени прибора, в паузах на прибор подают измерительные импульсы одинаковой полярности с греющими и с их помощью измеряют величину термочувствительного параметра, по которому оп 5 фределяют температуру в структуре,дополнительно подают измерительныеимпульсы противоположной полярностипо отношению к греющим, чередуя их супомянутыми измерительными импульсами одинаковой полярности,с греющими.Температуры на границах рабочегослоя опредвляют по совпадению пороговых параметров импульсных вольт - амперных характеристик, измеренных соответственно при положительной и отрицательной полярностях импульсногонапряжения при внешнем нагреве диодас одноименными пороговыми параметрами при рабочем импульсном напряжениисмещения, измерительными с помощьюизмерительных импульсов той же полярности, после чего определяют для диода содносторонним отводом тепласредний градиент температуры в рабочем слое, а для диода с двухсторонним отводом тепла - тепловоесопротивление между границей рабочего слоя, на которую подан положительный рабочий потенциал греющегоимпульса напряжения и ближайшемтеплоотводящимэлектродом. Тепловоесопротивление самого рабочего слоякачественно характеризуется температурами на его границах.Предложенный способ поясняетсяфигурами.На фиг. 1 приведена форма импульсного напряжения для измерения пороговых значений тока и напряжения диода в импульсном режиме, соответствующем тепловому рабочему; на фиг.2 то же, для измерения тех же величинпри внешнем подогреве диода; на фиг,3 блок-схема установки, позволяющейпроводить измерение тепловых параметров предлагаемым способом,Греющие импульсы 1 (фиг. 1) имеютпрямоугольную форму, их амплитударавна рабочему напряжению при постоянном смещении, длительность их больше, а время между ними меньше времени тепловой релаксации диода. Изме".рительные импульсы напряжения 2 и 3имеют форму прямоугольного треугольника, максимальная амплитуда которыхравна удвоенному знвчению порогового напряжения.Блок-схема установки, позволяющейпроводить измерение тепловых параметров предлагаемым способом, блок 4питания (формирует греЮщие и измерительные импульсы),термостат 5, блок6 контроля греющих импульсов 3, бло5 97430ки контроля 7 и 8 измерительных импульсов,Измерения для диодов с односторонним теплоотводом производят следующйм образом. 3Первоначально определяются поро"говые значения тока и напряжения измерительных импульсов, следующихза импульсами греющего напряжения(форма импульсного напряжения пока Озана на фиг; 1) и температура теплоотводящего электрода (Т ). Затемимпульсы греющего напряжения убираются и измеряются эти же значения(форма импульсного напряжения показана на фиг. 2) при внешнем разогреве диода. Окружающие температуры,при которых пороговые значения токаи напряжения измерительных импульсов становятся равными пороговым значениям тока и напряжения соответствующих измерительных импульсов при наличии импульсов греющего напряжения,определяют температуры границ рабочечего слоя. Максимальная температураТравна температуре дальней отпатеплоотводящего электрода границерабочего слоя, минимальная Т,- ближней. Затем определяется тепловое сопротивление между теплоотводящим элект ЗОродом и ближайшей к нему границы рабочего слоя (к. ) и средний градиенттемпературыв рабочем слое поформуламтц и к Р псх иипТ, -Тт- ргде Р= 0,3ОРДЕР - рабочее напряжение и ток диода при постоянном смещении сост- Фо ветственно, равное напряжению и току при греющих импульсах;- толщина рабочего слоя, являющаяся конструктивным параметром.Таким образом, использование пред- ложенного способа позволяет проводить определение большего числа тепловых 5 6параметров диодов Ганна, таких как тепловое сопротивление между теплоот" водящим электродом и ближайшей к нему границы рабочего слоя, температуры на границах рабочего слоя, средний градиент температуры в рабочем слое, качественно проводить оценку теплового сопротивления рабочего слоя. Применение его повышает точность межоперационной разбраковки диодов Ганна по их тепловым параметрам.по сравнению с известными способами.Формула изобретенияСпособ измерения температуры рабочего слоя диода Ганна, заключающий"ся в том, что на прибор подают импульсы греющей мощности, соответствующей рабочему режиму прибора, длительность которых больше, а паузыменьше тепловой постоянной времениприбора, в паузах на прибор подаютизмерительные импульсы одинаковойполярности с греющими и с их помощью измеряют величину термочувстви"тельного параметра, по которому определяют температуру в структуре, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности разбраковкидиодов Ганна по их тепловым параметрам, дополнительно подают измерительные импульсы противоположной полярности по отношению к греющим, чередуя их с измерительными импульсамиодинаковой полярности с греющими,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМф 705390, кл. С 01 В 31/26, 1978.2. Громов В. С. и др. Измерениетеплофизических характеристик полупроводниковых приборов.- "Электронная промышленность", 1981, вып. 1 (97),с, 83-84 (прототип).