Устройство для измерения теплового сопротивления интегральных схем

Изобретение относится к электронной технике и может быть применено для измерения тепловых сопротивлений интегральных схем. фЦель изобретения - расширение области применения и упрощение устройства за счет использования регистрации срыва автоколебаний в цепи, содержащей контролируемую интегральную 10 схему при понижении напряжения питания, что дает возможность использовать ее для интегральных схем с термостабилизированными каскадами.На фиг. 1 приведена блок"схема 15 устройства для измерения тепловогосопротивления интегральных схем на фиг, 2 - диаграммы работы устройства в режиме тарировки термочувствительного параметра и измерения 20 . теплового сопротивления; на фиг. 3 - пример выполнения блока управления.Устройство (фиг.1) содержит источник 1 напряжения питания, индикатор 2, блок 3 задания. греющей мощности, 25 блок 4 управления, электронный ключ 5, блок 6 регистрации .наличия автоколебаний, контролируемую интегральную схему 7, блок 8 формирования цепи положительной обратной связи с ЗО общим коэффициентом усиления, большим единицы.Измеряемая интегральная схема. 7 соединена с блоком 8 Формирования цепи положительной обратной связи с коэффициентом усиления, большим еди- . ницы, который обеспечивает возникновение автоколебаний. Контрольный выход интегральной схемы 7, на котором возникли автоклебания, соединен че рез клемму 7;1 с входом блока 6 регистрации наличия автоколебаний, выход которого соединен с входом блока 4 управления. Первый выход блока 4 управления соединен с входом элект ронного ключа 5, а второй выходс управляющим входом источника 1 напряжения. К выходу источника 1 напряжения подключен индикатор 2 и первый вхоц электронного ключа 5. Выход электронного ключа 5 соединен через соответствующую клемму 7,2 с выводом питания измеряемой интегральной схемы 7, Второй вход электронного ключа 5 соединен с выходом блока 3 задания греющей мощности, в состав которого входят источник 9 напряже-. ния, входом соединенный с выходом блока 3 через узел 10 измерения мощ ности, состоящий из амперметра ивольтметра.Блок 8 Форьырования цепи положительной обратной связи с общим коэффициентом усиления, большим единицы,обеспечивает возникновение процессагенерации в цепи: интегральная схема 7 - блок 8. В простейшем случаеблок 8 может представлять простопроводник (проводники), соединяющийвыходные выводы интегральной схемыс входными выводами, подключеннымик клеммам для подключения Функциональных выводов 7.3 и 7.4 интегральной схемы. Например, для группы инверторов (с нечетным числом инверторов) достаточно соединить их последовательно и выход последнего соединить с входом первого.Конструктивное исполнение блока 4управления на уровне функциональныхэлементов приведено на Фиг. 3, Вфункции блока управления входит формирование сигнала управления источником 1 напряжения и сигнала управления электронным ключом 5 по сигналам блока 6 регистрации наличия ав"токолебаний, Блок управления состоитиз генератора 11 тактовых импульсов,регистра 12, Ы-разрядного счетчика13, элемента 14 задержки, логическихэлементов НК 15 и 16, И 17, И-НЕ 18,блока 19 пуска, переключателя 20, режима работы, кнопки "Пуск" 21 и Ибуферных вентилей 22.1-22,Ы, Сигналот блока б регистрации наличия автоколебанийпоступает на вход одноразрядного регистра 12 и первый входлогического элемента И 17. Управляющий вход электронного ключа 5 соединен с выходом логического элементаИ-НЕ 18, а вход управления источника 1 напряжения - с выходами буферных вентилей 22.1-22.И,Кроме того, кнопка 21 подключенак входу блока 19, первый выход которого соединен с входом запуска генератора 11 тактовых импульсов, входостановки которого подключен к выходу регистра 12, а выход соединен свходами элемента 14 задержки, логического элемента 16, а также вторымивходами логического элемента 17 ибуферных вентилей 22, 1-22.Ы, первыевходы которых соединены с разрядными выходами счетчика 13, вход обнуления которого соединен с вторым выходом блока 19, декрементный вход -с выходом логического элемента 17, Выход элемента 14 задержки через логический элемент 15 соединен с тактовым входом регистра 12, вход обнуления которого соединен с входом обнуления счетчика 13, Выход логического элемента 16 соединен с первым входом логического элемента 18, вто- . рой вход которого, соединенный через резистор с шиной питания, подключен к переключателю 20 режима работы.Устройство работает следующим образом.Блок 6 регистрации наличия авто 16 колебаний в отсутствие автоколебаний устанавливает логический "0", при подаче логической "1" на электронный ключ 5 он подключает к выводу питания контролируемой интегральной схемы 7 источник 1 напряжения, а при подаче на него логического "О" он подключает к выводу питания интегральной схемы выход блока 3 задания греющей мощности. Блок управления обеспечива ет также выбор режима: калибровка - измерение, для чего в него включен переключатель 20 выбора режима работы. Работа с устройством начинается с выбора режима работы. Вначале необходимо выполнить калибровку термочувствительного параметра, Для этого необходимо установить переключатель 20 в положение К - калибровка. В положении К на второй вход логического элемента 18 подается логический 0 это приводит к томуся что на вход электронного ключа 5 независимо от состояния второго входа логического элемента 18 подается логическая "1" и электронный ключ 5 обеспечивает при. этом постоянное подключение источника 1 напряжения, процесс калибровки начинается с на жатия кнопки 21. При нажатии кнопки 2 1 происходит сброс регистра 12,. при" чем в него записывается "1", счетчик 13 сбрасывается и в него по входам предустановки записывается код, соответствующий максимальному значению напряжения источника 1 напряжения, и происходит запуск генератора 11 тактовых импульсов, На фиг. 3 не показаны цепи предустановки счетчика 13 и цепи записи "1" при начальной установке регистра 12.Генератор 11 тактовых импульсов формирует последовательность импульсов положительной полярности. Скважность этих импульсов равна скважности импульсов, представленной на диаграммах а и Ь(фиг. 2). Генератор 1.1тактовых импульсов определяет периодподачи напряжения питания на измеряемую интегральную схему 7. Ширинаимпульсов положительной полярностиопределяет время подачи на интегральную схему 7 напряжения источника 1напряжения. В начальный момент времени после нажатия кнопки 21 на выходегенератора 11 тактовых импульсов появляется логический "О", поэтомубуферные вентили 22, 1-22.М закрытыи источник 1 напряжения формирует нулевое значение питающего напряжения.Поскольку на выходе одноразрядногорегистра 1 тактовый генератор продолжает формирование тактовой последовательности, при приходе первого положительного фронта тактовой последовательности открываются буферныевентили 22.1-22.М и код с выходовсчетчика поступает на источник 1 напряжения, который устанавливает соответствукщее ему напряжение, Этонапряжение через открытый электронныйключ 5 поступает на контролируемуюинтегральную схему 7, Поскольку впервый момент времени формируется:максимальное напряжение питания, вцепи положительной обратной связивозникают .автоколебания, которыерегистрируются блоком 6 регистрацииналичия автоколебаний, и он вырабатывает единичный сигнал наличия ав 1токолебаний, который поступает навход регистра 12 и первый вход логического элемента 17. На выходе этого логического элемента устанавливается логическая "1",Через время, равное задержке элемента 14, передний положительный фронт тактовой последовательности поступает на вход логического элемента 15. Время задержки элемента 14 выбирается таким, чтобы обеспечить приход достоверности сигнала от блока 6 регистрации наличия автоколебаний, но меньшее длительности положительного импульса тактовой последовательности. За это время задержки напряжение от источника 1 напряжения должно поступить на измеряемую интегральную схему 7, должны возникнуть автоколебания, окончиться переходные процессы и блок регистрации автоко 1456919лебаний должен успеть сформироватьсигнал, Отрицательным фронтом сигнала на выходе логического элемента 15в регистр 12 записывается сигнал,5поступивший от блока 6 регистрацииналичия автоколебаний. Поскольку впервом цикле это "1", то состояниена выходе регистра 12 не изменяетсяи продолжается формирование тактовой 10последовательности.При поступлении от генератора 11отрицательного фронта логическийэлемент 17 закрывается и отрицательный фронт этого импульса поступает 15на счетчик 13. Происходит уменьшениесодержимого счетчика на единицупоскольку счетчик работает на вычитание. Одновременно закрываются буферные вентили 22.1-22.4 и напряжение 2 Опитания с измеряемой интегральнойсхемы 7 снимается. При приходе следующего положительного импульса циклповторяется, однако при уменьшенномнапряжении питания интегральной схемы 7. Так продолжается до тех пор,пока от блока регистрации наличия автоколебаний не поступит "О". Это,означает, что произошел срыв автоколебаний, В этом случае в регистр Зо12 записывается "О" и происходит остановка генератора 11 тактовых импульсов. При этом на его выходе будет логическая "1". Одновременнозапускается индикатор 2 и измеряетсянапряжение источника 1 напряжения.Полученное значение запоминаетсяи используется при расчете тепловогосопротивления. В этом режиме корпусинтегральной схемы 7 термостатируется и измеряется температура на осно"вании корпуса интегральной схемы 7.Таким образом, значение напряжения,при котором произошел срыв автоколебаний, связывается с температурой 45корпуса, которая принимается равнойтемпературе кристалла интегральнойсхемы 7 ввиду малой рассеиваемоймощности,На фиг, 2 на диаграммах а и Г по Оказаны импульсы питающего напряженияна интегральной схеме 7 и автоколе-.бания в цепи положительной обратнойсвязи соответственно.,Процесс измерения аналогичен процессу калибровки и отличается тем,что между измерительными, импульсамипитающего напряжения;одается постоянное напряжение, которое обеспечивает разогрев интегральной схемы.В этом режиме переключатель 20 устанавливается в положение К и на логический элемент 18 на один из входовподается "1", а на электронный ключ5 приходитпоследовательность сигналов,соответствующая тактовой последовательности генератора 11, Это приводит к тому, что производится переключение источника 1 напряжения иблока 3 задания греющей мощности(диаграмма Ь, фиг. 2),Мощность, рассеиваемая интегральной схемой 7, определяется по показаниям амперметра и вольтметра в узле 10 измерения мощности. В остальном процесс измерения не отличаетсяот калибровки. На фиг. 2 для режимаизмерения на диаграмме 3 показаныавтоколебания ь петле положительнойобратной связи, в которую включенаконтролируемая интегральная схема.Тепловое сопротивление рассчитывается после калибровки термочувствительного параметра,на основании сравнения зарегистрированных значенийнапряжения срыва автоколебаний приконтроле интегральных схем с калибровочной зависимостью,Формула изобретенияУстройство для измерения теплового сопротивления интегральных схем, содержащее источник напряжения питания, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, вход которого соединен с выходом источника напряжения питания, а выход - с клеммой для подключения вывода питания интегральной схемы, о т ли ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и упрощения устройствав него введены блок задания греющей мощности, блок регистрации срыва автоколебаний, блок формирования цепи обратной связи, вход управления источника напряжения питания соединен с вторым выходом блока управления, к выходу источника напряжения питания подключен индикатор, клеммы для подключения функциональных выводов интегральной схемы подключены к входам блока формирования цепи положительной обратной связи, клемма для подключения контрольного выхода интегральной схемы7 1456919 8соединена с входом блока регистрации блока задания греющей мощности соедиавто 1 олебаний, выход которого соеди- нен с вторым входом электронного нен с входом блока управления, выход ключа.0 а оставитель Вехред М,Дидык тепанкин Корректор Г,Решетник Реда.Дан Заказ 7549/45 Тираж 711 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4