Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом

Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом

В работе тепловая математическая модель использована для оценки саморазогрева полупроводниковых приборов в процессе измерения их вольт амперной характеристики импульсным способом. Про анализировано влияние саморазогрева на электрические параметры полупроводниковых приборов. Сформулированы рекомендац...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Datum:2012
Hauptverfasser: Ермоленко, Е.А., Бондаренко, А.Ф., Баранов, А.Н.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2012
Schlagworte:
Электронные средства: исследования, разработки
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51705
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом / Е.А. Ермоленко, А.Ф. Бондаренко, А.Н. Баранов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2012. — № 5. — С. 14-18. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-51705
record_format dspace
spelling Ермоленко, Е.А.
Бондаренко, А.Ф.
Баранов, А.Н.
2013-12-07T00:57:23Z
2013-12-07T00:57:23Z
2012
Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом / Е.А. Ермоленко, А.Ф. Бондаренко, А.Н. Баранов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2012. — № 5. — С. 14-18. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
2225-5818
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51705
621.317: 621.3.08
В работе тепловая математическая модель использована для оценки саморазогрева полупроводниковых приборов в процессе измерения их вольт амперной характеристики импульсным способом. Про анализировано влияние саморазогрева на электрические параметры полупроводниковых приборов. Сформулированы рекомендации по выбору значении параметров измерительной импульсной последовательности, использование которых позволяет минимизировать саморазогрев полупроводниковой структуры.
Теплова математична модель використовується для оцінки саморозігріву напівпровідникових приладів різних типів в процесі вимірювання їх ВАХ імпульсним способом. Проаналізовано вплив саморозігріву на електричні параметри напівпровідникових приладів. Сформульовано рекомендації з вибору значень параметрів вимірювальної імпульсної послідовності, використання яких дозволяє мінімізувати саморозігрів напівпровідникової структури.
The thermal mathematical model is used to estimate self-heating of semiconductor devices of various types during current-voltage characteristics measuring by the pulse method. The influence of self-heating on electrical parameters of semiconductor devices is analyzed. The recommendations for determination of values of measuring pulse sequence parameters are formulated to minimize self-heating of semiconductor structure.
ru
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Электронные средства: исследования, разработки
Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом
Теплова математична модель напівпровідникових приладів при вимірюванні вольт-амперних характеристик імпульсним способом
Thermal mathematical model of semiconductor devices for measurement of current-voltage characteristics by pulse method
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом
spellingShingle Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом
Ермоленко, Е.А.
Бондаренко, А.Ф.
Баранов, А.Н.
Электронные средства: исследования, разработки
title_short Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом
title_full Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом
title_fullStr Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом
title_full_unstemmed Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом
title_sort тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении вах импульсным способом
author Ермоленко, Е.А.
Бондаренко, А.Ф.
Баранов, А.Н.
author_facet Ермоленко, Е.А.
Бондаренко, А.Ф.
Баранов, А.Н.
topic Электронные средства: исследования, разработки
topic_facet Электронные средства: исследования, разработки
publishDate 2012
language Russian
container_title Технология и конструирование в электронной аппаратуре
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
format Article
title_alt Теплова математична модель напівпровідникових приладів при вимірюванні вольт-амперних характеристик імпульсним способом
Thermal mathematical model of semiconductor devices for measurement of current-voltage characteristics by pulse method
description В работе тепловая математическая модель использована для оценки саморазогрева полупроводниковых приборов в процессе измерения их вольт амперной характеристики импульсным способом. Про анализировано влияние саморазогрева на электрические параметры полупроводниковых приборов. Сформулированы рекомендации по выбору значении параметров измерительной импульсной последовательности, использование которых позволяет минимизировать саморазогрев полупроводниковой структуры. Теплова математична модель використовується для оцінки саморозігріву напівпровідникових приладів різних типів в процесі вимірювання їх ВАХ імпульсним способом. Проаналізовано вплив саморозігріву на електричні параметри напівпровідникових приладів. Сформульовано рекомендації з вибору значень параметрів вимірювальної імпульсної послідовності, використання яких дозволяє мінімізувати саморозігрів напівпровідникової структури. The thermal mathematical model is used to estimate self-heating of semiconductor devices of various types during current-voltage characteristics measuring by the pulse method. The influence of self-heating on electrical parameters of semiconductor devices is analyzed. The recommendations for determination of values of measuring pulse sequence parameters are formulated to minimize self-heating of semiconductor structure.
issn 2225-5818
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51705
citation_txt Тепловая математическая модель полупроводниковых приборов при измерении ВАХ импульсным способом / Е.А. Ермоленко, А.Ф. Бондаренко, А.Н. Баранов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2012. — № 5. — С. 14-18. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT ermolenkoea teplovaâmatematičeskaâmodelʹpoluprovodnikovyhpriborovpriizmereniivahimpulʹsnymsposobom
AT bondarenkoaf teplovaâmatematičeskaâmodelʹpoluprovodnikovyhpriborovpriizmereniivahimpulʹsnymsposobom
AT baranovan teplovaâmatematičeskaâmodelʹpoluprovodnikovyhpriborovpriizmereniivahimpulʹsnymsposobom
AT ermolenkoea teplovamatematičnamodelʹnapívprovídnikovihpriladívprivimírûvannívolʹtampernihharakteristikímpulʹsnimsposobom
AT bondarenkoaf teplovamatematičnamodelʹnapívprovídnikovihpriladívprivimírûvannívolʹtampernihharakteristikímpulʹsnimsposobom
AT baranovan teplovamatematičnamodelʹnapívprovídnikovihpriladívprivimírûvannívolʹtampernihharakteristikímpulʹsnimsposobom
AT ermolenkoea thermalmathematicalmodelofsemiconductordevicesformeasurementofcurrentvoltagecharacteristicsbypulsemethod
AT bondarenkoaf thermalmathematicalmodelofsemiconductordevicesformeasurementofcurrentvoltagecharacteristicsbypulsemethod
AT baranovan thermalmathematicalmodelofsemiconductordevicesformeasurementofcurrentvoltagecharacteristicsbypulsemethod
first_indexed 2025-11-25T23:50:44Z
last_indexed 2025-11-25T23:50:44Z
_version_ 1850586041057017856
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 514 ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ ÓÄÊ 621.317: 621.3.08 Å. À. ÅÐÌÎËÅÍÊÎ, ê. ò. í. À. Ô. ÁÎÍÄÀÐÅÍÊÎ, ê. ò. í. À. Í. ÁÀÐÀÍΠÓêðàèíà, ã. Àë÷åâñê, Äîíáàññêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò E-mail: ermolenkoea@gmail.com, bondarenkoaf@gmail.com ÒÅÏËÎÂÀß ÌÀÒÅÌÀÒÈ×ÅÑÊÀß ÌÎÄÅËÜ ÏÎËÓÏÐÎÂÎÄÍÈÊÎÂÛÕ ÏÐÈÁÎÐΠÏÐÈ ÈÇÌÅÐÅÍÈÈ ÂÀÕ ÈÌÏÓËÜÑÍÛÌ ÑÏÎÑÎÁÎÌ Ðàçðàáîò÷èêè ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû ÷àñòî ñòàëêèâàþòñÿ ñ íåîáõîäèìîñòüþ èçìåðåíèÿ âîëüò- àìïåðíûõ õàðàêòåðèñòèê (ÂÀÕ) ðàçëè÷íûõ ïî- ëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ (ÏÏ), äëÿ ÷åãî èñ- ïîëüçóþòñÿ ñïåöèàëèçèðîâàííûå èçìåðèòåëüíûå ïðèáîðû — õàðàêòåðèîãðàôû. Îñíîâíûì òðå- áîâàíèåì ê õàðàêòåðèîãðàôàì, êàê è ê ëþáûì èçìåðèòåëüíûì óñòðîéñòâàì, ÿâëÿåòñÿ âûñîêàÿ òî÷íîñòü èçìåðåíèé. Èçâåñòíî, ÷òî íà ïàðàìåòðû è õàðàêòåðèñòè- êè ÏÏ ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå îêàçûâàþò êîëå- áàíèÿ òåìïåðàòóðû [1], ïðè÷åì ýòî âëèÿíèå çà- ÷àñòóþ âûçâàíî íå ñòîëüêî òåìïåðàòóðîé îêðó- æàþùåé ñðåäû, ñêîëüêî ÿâëåíèåì ñàìîðàçîãðå- âà ïîëóïðîâîäíèêîâîé ñòðóêòóðû âî âðåìÿ ïðî- òåêàíèÿ òîêà. Íàïðèìåð, â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ ÂÀÕ äèîäà âñëåäñòâèå åãî ñàìîðàçîãðåâà ïîëî- æåíèå ïðÿìîé âåòâè ìîæåò ñóùåñòâåííî îòêëî- íÿòüñÿ îò èñõîäíîãî, è ýòî îòêëîíåíèå áóäåò òåì áîëüøå, ÷åì äîëüøå ïðîâîäèòñÿ èçìåðåíèå. Îäíèì èç ýôôåêòèâíûõ ïóòåé ñíèæåíèÿ âëè- ÿíèÿ ñàìîðàçîãðåâà ÏÏ íà òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ ÂÀÕ ÿâëÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèå àâòîìàòèçèðîâàííûõ èìïóëüñíûõ ñïîñîáîâ èçìåðåíèÿ. Ïðè òàêèõ èç- ìåðåíèÿõ íà ÏÏ ïîäàåòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü èì- ïóëüñîâ ñ îäíîâðåìåííîé ðåãèñòðàöèåé îòêëèêîâ [2—6].  ñâÿçè ñ òåì, ÷òî òîê ÷åðåç èññëåäóåìûé ïðèáîð ïðîòåêàåò òîëüêî â ìîìåíòû äåéñòâèÿ èì- ïóëüñîâ, íàãðåâ ïðèáîðà óìåíüøàåòñÿ. Èçâåñòíû ðàçëè÷íûå èìïóëüñíûå ñïîñîáû èçìåðåíèÿ ÂÀÕ ÏÏ. Òàê, â [2] îïèñàí ñïîñîá, êîòîðûé ïðåäóñìàòðèâàåò ñèíõðîííóþ ïîäà÷ó âîçäåéñòâóþùèõ èìïóëüñîâ äëèòåëüíîñòüþ â íåñêîëüêî äåñÿòêîâ íàíîñåêóíä âî âõîäíûå è âûõîäíûå öåïè. Õàðàêòåðèîãðàô, îïèñàííûé â [3], ôîðìèðóåò èìïóëüñíóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñ ïåðèîäîì 500 ìêñ è ñ ðåãóëèðóåìûì êîýôôè- öèåíòîì çàïîëíåíèÿ.  èçìåðèòåëå ÂÀÕ ìàëî-  ðàáîòå òåïëîâàÿ ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü èñïîëüçîâàíà äëÿ îöåíêè ñàìîðàçîãðåâà ïîëóïðîâîäíèêî- âûõ ïðèáîðîâ â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ èõ âîëüò-àìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêè èìïóëüñíûì ñïîñîáîì. Ïðî- àíàëèçèðîâàíî âëèÿíèå ñàìîðàçîãðåâà íà ýëåêòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ. Ñôîð- ìóëèðîâàíû ðåêîìåíäàöèè ïî âûáîðó çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ èçìåðèòåëüíîé èìïóëüñíîé ïîñëåäîâà- òåëüíîñòè, èñïîëüçîâàíèå êîòîðûõ ïîçâîëÿåò ìèíèìèçèðîâàòü ñàìîðàçîãðåâ ïîëóïðîâîäíèêîâîé ñòðóêòóðû. Êëþ÷åâûå ñëîâà: âîëüò-àìïåðíàÿ õàðàêòåðèñòèêà, ïîëóïðîâîäíèêîâûé ïðèáîð, èìïóëüñíûé ñïîñîá èçìåðåíèÿ, òåïëîâàÿ ìîäåëü. ìîùíûõ ÏÏ ACC-4211 [4] òàêæå ðåàëèçîâàí èì- ïóëüñíûé ñïîñîá ñ äëèòåëüíîñòüþ èìïóëüñîâ 500 ìêñ è äëèòåëüíîñòüþ ïàóç ìåæäó èìïóëüñà- ìè 1500 ìêñ.  [5] ïðèâåäåíî îïèñàíèå àíàëèçà- òîðà ïàðàìåòðîâ ñèëîâûõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ ôèðìû Agilent ñ ôóíêöèåé õàðàêòå- ðèîãðàôà, ôîðìèðóþùåãî èìïóëüñû äëèòåëü- íîñòüþ îò 50 ìêñ. Êðîìå òîãî, èìïóëüñíûé ñïî- ñîá ïðèìåíÿåòñÿ â èçìåðèòåëüíûõ ïðèáîðàõ «2430» è «2430-C» ôèðìû Keithley, ãäå ïîëüçî- âàòåëåì ìîæåò çàäàâàòüñÿ äëèòåëüíîñòü èìïóëü- ñîâ îò 150 ìêñ äî 5 ìñ ñ ðåãóëèðóåìûì êîýôôè- öèåíòîì çàïîëíåíèÿ [6]. Íàðÿäó ñ ýòèì, íè â îäíîé èç ýòèõ ðàáîò íåò îïèñàíèÿ êðèòåðèåâ, â ñîîòâåòñòâèè ñ êîòîðûìè ìîæíî âûáðàòü äëèòåëüíîñòü âîçäåéñòâóþùèõ íà ÏÏ èçìåðèòåëüíûõ èìïóëüñîâ, à òàêæå äëè- òåëüíîñòü ïàóç ìåæäó íèìè. Îäíàêî äëèòåëü- íîñòü èìïóëüñîâ, ïðèåìëåìàÿ äëÿ îäíèõ ÏÏ, ìîæåò îêàçàòüñÿ íåäîñòàòî÷íîé èëè íåîïðàâäàí- íî áîëüøîé äëÿ äðóãèõ, ïîñêîëüêó îíè îáëàäà- þò ðàçëè÷íûì áûñòðîäåéñòâèåì. Êðîìå òîãî, â çàâèñèìîñòè îò òåïëîâûõ ñâîéñòâ ÏÏ äëèòåëü- íîñòü ïàóç ìåæäó èìïóëüñàìè ìîæåò îêàçàòüñÿ íåäîñòàòî÷íîé äëÿ ïîëíîãî îñòûâàíèÿ p—n-ïå- ðåõîäà. Ýòî ìîæåò ïðèâåñòè ê íàêîïëåíèþ òåï- ëà â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ è, âñëåäñòâèå ýòîãî, ê îòêëîíåíèþ ÂÀÕ îò ïîäëèííîé [7]. Öåëüþ íàñòîÿùåé ðàáîòû áûëî ïîâûøåíèå òî÷íîñòè èçìåðåíèÿ ÂÀÕ ÏÏ ïðè èñïîëüçîâà- íèè àâòîìàòèçèðîâàííîãî èìïóëüñíîãî ñïîñîáà çà ñ÷åò óìåíüøåíèÿ ðàçîãðåâà ïîëóïðîâîäíèêî- âîé ñòðóêòóðû. Äëÿ ýòîãî ðåøàëèñü ñëåäóþùèå çàäà÷è: — ïîëó÷åíèå ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè, ïîçâî- ëÿþùåé ðàññ÷èòàòü òåìïåðàòóðó ÏÏ â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ åãî ÂÀÕ èìïóëüñíûì ñïîñîáîì; Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 5 15 ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ — îöåíêà îòêëîíåíèÿ ÂÀÕ ÏÏ âñëåäñòâèå åãî ñàìîðàçîãðåâà â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ; — îïðåäåëåíèå ïàðàìåòðîâ èìïóëüñíîé èç- ìåðèòåëüíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè, ïðè êîòîðûõ ñàìîðàçîãðåâ ïîëóïðîâîäíèêîâîé ñòðóêòóðû áóäåò ìèíèìàëüíûì. Òåïëîâàÿ ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü Îñíîâíûìè ïàðàìåòðàìè ïîëóïðîâîäíèêîâîãî ïðèáîðà, êîòîðûå èñïîëüçóþòñÿ ïðè àíàëèçå åãî òåïëîâûõ ðåæèìîâ, ÿâëÿþòñÿ òåïëîâîå ñîïðîòèâ- ëåíèå è òåïëîâàÿ ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè. Òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå ïðåïÿòñòâóåò ðàñïðîñòðàíåíèþ òåïëà â ÏÏ, à òåïëîâàÿ ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè õà- ðàêòåðèçóåò åãî òåïëîâóþ èíåðöèîííîñòü. Ïîëóïðîâîäíèêîâûé ïðèáîð ðàññìàòðèâàåò- ñÿ êàê ñòðóêòóðà, ñîñòîÿùàÿ èç m îáëàñòåé (ïî- ëóïðîâîäíèêîâûé êðèñòàëë, ïðèïîé, êîíòàêò- íûå âûâîäû, êîðïóñ è ò. ä.), è êàæäàÿ k-ÿ îá- ëàñòü èìååò ñîáñòâåííîå òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå Rk è òåïëîâóþ ïîñòîÿííóþ âðåìåíè Tk. Òðàäè- öèîííàÿ òåïëîâàÿ ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü ÏÏ [1] îïèñûâàåò íàãðåâ è îñòûâàíèå ïðèáîðà â ñîîò- âåòñòâèè ñ ýêñïîíåíöèàëüíûì çàêîíîì: ( ) 1 1 exp , m heat k k k t t P R T= ⎛ ⎞⎛ ⎞ θ = − −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ ∑ (1) ( ) 1 1 exp exp , m imp cool k k k k t t t P R T T= ⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞ θ = − − −⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠⎝ ⎠ ∑ (2)  [1] òàêæå îòìå÷àåòñÿ, ÷òî â ðåæèìå êîðîòêèõ âîçäåéñòâóþùèõ èìïóëüñîâ ìèëëèñåêóíäíîãî äè- àïàçîíà äîëÿ ó÷àñòèÿ âíåøíèõ îáëàñòåé êîíñòðóê- öèè ÏÏ â îáùåì ïðîöåññå íàãðåâà p—n-ïåðåõîäà ïðàêòè÷åñêè ðàâíà íóëþ.  ñîâðåìåííûõ ñðåä- ñòâàõ èçìåðåíèÿ äëèòåëüíîñòü èñïîëüçóåìûõ èì- ïóëüñíûõ âîçäåéñòâèé ìàëà è ñîñòàâëÿåò äåñÿòêè- ñîòíè ìèêðîñåêóíä. Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè èçìåðå- íèè ÂÀÕ èìïóëüñíûì ñïîñîáîì ñ ïðèìåíåíèåì òàêèõ ñðåäñòâ íàãðåâ áóäåò ëîêàëèçîâàí òîëüêî â îáëàñòè p—n-ïåðåõîäà ÏÏ. Ñ ó÷åòîì ýòîãî, à òàê- æå âûðàæåíèé (1) è (2), ïðåäëàãàåòñÿ ñëåäóþ- ùàÿ óñîâåðøåíñòâîâàííàÿ òåïëîâàÿ ìîäåëü: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 — ïðè 1 1 1 , 1 exp ; — ïðè 1 , 1 exp 1 exp imp i i thjc thjc imp imp i i thjc thjc imp thjc i t t i t i i t PR T t i t i t i t PR T t t i T − − τ − ≤ ≤ + τ − ⎛ ⎞⎛ ⎞− τ − ⎜ ⎟θ = θ + − −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ + τ − < < τ ⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎜ ⎟θ = θ + − − ×⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎛ ⎞− − τ − × −⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠ Ýòà ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü ó÷èòûâàåò ýôôåêò íàêîïëåíèÿ òåïëà â ñòðóêòóðå ÏÏ, ïîçâîëÿåò ðàññ÷èòàòü òåìïåðàòóðó êðèñòàëëà ÏÏ â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè ïðè âîçäåéñòâèè íà íåãî çàäàí- íîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ïðÿìîóãîëüíûõ èìïóëü- ñîâ ìîùíîñòè. Äëÿ ðàñ÷åòà òåìïåðàòóðû ñ ïîìî- ùüþ ýòîé ìîäåëè íåîáõîäèìî çàäàòü òåïëîâûå ïàðàìåòðû ÏÏ, à òàêæå ïàðàìåòðû âîçäåéñòâó- þùèõ èìïóëüñîâ: ìîùíîñòü, äëèòåëüíîñòü è ïå- ðèîä ñëåäîâàíèÿ. Ìîäåëèðîâàíèå ïðîöåññà íàãðåâà ñèëîâîãî è ìàëîìîùíîãî ÏÏ ïðè èçìåðåíèè èõ ÂÀÕ Ïîñêîëüêó òðàíçèñòîð ÿâëÿåòñÿ óñèëèòåëüíûì ïðèáîðîì, äàæå íåçíà÷èòåëüíûå èçìåíåíèÿ åãî âõîäíûõ õàðàêòåðèñòèê ïîä âëèÿíèåì òåìïåðà- òóðû ìîãóò ñóùåñòâåííî îòðàæàòüñÿ íà èçìåíå- íèè âûõîäíûõ. Ïîòîìó ïðîâåäåì ìîäåëèðîâà- íèå ïðîöåññà èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû ñèëîâîãî è ìàëîìîùíîãî ïîëåâûõ ÌÎÏ-òðàíçèñòîðîâ ïðè èçìåðåíèè èõ ÂÀÕ. Îöåíèì âëèÿíèå òåìïåðà- òóðû íà èõ ýëåêòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû è ñòåïåíü îòêëîíåíèÿ ÂÀÕ ïðè ñëåäóþùèõ èñõîäíûõ ïà- ðàìåòðàõ: — íà÷àëüíàÿ òåìïåðàòóðà θ0 = 25°C; — íàïðÿæåíèå «ñòîê — èñòîê» UDS = 10 Â; — êîëè÷åñòâî èìïóëüñîâ 25. Ðàññìîòðèì â êà÷åñòâå ïðèìåðà ñèëîâîãî ÏÏ n-êàíàëüíûé ïîëåâîé ÌÎÏ-òðàíçèñòîð IRF2804. Îñíîâûâàÿñü íà äàííûõ îá àíàëèçàòîðå ïàðàìå- òðîâ ñèëîâûõ ÏÏ Agilent B1505A [5], ïðèìåì äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà timp=50 ìêñ, äëèòåëüíîñòü ïàóçû tp=200 ìêñ.  ñîîòâåòñòâèè ñî ñïåöèôèêà- öèåé òðàíçèñòîðà IRF2804 îò ïðîèçâîäèòåëÿ [8], òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå «ïåðåõîä — êîðïóñ» Rthjc ïðè âûáðàííûõ timp è tp ñîñòàâëÿåò 0,115 Ê/Âò. Ñîãëàñíî ðåêîìåíäàöèÿì [9, 10], ïðèìåì òåïëî- åìêîñòü Cth=0,003 Âò⋅ñ/Ê. Ñëåäîâàòåëüíî, òå- ïëîâàÿ ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè áóäåò ðàâíà Tthjc = RthjcCth = 3,45⋅10–4 ñ. (5) Ìîùíîñòü ïðèêëàäûâàåìûõ èìïóëüñîâ P îïðåäåëÿåòñÿ ñóììàðíîé ìîùíîñòüþ óïðàâëÿ- òåìïåðàòóðà âî âðåìÿ äåéñòâèÿ èìïóëüñà ìîùíîñòè; òåìïåðàòóðà â èíòåðâàëå ïàóçû; ìîùíîñòü è äëèòåëüíîñòü âîçäåéñòâóþ- ùåãî èìïóëüñà ñîîòâåòñòâåííî. ãäå θheat — θcool — P, timp — òåìïåðàòóðà ÏÏ ïîñëå äåéñòâèÿ i-ãî èìïóëüñà ñ ïàóçîé; ìîùíîñòü i-ãî âîçäåéñòâóþùåãî èì- ïóëüñà; òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå è òåïëîâàÿ ïî- ñòîÿííàÿ âðåìåíè îáëàñòè «ïåðåõîä — êîðïóñ»; ïåðèîä ñëåäîâàíèÿ âîçäåéñòâóþùèõ èìïóëüñîâ. ãäå θi–1 — Pi — Rthjc, Tthjc — τ — Ðèñ. 1. Ñõåìà ïîäà÷è èìïóëüñîâ íà ïîëåâîé ÌÎÏ-òðàíçèñòîð P1 ID IG P2 D G S (3) (4) Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 516 ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ þùåãî èìïóëüñà P1 è ïèòàþùåãî èìïóëüñà P2 (ðèñ. 1). Ïîñêîëüêó òîê çàòâîðà ïîëåâîãî òðàí- çèñòîðà ïðåíåáðåæèìî ìàë, ìîùíîñòü âîçäåéñòâó- þùåãî ñèãíàëà áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ ìîùíîñòüþ P2. Äëÿ ðàñ÷åòîâ çàäàäèì ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû: — ìîùíîñòü ïåðâîãî èìïóëüñà 50 Âò; — øàã èçìåíåíèÿ ìîùíîñòè èìïóëüñíîé ïî- ñëåäîâàòåëüíîñòè 25 Âò. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà, ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñ. 2, ïîêàçàëè, ÷òî çà âðåìÿ èçìåðåíèÿ ÂÀÕ óêàçàí- íûì ñïîñîáîì èññëåäóåìûé ÏÏ íàãðååòñÿ íà 76°C. Ïðîàíàëèçèðóåì, íàñêîëüêî ñóùåñòâåííî âëèÿíèå òàêîãî íàãðåâà íà ýëåêòðè÷åñêèå õàðàê- òåðèñòèêè ñèëîâîãî ÏÏ. Îäíèì èç îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà, çàâèñÿùèõ îò òåìïåðàòóðû, ÿâëÿ- åòñÿ åãî òîê ñòîêà. Ñòåïåíü âëèÿíèÿ òåìïåðàòó- ðû íà ýòîò ïàðàìåòð õàðàêòåðèçóåòñÿ òåìïåðà- òóðíûì êîýôôèöèåíòîì òîêà ñòîêà, êîòîðûé ïîêàçûâàåò âî ñêîëüêî ðàç èçìåíèòñÿ òîê ñòîêà òðàíçèñòîðà ïðè èçìåíåíèè åãî òåìïåðàòóðû íà 1°C, è ñîãëàñíî [11] âû÷èñëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå ( ) ( ) 0 0 d1 d 2 , d dId GS GS UK K U K U U = − θ − θ (5) Èñïîëüçóÿ ÷èñëîâûå çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ, ïðèâåäåííûå â [8, 11], ìîæíî îïðåäåëèòü çíà÷å- íèå ýòîãî êîýôôèöèåíòà ïðè çàäàííîì íàïðÿ- æåíèè «çàòâîð — èñòîê» UGS, è çàòåì ðàññ÷è- òàòü èçìåíåíèå òîêà ñòîêà ∆ID ïðè èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû íà ∆θ: ∆ID(UGS)=ID KId(UGS)∆θ. (6) Ýòî âûðàæåíèå ïîçâîëÿåò ðàññ÷èòàòü èçìåíå- íèÿ òîêà ñòîêà òðàíçèñòîðà â èíòåðâàëå äåéñòâèÿ êàæäîãî èìïóëüñà è îöåíèòü îòêëîíåíèå åãî ÂÀÕ. Íà ðèñ. 3 ïðåäñòàâëåíû ïåðåäàòî÷íàÿ ÂÀÕ èç ñïåöèôèêàöèè íà òðàíçèñòîð IRF2804 [8] ïðè òåìïåðàòóðå ïåðåõîäà 25°C è ÂÀÕ, ðàññ÷èòàí- íàÿ ñ ó÷åòîì íàãðåâà åãî ñòðóêòóðû â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ. Ðàñ÷åòû ïîêàçàëè, ÷òî ìàêñèìàëüíîå îòêëî- íåíèå òîêà ñòîêà ∆ID â ðåçóëüòàòå íàêîïëåíèÿ òåïëà äîñòèãëî 10,8 À, ÷òî ñîñòàâèëî 16,6% îò ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ òîêà íà ïàñïîðòíîé ÂÀÕ, ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå õàðàê- òåðèñòèêè ñîñòàâèëî 4,9 À. Òàêèì îáðàçîì, ïðîâåäåííûå ðàñ÷åòû ïîäòâåð- äèëè, ÷òî íåêîððåêòíîå çàäàíèå ïàðàìåòðîâ èì- ïóëüñíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ïðè èçìåðåíèè ÂÀÕ ñèëîâîãî ÏÏ ìîæåò ïðèâåñòè ê çíà÷èòåëü- íîìó íàãðåâó åãî ñòðóêòóðû è, âñëåäñòâå ýòîãî, ê ñóùåñòâåííîìó èñêàæåíèþ èçìåðÿåìîé õàðàê- òåðèñòèêè. Ðàññìîòðèì â êà÷åñòâå ïðèìåðà ÏÏ ìàëîé ìîùíîñòè n-êàíàëüíûé ïîëåâîé ÌÎÏ-òðàí- çèñòîð 2N7000. Òåïëîâûå ïàðàìåòðû ÏÏ çàäà- äèì ñîãëàñíî äàííûì èç ñïåöèôèêàöèè [12]: Rthjc=10,8 Ê/Âò, Cth=0,003 Âò⋅ñ/Ê, Tthjc=0,032 ñ–1. Äëÿ ðàñ÷åòîâ çàäàäèì ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû: — ìîùíîñòü ïåðâîãî èìïóëüñà 0,8 Âò; — øàã èçìåíåíèÿ ìîùíîñòè èìïóëüñíîé ïî- ñëåäîâàòåëüíîñòè 0,8 Âò. Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé, ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñ. 4, ïîêàçàëè, ÷òî ïðè èçìåðåíèè ÂÀÕ ìàëî- ìîùíîãî ÏÏ åãî ñòðóêòóðà íàãðåâàåòñÿ íà 4,3°Ñ. Àíàëèç âëèÿíèÿ òåìïåðàòóðû íà ýëåêòðè÷å- ñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïðèáîðà ïðîâîäèëñÿ àíà- ëîãè÷íî ñèëîâîìó ÏÏ, åãî ðåçóëüòàòû ïðåäñòàâ- ëåíû íà ðèñ. 5. óäåëüíàÿ êðóòèçíà ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòå- ðèñòèêè; íàïðÿæåíèå «çàòâîð — èñòîê»; ïîðîãîâîå íàïðÿæåíèå. ãäå K — UGS — U0 — Ðèñ. 3. Ïåðåäàòî÷íàÿ ÂÀÕ ñèëîâîãî òðàíçèñòîðà IRF2804, ïðèâåäåííàÿ â ñïåöèôèêàöèè (1) è ðàñ- ñ÷èòàííàÿ ñ ó÷åòîì íàãðåâà (2) Ðèñ. 2. Èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû ñèëîâîãî òðàíçè- ñòîðà IRF2804 â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ åãî ÂÀÕ èìïóëüñíûì ñïîñîáîì θ, °C 100 80 60 40 20 0 2,5 5,0 t, ìêñ P,Âò 624 468 312 156 0 Èìïóëüñû ìîùíîñòè Òåìïåðàòóðà ID, À 60 40 20 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 UGS, B 1 2 θ, °C 29 28 27 26 25 0 2,5 5,0 t, ìêñ P, Âò 20 10 0 Ðèñ. 4. Èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû ìàëîìîùíîãî òðàí- çèñòîðà 2N7000 â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ åãî ÂÀÕ èì- ïóëüñíûì ñïîñîáîì Èìïóëüñû ìîùíîñòè Òåìïåðàòóðà Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 5 17 ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ Ðàñ÷åòû ïîêàçàëè, ÷òî ìàêñèìàëüíîå îòêëî- íåíèå òîêà ñòîêà ∆ID â ðåçóëüòàòå íàêîïëåíèÿ òåïëà äîñòèãëî 18 ìÀ. Ýòî çíà÷åíèå ñîñòàâèëî 0,9% îò ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ òîêà íà ïàñ- ïîðòíîé ÂÀÕ [12], à ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå îò- êëîíåíèå õàðàêòåðèñòèêè ñîñòàâèëî 6,8 ìÀ. Òî åñòü èñêàæåíèå ÂÀÕ ìàëîìîùíîãî ÏÏ ìåíåå ñóùåñòâåííî, ÷åì ñèëîâîãî, à ÷èñëîâûå çíà÷åíèÿ îòêëîíåíèÿ ïîëó÷åííîé ÂÀÕ îò ïàñïîðòíîé ïðå- íåáðåæèìî ìàëû, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ ìåíüøèì íà- ãðåâîì ñòðóêòóðû ìàëîìîùíîãî ÏÏ â ïðîöåññå èçìåðåíèé. Âðåìåííûå ïàðàìåòðû èìïóëüñíûõ âîçäåé- ñòâèé ïðè èçìåðåíèè ÂÀÕ Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ èçëèøíåãî íàãðåâà ÏÏ âî âðåìÿ äåéñòâèÿ èìïóëüñà åãî äëèòåëüíîñòü äîë- æíà áûòü ìèíèìàëüíîé, íî äîñòàòî÷íîé äëÿ çà- âåðøåíèÿ ïåðåõîäíîãî ïðîöåññà. Àíàëèç ïàðà- ìåòðîâ ñîâðåìåííûõ ÏÏ òàêèõ ïðîèçâîäèòåëåé, êàê Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor, Texas Instruments, NXP, ïîêàçàë, ÷òî ìàêñè- ìàëüíàÿ äëèòåëüíîñòü ïåðåõîäíîãî ïðîöåññà íå ïðåâûøàåò 10 ìêñ êàê äëÿ ìàëîìîùíûõ, òàê è äëÿ ñèëîâûõ ÏÏ. Ïîýòîìó ïðè èçìåðåíèè ÂÀÕ ðàçëè÷íûõ ÏÏ ìîæíî ðåêîìåíäîâàòü âîçäåéñòâèå èìïóëüñàìè äëèòåëüíîñòüþ 10 ìêñ. Äëÿ ìèíèìèçàöèè íàêîïëåíèÿ òåïëà, äëèòåëü- íîñòü ïàóçû ïîñëå êàæäîãî âîçäåéñòâóþùåãî èìïóëüñà äîëæíà áûòü äîñòàòî÷íîé äëÿ âîçâðà- ùåíèÿ ÏÏ â èñõîäíîå òåïëîâîå ñîñòîÿíèå. Ñî- ãëàñíî âûðàæåíèþ (2), îñòûâàíèå ÏÏ ïðîèñõî- äèò ïî ýêñïîíåíöèàëüíîìó çàêîíó, ïîýòîìó äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìîìåíòà îñòûâàíèÿ íåîáõîäèìî çà- äàòüñÿ íåêîòîðûì ïîðîãîâûì çíà÷åíèåì òåìïå- ðàòóðû, ïðè äîñòèæåíèè êîòîðîãî ïðèáîð ìîæ- íî ñ÷èòàòü îñòûâøèì. Ñ öåëüþ óòî÷íåíèÿ äëèòåëüíîñòè ïàóçû ìåæ- äó âîçäåéñòâóþùèìè èìïóëüñàìè ðàññ÷èòàåì âðåìÿ, íåîáõîäèìîå äëÿ îñòûâàíèÿ ÏÏ â «íàè- õóäøåì» ñëó÷àå — ïðè ïîäà÷å íà ñèëîâîé ÏÏ èìïóëüñà ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìîé ìîùíîñòè.  êà÷åñòâå ñèëîâîãî ïðèáîðà âîçüìåì ïîëåâîé ÌÎÏ-òðàíçèñòîð IRF2804, ìîùíîñòü èìïóëüñà çàäàäèì ðàâíîé 750 Âò [8], äëèòåëüíîñòü èì- ïóëüñà 10 ìêñ, íà÷àëüíóþ òåìïåðàòóðó 25°Ñ, ïîðîãîâîå çíà÷åíèå òåìïåðàòóðû 25,1°Ñ. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ, ïîëó÷åííûå ñ èñïîëüçî- âàíèåì òåïëîâîé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè (3), (4), ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñ. 6, ïîêàçûâàþò, ÷òî ïðè çàäàííûõ óñëîâèÿõ âðåìÿ îñòûâàíèÿ ñèëîâîãî ÏÏ ñîñòàâëÿåò 80 ìêñ. Ñîîòâåòñòâåííî, ïðè ïî- äà÷å ìåíåå ìîùíûõ èìïóëüñîâ òåìïåðàòóðà íà- ãðåâà è âðåìÿ îñòûâàíèÿ ïîëóïðîâîäíèêîâîé ñòðóêòóðû áóäóò ìåíüøå. Ðàñ÷åòû, âûïîëíåííûå äëÿ ðÿäà ñèëîâûõ ïî- ëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ äðóãèõ ïðîèçâîäè- òåëåé, ïîêàçàëè, ÷òî ïàóçà äëèòåëüíîñòüþ 80 ìêñ ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íîé äëÿ âîçâðàùåíèÿ êðèñòàë- ëîâ ýòèõ ÏÏ â èñõîäíîå òåïëîâîå ñîñòîÿíèå. Ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîöåññà íàãðå- âà ñèëîâîãî ÏÏ IRF2804 ïðè èçìåðåíèè åãî ÂÀÕ èìïóëüñíûì ñïîñîáîì ñ ðåêîìåíäóåìûìè ïà- ðàìåòðàìè èçìåðèòåëüíûõ èìïóëüñîâ ïðåäñòàâ- ëåíû íà ðèñ. 7. Èç âðåìåííûõ äèàãðàìì âèä- íî, ÷òî òåìïåðàòóðà òðàíçèñòîðà ïåðåä êàæäûì ñëåäóþùèì èìïóëüñîì âîçâðàùàåòñÿ ê çíà÷å- íèþ, áëèçêîìó ê ïåðâîíà÷àëüíîìó, è íàãðåâ ÏÏ çà âðåìÿ èçìåðåíèÿ ÂÀÕ ñîñòàâèë ïðèáëè- çèòåëüíî 1°Ñ. Ðàñ÷åò îòêëîíåíèÿ ÂÀÕ ÏÏ ïðè èñïîëüçîâà- íèè ðåêîìåíäóåìûõ ïàðàìåòðîâ èìïóëüñíîé ïî- ñëåäîâàòåëüíîñòè ïîêàçàë, ÷òî ìàêñèìàëüíîå îò- êëîíåíèå ∆ID òîêà ñòîêà â ðåçóëüòàòå íàêîïëå- íèÿ òåïëà íå ïðåâûñèëî 0,15 À, ÷òî ñîñòàâèëî 0,2% îò ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ òîêà íà ïàñ- ïîðòíîé ÂÀÕ, ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå Ðèñ. 5. Ïåðåäàòî÷íàÿ ÂÀÕ ìàëîìîùíîãî òðàíçèñòî- ðà 2N7000, ïðèâåäåííàÿ â ñïåöèôèêàöèè (1) è ðàñ- ñ÷èòàííàÿ ñ ó÷åòîì íàãðåâà (2) ID, À 1,5 1,0 0,5 0 2 4 6 UGS, B ID, À 1,9 1,8 1,7 1,6 7,5 7,9 UGS, B 1 2 Ðèñ. 7. Èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû ñèëîâîãî òðàíçèñ- òîðà IRF2804 â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ åãî ÂÀÕ èì- ïóëüñíûì ñïîñîáîì ñ ðåêîìåíäóåìûìè ïàðàìåòðàìè Èìïóëüñû ìîùíîñòè Òåìïåðàòóðà θ, °C 100 80 60 40 20 0 0,5 1,0 1,5 t, ìêñ P, Âò 624 468 312 156 0 θ, °C 27,4 26,8 26,2 25,6 25 0 30 60 90 120 t, ìêñ P, Âò 720 480 240 0 θ=25,1°Ñ Ðèñ. 6. Èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû êðèñòàëëà ñèëîâîãî òðàíçèñòîðà IRF2804 ïðè âîçäåéñòâèè íà íåãî ïðÿ- ìîóãîëüíîãî èìïóëüñà ìîùíîñòüþ 750 Âò è äëèòåëü- íîñòüþ 10 ìêñ Èìïóëüñû ìîùíîñòè Òåìïåðàòóðà Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 518 ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ õàðàêòåðèñòèêè ñîñòàâèëî 68 ìÀ. Òàêîå îòêëî- íåíèå äëÿ ñèëîâîãî ÏÏ ìîæíî ñ÷èòàòü ïðåíåá- ðåæèìî ìàëûì. Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî ïðè èñïîëüçîâà- íèè óêàçàííûõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ èìïóëüñ- íîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè äëÿ ìàëîìîùíûõ ïðè- áîðîâ è áîëüøîì êîëè÷åñòâå èçìåðèòåëüíûõ èì- ïóëüñîâ, âðåìÿ èçìåðåíèÿ áóäåò íåîïðàâäàííî áîëüøèì. Ñ öåëüþ åãî ñîêðàùåíèÿ äëÿ ìàëî- ìîùíûõ ïðèáîðîâ ìîæåò áûòü ïðèìåíåí àäàï- òèâíûé ñïîñîá, ïðåäëîæåííûé â [13]. Âûâîäû Àíàëèç ñïîñîáîâ èçìåðåíèÿ âîëüò-àìïåðíûõ õàðàêòåðèñòèê ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ ïîêàçàë, ÷òî íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûìè ñ òî÷êè çðåíèÿ ñíèæåíèÿ ðàçîãðåâà ïîëóïðîâîäíèêîâîé ñòðóêòóðû â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ ÿâëÿþòñÿ àâòî- ìàòèçèðîâàííûå èìïóëüñíûå ñïîñîáû. Ðàñ÷åòû, ïðîâåäåííûå ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðåä- ëîæåííîé òåïëîâîé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè, ïî- çâîëèëè óñòàíîâèòü, ÷òî íåêîððåêòíîå çàäàíèå ïàðàìåòðîâ èìïóëüñíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè äëÿ ñèëîâûõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíîìó íàãðåâó èõ ñòðóêòóðû è, ñîîò- âåòñòâåííî, ñóùåñòâåííîìó èñêàæåíèþ èçìåðÿå- ìûõ õàðàêòåðèñòèê, òîãäà êàê äëÿ ìàëîìîùíûõ ïðèáîðîâ ýòî èñêàæåíèå ïðåíåáðåæèìî ìàëî. Èñïîëüçîâàíèå ïðåäëîæåííîé òåïëîâîé ìî- äåëè, ó÷èòûâàþùåé íàêîïëåíèå òåïëà, ïîçâîëè- ëî îïðåäåëèòü, ÷òî ïðè äëèòåëüíîñòè èìïóëüñîâ 10 ìêñ è äëèòåëüíîñòè ïàóç ìåæäó íèìè 80 ìêñ íàãðåâ ñòðóêòóðû ïîëóïðîâîäíèêîâîãî ïðèáîðà ìèíèìèçèðóåòñÿ. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Äàâèäîâ Ï. Ä. Àíàëèç è ðàñ÷åò òåïëîâûõ ðåæèìîâ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ.— Ìîñêâà: Ýíåðãèÿ, 1967. [Davidov P. D. Analiz i raschet teplovykh rezhimov poluprovod- nikovykh priborov. Moskva: Energiya, 1967] 2. Pat. WO 2004034071. Semiconductor Monitoring Instrument / Ladbrooke Peter, Goodship Neil.— 22. 04. 2004. 3. Schuster R. Transistor Curve Tracer // Elector.— 2009.— N 2.— P. 24—31. 4. Êóäðåâàòûõ Å. Ô. Âèðòóàëüíûé èçìåðèòåëü âîëüò-àì- ïåðíûõ õàðàêòåðèñòèê ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ ACC- 4211 // Êîíòðîëüíî-èçìåðèòåëüíûå ïðèáîðû è ñèñòåìû.— 2002.— ¹ 1.— Ñ. 17—19. [Kudrevatykh E. F. // Kontrol’no- izmeritel’nye pribory i sistemy. 2002. N 1. P. 17] 5. Agilent, Agilent B1505A Power Device Analyzer / Curve Tracer Data Sheet http: // cp.literature.agilent.com/litweb/ pdf/5990-3853EN.pdf 6. Keithley Instruments Inc., Series 2400 SourceMeter® Line http: // www.keithley.com/data?asset=372 7. Òóãîâ Í. Ì., Ãëåáîâ Á. À., ×àðûêîâ Í. À. Ïîëóïðî- âîäíèêîâûå ïðèáîðû: Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ.— Ìîñêâà: Ýíåðãî- àòîìèçäàò, 1990. [Tugov N. M., Glebov B. A., Charykov N. A. Poluprovodnikovye pribory: Uchebnik dlya vuzov. Moskva: Energoatomizdat, 1990] 8. International Rectifier, Automotive MOSFET IRF2804 Data Sheet http: // www.irf.com/product-info/datasheets/ data/irf2804.pdf 9. Lenz M., Striedl G., Frohler U. Thermal Resistance. Theory and Practice // Infineon Technologies Special subject book.— 2000.— N1.— P. 1—34. 10. Du B., Hudgins J. L., Santi E. et al. Transient thermal analysis of power devices based on Fourier-series thermal model // Power Electronics Specialists Conference.— IEEE.— 2008.— P. 3129—3135. 11. Òèòöå Ó., Øåíê Ê. Ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ ñõåìîòåõíè- êà. Òîì 1.— Ìîñêâà: ÄÌÊ Ïðåññ, 2008. [Tittse U., Shenk K. Poluprovodnikovaya skhemotekhnika. Tom 1. Moskva: DMK Press, 2008] 12. Fairchild Semiconductor, N-Channel Enhancement Mode Field Effect Transistor 2N7000 Data Sheet http:// www.fairchildsemi.com/ds/2N/2N7000.pdf 13. Áîíäàðåíêî À. Ô., Åðìîëåíêî Å. À. Ñïîñîá àâòîìà- òèçèðîâàííîãî ñíÿòèÿ âîëüò-àìïåðíûõ õàðàêòåðèñòèê ïîëó- ïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ // Òåõí³÷íà åëåêòðîäèíàì³êà. Òåì. âèï. Ïðîáëåìè ñó÷àñíî¿ åëåêòðîòåõí³êè.— 2010.— ×. 2.— Ñ. 126—129. [Bondarenko A. F., Ermolenko E. A. // Tekhnichna elektrodinamika. Tem. vip. Problemi suchasnoyi elektrotekhniki. 2010. Part 2. P. 126] Äàòà ïîñòóïëåíèÿ ðóêîïèñè â ðåäàêöèþ 17.01 2012 ã. ______________________ Yermolenko Ye. O., Bondarenko O. F., Baranov O. M. Thermal mathematical model of semiconductor devi- ces for measurement of current-voltage characteris- tics by pulse method. Keywords: current-voltage characteristics, semiconductor device, pulse method of measurement, thermal model. The thermal mathematical model is used to estimate self-heating of semiconductor devices of various types during current-voltage characteristics measuring by the pulse method. The influence of self-heating on electrical parameters of semiconductor devices is analyzed. The recommendations for determination of values of measuring pulse sequence parameters are formulated to minimize self-heating of semiconductor structure. Ukraine, Alchevsk, Donbass State Technical University. ______________________ ªðìîëåíêî ª. Î., Áîíäàðåíêî Î. Ô., Áàðàíîâ Î. Ì. Òåïëîâà ìàòåìàòè÷íà ìîäåëü íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ ïðèëàä³â ïðè âèì³ðþâàíí³ âîëüò-àìïåðíèõ õàðàê- òåðèñòèê ³ìïóëüñíèì ñïîñîáîì. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: âîëüò-àìïåðíà õàðàêòåðèñòèêà, íà- ï³âïðîâ³äíèêîâèé ïðèëàä, ³ìïóëüñíèé ñïîñ³á âèì³- ðþâàííÿ, òåïëîâà ìîäåëü. Òåïëîâà ìàòåìàòè÷íà ìîäåëü âèêîðèñòîâóºòüñÿ äëÿ îö³íêè ñàìîðîç³ãð³âó íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ ïðèëàä³â ð³çíèõ òèï³â â ïðîöåñ³ âèì³ðþâàííÿ ¿õ ÂÀÕ ³ìïóëü- ñíèì ñïîñîáîì. Ïðîàíàë³çîâàíî âïëèâ ñàìîðîç³ãð³- âó íà åëåêòðè÷í³ ïàðàìåòðè íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ ïðè- ëàä³â. Ñôîðìóëüîâàíî ðåêîìåíäàö³¿ ç âèáîðó çíà- ÷åíü ïàðàìåòð³â âèì³ðþâàëüíî¿ ³ìïóëüñíî¿ ïîñë³äîâ- íîñò³, âèêîðèñòàííÿ ÿêèõ äîçâîëÿº ì³í³ì³çóâàòè ñà- ìîðîç³ãð³â íàï³âïðîâ³äíèêîâî¿ ñòðóêòóðè. Óêðà¿íà, ì. Àë÷åâñüê, Äîíáàñüêèé äåðæàâíèé òåõí- ³÷íèé óí³âåðñèòåò.

Ähnliche Einträge