PL424110A1 - Sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych w module elektroizolowanym - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych w module elektroizolowanym, mający zastosowanie przy kontroli jakości elementów półprzewodnikowych dla przemysłu elektronicznego. Sposób pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych w module elektroizolowanym, wykorzystujący w charakterze parametrów termoczułych napięcie uCE na diodzie spolaryzowanej w kierunku przewodzenia oraz napięcie uGE między bramką, a źródłem tranzystora bipolarnego z izolowaną bramką, realizowany w siedmiu etapach obejmujących kolejno pomiary i obliczenia, przy czym pierwszy etap stanowi kalibracja charakterystyk termometrycznych uGE(T) oraz uCE(T) i wyznaczenie ich nachylenia FT i FD oraz wartości napięcia uGEL i uCEL przy temperaturze równej Ta, a ostatni etap obejmuje obliczenie wartości rezystancji termicznych diody, tranzystora oraz wzajemnej rezystancji termicznej między tymi elementami ze wzorów analitycznych. Sposób ten charakteryzuje się tym, że w drugim etapie pomiaru tranzystor bipolarny z izolowaną bramką pracuje w zakresie aktywnym przy dużej wartości prądu kolektora IH powodującej wzrost temperatury wnętrza tego tranzystora o co najmniej 20°C, po uzyskaniu stanu ustalonego termicznie mierzona jest moc PH wydzielana w tym tranzystorze, następnie w etapie trzecim skokowo zmniejszana jest wartość prądu kolektora tranzystora do wartości IM stosowanej podczas kalibracji i mierzona jest wartość napięcia między bramką a emiterem tranzystora uGEH, w etapie czwartym wyłączane jest zasilanie tranzystora a dioda polaryzowana jest w kierunku przewodzenia prądem o wartości IM1 stosowanej w czasie kalibracji i mierzona jest wartość napięcia przewodzenia diody uCEH, w etapie piątym dioda polaryzowana jest w kierunku przewodzenia prądem IH1 zapewniającym wzrost wartości temperatury wnętrza diody o co najmniej 20°C, po uzyskaniu stanu termicznie ustalonego mierzona jest wartość mocy wydzielanej w diodzie PH1, a następnie, w etapie szóstym wartość prądu diody jest skokowo przełączana na wartość IM1 i mierzona jest wartość napięcia na diodzie uCEH1. W etapie siódmym wartości rezystancji termicznej tranzystora RthT, rezystancji termicznej diody RthD oraz wzajemnej rezystancji termicznej między tranzystorem a diodą RthTD wyliczane są ze wzorów (A). Układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych w module elektroizolowanym zawierający mierzony moduł z diodą i tranzystorem bipolarnym z izolowaną bramką umieszczony w termostacie, zasilacze napięciowe i prądowe, rezystory, woltomierz, amperomierz, diody, termostat, przełączniki, przetwornik analogowo-cyfrowy i komputer, a w module elektroizolowanym katoda diody zwarta jest z kolektorem tranzystora, a jej anoda z emiterem tranzystora. Układ ten charakteryzuje się tym, że bramka tranzystora bipolarnego z izolowaną bramką (5) jest podłączona do masy, równolegle do zacisków diody (6) włączony jest woltomierz (7), z emiterem tranzystora (5) połączone są przełącznik dwupozycyjny (17), wejście przetwornika analogowo-cyfrowego (20) zawartego w komputerze (21) oraz anoda pierwszej diody (3), a z jej katodą połączone są zaciski pierwszego przełącznika (2) oraz pierwszego źródła prądowego (1), a drugi zacisk pierwszego przełącznika (2) połączony jest do masy, pierwszy zacisk trzeciego przełącznika (17) połączony jest przez pierwszy rezystor (18) z pierwszym zasilaczem napięciowym (19), a drugi zacisk tego przełącznika zwarty jest do masy, drugi zasilacz napięciowy (11) przez drugi rezystor (10) i amperomierz (9) jest połączony z zaciskiem 1 drugiego przełącznika (8), dołączonego do kolektora tranzystora (5), drugi zacisk drugiego przełącznika (8) połączony jest z anodą drugiej diody (14) a przez trzeci rezystor (15) z trzecim zasilaczem napięciowym (16), katoda drugiej diody (14) połączona jest z drugim zasilaczem prądowym (12) oraz z zaciskiem czwartego przełącznika (13), którego drugi zacisk zwarty jest do masy.