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二極管熱電阻的測量方法
2010-1-17 閱讀(4520)
由于現(xiàn)代電路設計要求越來越高，電路設計工程師對每一個元器件的溫度,，功率都提出了新的
要求,，在這種情況下，結(jié)合測試工作,，我們發(fā)現(xiàn)越來越多的二極管生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品的熱電阻的測量 提出了要求,。
二極管的熱阻抗與普通意義上的電阻不同，它用來表示二極管在溫度升高的條件下功率耗散的情況,。從對企業(yè)的調(diào)查和了解可以發(fā)現(xiàn),，大多數(shù)企業(yè)對于這一參數(shù)并不是十分了解，專用的測量儀
器比較昂貴而且數(shù)量稀少，只有少數(shù)臺資廠從臺灣專門購置了設備用于該參數(shù)的測量,，從而使得產(chǎn)品的參數(shù)在面對客戶時有了更強的競爭力,，這一點也促使其競爭對手對于二極管熱電阻的測量有了更強的需求。
通過對標準的研究可以發(fā)現(xiàn),，二極管熱電阻的測量原理并不困難,，本文結(jié)合安全實驗室的現(xiàn)有
設備,，闡述了在目前情況下測量二極管熱電阻的方法,，經(jīng)過與企業(yè)的儀器進行比對，測量精度,，準 確度的誤差在 3%以內(nèi),，基本可以滿足企業(yè)對該參數(shù)測量的需求,。
θ：二極管熱電阻。它表示了二極管在當前的封裝模式和散熱條件下散發(fā)熱量的能力,，同時,，
它也給二極管運行的安全功率等級提供了參考。通常的商業(yè)用技術(shù)規(guī)格書中,，會給出二極管的一般
參數(shù),，但是對于電路設計人員來說，熱電阻這個參數(shù)是必不可少的,。二極管熱電阻表示了功率耗散 和溫度間的關系,，其計算公式為：
θ=（Tjunction-Texternal）/Pdiss （1），
其中,，Tjunction 為結(jié)溫,，Texternal 為環(huán)境溫度，Pdiss 為耗散功率,。
由公式（1）可以看出,，對于熱電阻的計算，有以下幾個變量需要測量,，一個是二極管的溫度,，
其中又包括結(jié)溫和環(huán)境溫度；一個是二極管的耗散功率,。對于二極管來說,，Pdiss 即為二極管的電 壓以及對應的通過二極管的電流的乘積。而結(jié)溫是指二極管的 PN 結(jié)的溫度,，由于工藝關系,，成品 的二極管都已經(jīng)完成了封裝，在不破壞二極管的條件下,，這個參數(shù)對于我們來說難以直接測量,，必
須通過其他的間接方法進行,。
經(jīng)過試驗可以發(fā)現(xiàn)，二極管的結(jié)溫與其導通電壓是呈線性關系的,，其比值可以用 K 來表示,。 由于無法直接測量到二極管內(nèi)部溫度，在實際測試中,，只能通過改變環(huán)境溫度,，用環(huán)境溫度的變化 來模擬結(jié)溫的變化情況。試驗中,，將二極管置于高溫箱中,，進行較長時間（長于 1 小時）的預處理， 使二極管的溫度盡可能的與外界環(huán)境溫度達到均衡,，然后直接在高溫箱內(nèi)對其在不同溫度下的導通
電壓進行測量,。經(jīng)過選取等多個溫度點下對于導通電壓的測量，可以得出結(jié)論,，二極管的導通電壓
與與溫度呈反比關系,如圖 1 所示,。
則表示結(jié)溫與電壓的參數(shù) K 可以近似的表示為
K=|（V2-V1）/（T2-T1）| （2）,應當注意,，測量應盡可能的,，以達到繪制出平滑的
K 值曲線目的。
通過多次的試驗以及與工廠專用測量儀器的比對,，發(fā)現(xiàn)在以下的幾個方面的測量對測量結(jié)果
的有較大的影響,。
1. K 曲線的繪制，這一步可以說直接關系到整個測量的準確性,，為了提高正確率,，在 進行溫度處理時,，應將預處理時間延長,，使二極管的溫度與環(huán)境溫度保持一致。另 外,，繪制曲線時對同一型號同一批次的二極管進行多次測量，對比 K 值,，可以得到較滿意的結(jié)果。
2. IH 和 I M 的使用,，要盡可能保證 2 套恒流源之間的切換能夠快速完成,，尤其是 IH 向 I
M 切換的過程中,，時間越短，則結(jié)溫的測量越準確,。在試驗中，選取一個單刀雙擲 開關就可以基本滿足需求,。
