由于現(xiàn)代電路設(shè)計要求越來越高,,電路設(shè)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(zhǔn) 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(dāng)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(shè)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(guān)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(yīng)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(guān)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(dǎo)通電壓是呈線性關(guān)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(yù)處理, 使二極管的溫度盡可能的與外界環(huán)境溫度達(dá)到均衡,,然后直接在高溫箱內(nèi)對其在不同溫度下的導(dǎo)通
電壓進行測量,。經(jīng)過選取等多個溫度點下對于導(dǎo)通電壓的測量,可以得出結(jié)論,,二極管的導(dǎo)通電壓
與與溫度呈反比關(guān)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(yīng)當(dāng)注意,測量應(yīng)盡可能的,,以達(dá)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(guān)系到整個測量的準(zhǔn)確性,為了提高正確率,,在 進行溫度處理時,,應(yīng)將預(yù)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(zhǔn)確,。在試驗中,選取一個單刀雙擲 開關(guān)就可以基本滿足需