Устройство для измерения температуры перехода транзистора

Устройство для измерения температуры перехода транзистора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТЮЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕХОДА ТРАНЗИСТОРА, работающего в непрерывном режиме и включенного по схеме с общим коллектором, содержащее резистор, подключенный первым |выводом к эмиттеру транзистора, измеритель температуры с контактным термопреобразова- : телем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры перехода без вскрытия транзистора, в него введены дифференциальный усилитель; переменный резистор, нагревательный элемент, измеритель напряжения и дополнительный транзистор, база и коллектор которого соответственно подключены к базе и коллектору измеряемого транзистора, а эмиггер подключен через переменный резистор к вторюму выводу резистора и первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с эмиттером измеряемого транзистора, а выход подключен к измерителю напряжения и нагревательному элементу, находящемуся в тепловом контакте с дополнительным транзистором, на корпусе которого расположен контактный термоиреобразователь измерителя темиерату-. пы

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3738316/24 — 10 (22) 27;03.84 (46) 07.12.85. Бюл. No 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт радиовещательного приема и акустики им. А. С. Попова (72) В. В. Дементьев, Г. Н. Дьякова, А. М. Лихницкий и А. В. Сухоручкин (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N 1049755, кл. G 01 К 7/16, G 01 В 31/26, 1979.

Закс Д. И. Параметры теплового режима полупроводниковых микросхем. М.: Радиосвязь, 1983, с. 32 — 33. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕХОДА ТРАНЗИСТОРА, работающего в непрерывном режиме и включенного по схеме с общим коллектором, содержащее резистор, подключенный первым выводом к эмиттеру транзистора, измеритель

Ф е .температуры с контактным термопреобраэова-: телем, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения тем пературы перехода без вскрытия транзистора, в него введены дифференциальиый усилитель; переменный резистор, нагревательный элеменг, измеритель напряжения и дополнительный транзистор, база и коллектор которого соответственно подключены к базе и коллектору измеряемого транзистора, а эмиггер подключен через переменный резистор к второму выводу резистора и первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с эмиттером измеряемого транзистора, а выход подключен к измерителю напряжения и нагревательному элементу, находящемуся в тепло- .Е вом контакте с дополнительным транзистором, у,(и на корпусе которого расположен контактный термопреобразователь измерителя температу-. р

1196699

Е1(о>

10 д Чт, ° ч т,— ()в,,()„—

1, (t) 1 () 1

61 Ь6

1î> ю о5 г а1 ь

E1 E5,r

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения нагрева дополнительного транзистора рассеиваемой мощностью, в него введены второй дополнительный транзистор и резистивный делитель напряжения, включенный между коллектором измеряемого транзистора и вторым вы1, водом резистора, при эгЬм коллектор первого

Изебретение огносится к области температурных измерений и может быть использовано в устройствах, служащих для измерения .температуры перехода транзистора в условиях работы его в непрерывном режиме в электрической схеме, например, усилителе мощности.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры перехода без вскрытия транзистора и уменьшение нагрева. дополнительного транзистора рассеиваемой мощностью.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства, на фиг. 2 — ro же, в усовершенствованном варианте, Устройство предназначено для измерения температуры перехода транзистора 1, работающего в непрерывно режиме, например в выходном каскаде усилителя низкой частоты. Коллектор этого транзистора соединен с клеммой

2 подключаемой к источнику питания, а эмиттер через резистор 3 эмиттерной стабилизации соединен с клеммой 4 — выходным зажимом усилителя, Устройство содержит дополнительный

25 транзистор 5 той же проводимости, что и измеряемый, переменный резистор 6, дифференциальный усилитель 7, измеритель 8 напряжения, нагревательный элемент 9, который находится в тепловом контакте с корпусом 30 транзистора 5, контактный термопреобраэователь 10, расположенный на корпусе транзистора 5 и подключенный к измерителю 11 темтемпературы.

Усовершенствованный вариант устройства, обеспечивающий уменьшение мощности рассеяния на коллекторе транзистора 5 (фиг.2) дополнительно содержит резистивный делитель на резисторах 12 и 13, включенный между клеммами 2 и 4, и второй дополнительный 40 транзистор 14, включенный между коллек рами транзисторов 1 и 5. дополнительного гранэисгора подключен к коллекгору измеряемого транзистора через второй дополнительный транзистор, база которого подключена к средней точке делителя, а змиттер и коллектор соединены соответственно,с коллекторами первого дополнительного и измеряемого транзисторов.

Устройство работает следующим образом.

При работе транзистора 1, например, в выходном каскаде усилителя низкой частоты, напряжение на его эмиттере равно а напряжение на эмиттере транзистора 5 равчо (1е (1) ) ()„(Ц*V«(t)-Щ„Е., .1 - „г„- „ „, о5 потенциальный барьер базаэмиттерного перехода гранзисгоров 1 и 5 соответственно; напряжение на базе соответсгвенно транзисторов — (v„= o»), мгновенное значение тока эмигтера транзисгоров 1 и

5; мгновенное значение тока базы транзисторов 1 и 5; диффузионные составляющие обратного тока эмиттерных переходов транзисторов 1 и

6, определяемые конструктивными параметрами транзисторов и абсолютной температурой p - n перехода; сопротивление базы транзисторов 1 и 5; сопротивление эмиттеров транзисторов 1 и 5.

В момент подачи на вход усилителя низкой частоты синусоидального напряжения температуры переходов транзисторов 1 и 3 будут равны температуре окружакпцей среды. Путем подбора величины 1 сопротивления резисгора 6 о

g = — p

6 1 2

t „(t) 5 «(t) 1 оi Å5

ФиаХ

В11ИИШ! Заказ 7555/39 Тираж ф96 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4 где R — сопротивление резистора 2, достигаа ется равенство отношений

При этом величину сопротивления резистора 4 устанавливают по минимуму напряжения между эмиттерами транзисторов 1 и 5 при работе выходного каскада в режиме малой рассеиваемой мощности на выходных транзисторах, при которой повышением температуры их переходов можно пренебречь. Напряжение между эмиттерами контролируют с помощью измерителя 8 напряжения.

В процессе работы усилителя вследствие рассеяния мощности на коллектопе гранзистора 1 наблюдается повышение температуры его перехода, при этом температура перехода транзистора 5 не повышается из-за малой рассеиваемой мощности на его коллекторе.

В результате наблюдается рассогласование входных характеристик выходного транзистора 1 и транзистора 5. Причем в периоды времени, соответствующие активному режиму работы транзисторов 1 и 5, между их эмиттерами возникает напряжение, величина которого в основном пропорциональна температуре перехода транзистора 1 из-за изменение с „и 1, транзистора 1 в соответствии с вы196699 4 ражением (1) при неизменных значениях (и 1аа транзистора 5. Малая рассеиваемая т мощность на коллекторе транзистора 5 достигается путем экспериментального подбора транзистора, а именно того типа, который имеет малое значение диффузионной составляющей обратного тока эмиттера, чем обеспечивается его заданная входная характеристика при существенно меньших значениях то;

10 ка эмиттера. Еще больше уменьшить мощносгь рассеяния можно путем введения в коллекторную цепь дополнительного транзистора 14, за счет чего напряжение питания транзистора 5 уменьшается примерно в десять

15 раз Разно гь напряжений ме ду эмиттерами транзисторов 1 и 5 усиливается дифференциальным усилителем 7, затем нагревательный элемент 8 за счет этого напряжения нагревается сам и, контактируя с корпусом транзистора 5, нагревает его и соответственно контактный термопреобразователь 10, расположенный на корпусе транзистора 5. Разогрев продолжается до тех пор, пока разность нап-. . ряжений между эмиттерами транзисторов 1 и 5 не приблизится к нулю. При этом температуры переходов становятся равными, а так как при разогреве корпуса транзистора 5 температура его перехода остается равной температуре его корпуса, то термопреобразователь. 10 фактически измеряет темпера30 туру перехода транзистора 5, и следовательно, температуру перехода тран-. зистора 1.