Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 1 - Mätning av termiska egenskaper hos kiselkraftdioder, av Per Svedberg
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Mätning av termiska egenskaper hos
kiselkraftdioder
Civilingenjör Per Svedberg,
Institutet för halvledarforskning, Stockholm
A method for measuring the thermal impedance of
silicon diodes is described. With this method it is
possible to measure the temperature in the diode
between each pulse of forward current, during a
load current period of 1—200 cycles. From these
temperature values it is also possible to calculate the
maximum temperature during the period of forward
current.
En kraftdiods belastningsförmåga bestäms förutom
av ström-spänningskarakteristikan även av diodens
förmåga att avleda den förlusteffekt som utvecklas i
dioden. Man måste således för att rätt kunna utnyttja
dioden känna dess termiska egenskaper, inte enbart
det termiska motståndet vid statisk belastning utan
även vid dynamiska belastningar. Den i det följande
beskrivna mätmetoden, som bygger på idéer, som
framfördes vid Brysselkonferensen om det fasta
tillståndets fysik i juni 1958, ger en möjlighet att mäta
temperaturen i en diod mellan varje ledströmspuls
samt att därur beräkna maximitemperaturen under
ledströmsintervallet. På så sätt kan
temperaturstegringen under ett inkopplingsförlopp följas från
period till period ända tills den statiska jämvikten
uppnåtts.
Metoden medger också, att man ur uppmätta värden
beräknar diodens förmåga att uthärda kortvariga
överströmmar på ned till 1 period. Man kan
korrelera sådana beräkningar med direkta
överströmsprov. Detta bör man kunna utnyttja för att sedan
utan förstörande prov kontrollera kvaliteten vid
diodframställningen.
Mätprincip
Om man känner temperaturberoendet hos en diods
strömspänningskarakteristika kan man efteråt
uppskatta temperaturen genom att kontrollera utseendet
på någon lämplig del av karakteristikan. När det
gäller kiseldioder har det visat sig att
spärregenskaperna varierar så mycket från diod till diod att
spärrdelen av karakteristikan ej lämpar sig för
kontroll av temperaturen. Däremot är ledkarakteristikans
form och temperaturberoende mycket reproducerbar
från diod till diod särskilt vid måttliga strömmar.
Mätningen tillgår så att dioden från en
spänningskälla via ett seriemotstånd matas med en given
förspänning i ledriktningen, enligt schema på fig. 1.
Spänningen över motståndet blir proportionell mot
diodströmmen. Genom att registrera spänningen över
motståndet med en oscillograf kan man följa de av
temperaturändringarna i dioden betingade
variationerna i diodströmmen. Via en annan seriediod matas
621.314.63.082.6 : 536.53
under varannan halvperiod den normala
ledströmmen genom provdioden. Seriedioden spärrar
däremot under de mellanliggande halvperioderna. Dessa
halvperioder utgör diodens normala spärrintervall
då dioden arbetar i en vanlig likriktarkrets. Här får
den emellertid då en liten ledström från
hjälpspän-ningskällan och spänningen över mätmotståndet
bestäms av diodens temperatur. Genom att först göra
en kalibrering av sambandet mellan mätspänning
och diodtemperatur, kan man sedan direkt på
oscillografen avläsa diodtemperaturens tidsberoende
under vad som normalt är spärrintervallet och även
sedan lasten helt brutits. Alternativt kan man mäta
spänningsvariationerna över själva dioden. Detta är
att föredra, om man vill arbeta med lägre
spänningsfall över dioden än över seriemotståndet.
Det visar sig, att man vid lämplig dimensionering
av förspänning och mätmotstånd får ett nära nog
linjärt samband mellan spänning och
diodtemperatur. Detta underlättar mätningen betydligt.
Förutsättningarna härför utreds nedan i ett appendix.
Mätkrets
Mätkretsens utseende och termostatplattans
uppbyggnad visas i fig. 1 och 2. Den i mätkretsen
ingående oscillografen är en Tektronix 531 med
plug-in-förstärkare 53/54 D. Bandbredden är 0,5 MHz och
använd känslighet ca 5—10 mV/cm.
Likspänningskällan har varit omväxlande ett stabiliserat
likspänningsaggregat och ett 1,5 V torrbatteri. Med det
senare kan man lättare undvika yttre störspänningar.
Genom omsorgsfull jordning av kretsen och ingående
nätanslutningar till belastningstransformator,
oscillograf och kamera har störnivån kunnat sänkas till
ca 0,1 mV. Begistreringen har skett med
polaroid-kamera varvid oscillografen triggats från spänningen
över dioden och belastningsmotståndet.
Fig. 1. Krets för mätning av termisk resistans hos
kraftdioder.
Circuit for measuring the thermal resistance of
power diodes.
ELTEKNIK 1959 1 1
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
