[发明专利]一种基于电学法的达林顿管稳态热阻测量方法

摘要

本发明提供一种基于电学法的达林顿管稳态热阻测量方法，步骤如下：一：选定达林顿管，选择温度敏感电参数，即PN结正向压降，并确定温度敏感电参数的测试条件；二：查看器件手册中电参数信息，设计测量电路与工作电路；三：温度系数M的计算；四：器件稳态条件的到达及数据记录；五：结温测量试验；六：结温误差修正处理；七：器件热阻计算；通过以上步骤，能利用电学法以及误差处理的方法，计算出达林顿管的稳态热阻；为器件使用人员提供达林顿管稳态热阻精确获得方法，为器件的使用过程能提供精准热性能参数，避免超过器件最大结温使用。

主权项

1.一种基于电学法的达林顿管稳态热阻测量方法，其特征在于：它包括以下步骤：/n步骤一：选定达林顿管，选择温度敏感电参数，即PN结正向压降，并确定温度敏感电参数的测试条件；/n步骤二：查看器件手册中电参数信息，设计测量电路与工作电路，两个电路主要明确器件各管脚施加电应力，并能通过开关瞬间切换；测量电路是由于温度敏感电参数的测量，不能在器件正常工作状态下进行，而采取的折中处理方式；工作电路即是器件正常工作状态下所施加的电应力条件，在此电路情况下器件温度升高，最终达到器件稳态条件；/n步骤三：温度系数M的计算；在高温箱中步进升温，以10摄氏度为一记录节点，利用步骤二的测量电路，测量不同温度下温度敏感电参数的电压值；再通过温度～电压拟合，得到器件对应的温度系数M；/n步骤四：器件稳态条件的到达及数据记录；室温状态下，关闭测量电路，打开工作电路，待器件壳温处于稳态，记录壳温T_C、集电极电流I_C、发射极电流I_E、集电极至基极电压V_CB和基极至发射极电压V_BE；由记录的电压电流数据能计算得到耗散功率P；/n步骤五：结温测量试验；紧接步骤四，断开工作电路开关，打开测量电路开关，调节电压、电流符合测试条件，记录温度敏感电参数的电压值以及断开加热电路至调节好到测试条件所用时间t_d；结温计算公式如下：/n /n式中：/nT_J为测试点结温，单位℃；/nV₂为测试点温度敏感电参数的电压值，单位mV；/nT_J1为参考点结温，单位℃；/nV₁为参考点温度敏感电参数的电压值，单位mV；/nM为步骤三中所计算得到的温度系数，单位mV/℃；/n步骤六：结温误差修正处理；由于电学法测量结温，器件电应力状态不能瞬间转换，测量电路下器件并不再发热，被测量结温实际上处于逐渐减小的过程，因此时间间隔t_d所带来的误差，需考虑；/n结温误差修正处理的具体步骤如下：/n1、△V(t_d)～t_d^1/2冷却模型；在断开加热电路后，结温与延时时间t_d^1/2成线性关系；记步骤五公式中V₂-V₁为△V(t_d),则△V(t_d)与t_d^1/2也成线性关系；器件从工作状态到测量状态转换时，记录器件温度敏感电参数的电压值以及延迟时间t_d，根据试验数据，做出器件△V(t_d)～t_d^1/2散点图，并进行拟合，利用△V(t_d)与t_d^1/2的线性关系，外推t_d＝0s时刻的△V(t_d＝0)；/n2、结温测量误差归一化处理；对每一只器件进行试验，根据拟合结果外推ΔV(t_d＝0s)是一个很复杂，无法大量应用的方法；因此用得到的ΔV(t_d＝0)外推值，计算采用最小二乘法拟合曲线，进行归一化处理，得到延迟时间的误差修正系数k(t_d)：/nk(t_d)＝k×t_d^1/2+1/n式中：/nk(t_d)为延迟时间的误差修正系数；/nk为拟合曲线斜率；/nt_d为延迟时间，单位s；/n由误差修正系数k(t_d)计算，即能得出修正后的ΔV(t_d＝0)：/n /n式中：/n△V(t_d＝0)为t_d＝0s时刻的温度敏感电参数的电压值，单位mV；/nk(t_d)为延迟时间的误差修正系数；/n△V(t_d)为实测未修正的温度敏感电参数的电压值，单位mV；/n步骤七：器件热阻计算；通过以上步骤获得各项数据，修正后的结温计算公式为：/n /n式中：/nT_J为测试点结温，单位℃；/n△V(t_d＝0)为t_d＝0s时刻的温度敏感电参数的电压值，单位mV；/nT_J1为参考点结温，单位℃；/nM为步骤三中所计算得到的温度系数，单位mV/℃；/n热阻计算公式为：/nR_J-C＝(T_J-T_C)/P/n式中：/nR_J-C为器件稳态热阻值，单位℃/W；/nT_J为测试点结温，单位℃；/nT_C为测试点壳温，单位℃；/nP为器件耗散功率，单位W；/n通过以上步骤，能利用电学法以及误差处理的方法，计算出达林顿管的稳态热阻。/n