Контроль тепловых режимов

Температурой кристалла считается температура самой горячей точки на поверхности кристалла. Температура корпуса контролируется в центре основания корпуса на площадке примерно равной проекции кристалла на основание. Если микросхема установлена на теплоотводе, то температуру корпуса можно контролировать по температуре теплоотвода, так как Т_P и Т_T мало различаются ввиду хорошего теплового контакта теплоотвода с корпусом. Предполагается, что теплоотвод имеет контакт с основанием корпуса. Теплопроводность конструктивных материалов уменьшается с ростом температуры, поэтому максимальное тепловое сопротивление будет при максимальной температуре. Однако увеличением теплового сопротивления керамического корпуса ≈ 0,1 % на 1 К можно пренебречь. В расчетах и измерениях предполагается, что R_T от температуры не зависит, однако измерения R_T должны проводиться при максимальной температуре корпуса или близкой к ней.

Температура корпуса и теплоотвода измеряются термопарой. Температура кристалла может измеряться микропирометром. Инфракрасный микропирометр дает пространственное разрешение до 10 мкм при измерении температуры поверхности. Измерения микропирометром возможны лишь для корпусов со снятой крышкой. Если в корпусе нет крышки, то температура кристалла измеряется только в одной точке по термозависимому элементу.

При измерении теплового сопротивления микропирометром микросхема устанавливается на теплоотвод и подключается к источникам питания. Затем проводятся измерения температур теплоотвода и кристалла при разных уровнях рассеиваемой мощности.

Тепловое сопротивление вычисляется по формуле

или

. (9.5)

Результаты нескольких измерений усредняются.

Наибольшие трудности вызывают измерения температуры кристалла. При отсутствии микропирометра температуру кристалла можно контролировать термопарой или по измерениям термочувствительного элемента на кристалле ИМС. В этих случаях при разных уровнях рассеиваемой мощности температуру теплоотвода меняют таким образом, чтобы температура кристалла была постоянной. При использовании метода постоянной температуры кристалла исключается влияние теплоотвода через термопару или нестабильность термочувствительной характеристики контрольного элемента. К сожалению, методы с термопарой и термочувствительным элементом не позволяют выявить самую горячую точку на кристалле ИМС. В качестве термочувствительного элемента часто используется какой-нибудь р – n-переход выходного транзистора.

Дата добавления: 2015-10-13