發(fā)布時間：2019-07-23 09:40

【摘要】：隨著半導(dǎo)體器件不斷向尺寸小、集成度高等方向發(fā)展,功率二極管需要在高功率密度或不同的高電流電壓脈沖條件下工作,器件的瞬態(tài)功率密度大,瞬態(tài)溫升高,導(dǎo)致器件特性下降,使用可靠性降低,壽命縮短。為了準(zhǔn)確評價其可靠性,器件瞬態(tài)溫升的準(zhǔn)確測量尤為重要。大功率二極管的瞬態(tài)溫升測試,目前多采用測量熱阻,通過熱阻與功率的乘積換算得到器件的瞬態(tài)溫升的方法。然而,熱阻是隨環(huán)境溫度、功率等條件變化而改變的變量,并且工作散熱環(huán)境與熱阻測量環(huán)境差異較大,將會導(dǎo)致器件工作時,熱阻與器件說明書或測量環(huán)境下熱阻差異較大,換算得到的器件瞬態(tài)溫升與實際溫升經(jīng)常差異很大。而實時測量器件工作條件下瞬態(tài)溫升,可以避免上述問題。因此,本文針對器件在工作條件下瞬態(tài)溫升的實時測量問題展開研究,研究了非開關(guān)式電學(xué)法在工作條件下實時測量大功率二極管結(jié)溫升的相關(guān)問題。研究過程中,分析了瞬態(tài)脈沖大電流校溫曲線彎曲現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。對比了采用非開關(guān)式電學(xué)法、傳統(tǒng)的開關(guān)式電學(xué)法、紅外法測得的結(jié)溫結(jié)果,并對三種方法產(chǎn)生的結(jié)果偏差進行了分析。利用在線測量系統(tǒng),在不同脈寬占空比條件下,測量了二極管結(jié)溫,總結(jié)了結(jié)溫的變化規(guī)律。并設(shè)計了大功率二極管實時測溫的采集裝置。具體內(nèi)容包括以下方面:一、大電流校溫曲線的研究。利用脈寬250μs,占空比5%的脈沖電流在不同溫度下,對大功率二極管在大電流下電壓隨溫度的變化關(guān)系,即,校溫曲線進行研究。分析校溫曲線彎曲的原因。二、對于非開關(guān)式電學(xué)法與傳統(tǒng)方法測溫結(jié)果的對比分析。在相同的條件下,利用傳統(tǒng)電學(xué)法及紅外法對二極管進行結(jié)溫測試,并與非開關(guān)式電學(xué)法的結(jié)溫測試結(jié)果進行對比,分析結(jié)溫存在偏差的原因。三、二極管在線實時測溫系統(tǒng)的設(shè)計及搭建。設(shè)計一套以計算機作為控制端,利用信號發(fā)生器,驅(qū)動電路,電源等儀器搭建的在線測試電路。實現(xiàn)階梯脈沖電壓及不同占空比的電壓信號輸出,以測量不同脈沖占空比條件下二極管的校溫曲線,并對結(jié)果進行對比分析。四、二極管在線實時采集裝置的設(shè)計及搭建。利用VEE編程控制電源,測量二極管處于開通關(guān)斷連續(xù)切換狀態(tài)下結(jié)電壓的變化,并與非開關(guān)式電學(xué)法得到的校溫曲線對照,得到二極管的瞬態(tài)結(jié)溫升結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN313.4

【參考文獻】

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1 朱陽軍;苗慶海;張興華;盧爍今;;半導(dǎo)體功率器件結(jié)溫的實時測量和在線測量[J];半導(dǎo)體學(xué)報;2007年06期

2 F.Profumo ,朱詠嘉;大功率二極管(晶閘管)瞬態(tài)電流持續(xù)時的瞬態(tài)結(jié)溫評定[J];變流技術(shù)與電力牽引;2000年02期

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本文編號：2518068