Спосіб відбраковування потенційно ненадійних імпульсних лавинно-пролітних діодів

Реферат: Спосіб відбраковування потенційно ненадійних імпульсних лавинно-пролітних діодів включає прикладання до діода постійної напруги в зворотному напрямку і вимірювання вольт-амперної 1 характеристики (ВАХ ). Додатково прикладають до діода постійну напругу в прямому напрямку і 2 вимірюють ВАХ , з якої визначають величину послідовного диференційного опору R0 діода, а з 1 ВАХ зворотного напряму в пробійній області визначають параметр =Rt·, де Rt - тепловий опір діода,  - температурний коефіцієнт напруги пробою. Після цього по значеннях величин R0 та  відбраковують діоди. UA 101022 U (12) UA 101022 U UA 101022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів відбраковування напівпровідникових надвисокочастотних приладів, зокрема імпульсних лавинно-пролітних діодів. Відомий спосіб контролю і виявлення ненадійних лавинно-пролітних діодів за визначенням їх теплового опору [1]. Спосіб полягає у визначенні теплового опору лавинно-пролітних діодів, що включає нагрівання діода струмом, який проходить через нього. Нагрівання діода проводять періодичним імпульсним струмом і вимірюють вольт-амперну характеристику діода. Технічне рішення, запропоноване авторами, дозволяє визначити тепловий опір лавинно-пролітного діода за рахунок реєстрації термочутливого параметра в період дії одного імпульсу розігріваючого струму та використовує прості засоби реєстрації зміщення вольт-амперних характеристик діода. Недоліком даного способу є складне апаратне забезпечення для отримання імпульсної вольт-амперної характеристики та наявність розігріваючого імпульсу, що призводить до збільшення розігріву під час лавинного пробою p-n-переходу. Як наслідок, збільшується час відбраковування напівпровідникових діодів. Відомий пристрій для діагностики лавинно-пролітних діодів [2], вибраний за аналог, який полягає у вимірюванні імпульсної вольт-амперної характеристики, з якої роблять висновок про надійність тестового діода. Перевагою способу, який реалізує цей пристрій, є використання вольт-амперних характеристик діода в широкому діапазоні прикладених напруг, що в цілому дає змогу підвищити точність оцінки надійності лавинно-пролітних діодів. До недоліків даного пристрою належить складність синхронізації технічних засобів при роботі в імпульсному режимі та підбір формувача наносекундних імпульсів, що зменшує продуктивність аналізу та підвищує дороговизну цих технічних засобів для аналізу імпульсних вольт-амперних характеристик. Найбільш близьким до заявленої корисної моделі є винахід на спосіб відбраковування шумових лавинно-пролітних діодів [3], який взятий за прототип. Спосіб за прототипом включає прикладання до діода постійної зворотної напруги і 1 вимірювання зворотної статичної вольт-амперної характеристики (ВАХ ). Також в цьому способі 1 вимірюють ділянку зворотної статичної ВАХ в передпробійній області. Для відбраковування діодів додатково вимірюють ділянку початкової зворотної статичної вольт-амперної характеристики, що дозволяє підвищити продуктивність відбраковування потенційно ненадійних діодів. Проте такий спосіб включає передпробійну область, впливи лавинного, генераційного та польового (або тунельного) струмів, що негативно впливає на продуктивність відбраковування та включає недостатню точність розрахунку. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення точності та продуктивності відбраковування потенційно ненадійних лавинно-пролітних діодів, що в цілому дає можливість зменшити час відбраковування потенційно ненадійних діодів. Поставлена задача вирішується за допомогою способу відбраковування потенційно ненадійних імпульсних лавинно-пролітних діодів, який включає прикладання до діода постійної 1 напруги в зворотному напрямку і вимірювання вольт-амперної характеристики (ВАХ ), в якому, згідно з корисною моделлю, додатково прикладають до діода постійну напругу в прямому 2 напрямку і вимірюють ВАХ , з якої визначають величину послідовного диференційного опору R0 1 . діода, а з ВАХ зворотного напряму в пробійній області визначають параметр =Rt , де Rt тепловий опір діода,  - температурний коефіцієнт напруги пробою. Після цього по значеннях величин R0 та  відбраковують діоди. Поставлена задача підвищення точності та продуктивності відбраковування потенційно ненадійних лавинно-пролітних діодів в заявленому способі реалізується запропонованим методом розрахунку з виміряної ВАХ послідовного диференційного опору R0 (фіг. 2) та добутку . 1 Rt  з виміряної ВАХ , де Rt - тепловий опір  - температурний коефіцієнт напруги пробою. Спосіб реалізується наступним чином. Тепловий опір лавинно-пролітного діода можна розрахувати з наступного рівняння: Rпр  R0 Rt  2 Uпр , R де пр - опір p-n-переходу при лавинному пробої:  - температурний коефіцієнт напруги пробою. Якщо вважати, що значення температурного коефіцієнта напруги  мало змінюється в межах однієї партії лавинно-пролітних діодів, а опір p-n-переходу (Rпp) при лавинному пробої 1 можливо розрахувати з ділянки пробою зворотної В АХ в лінійних координатах (фіг. 1), таким 1 UA 101022 U чином можна ввести деякий параметр   Rt   , який буде пропорційним тепловому опору (  ~ Rt ). Параметр  можна записати наступним чином: 2   (Rпр  R0 ) / Uпр 5 10 15 20 25 . 1 2 З визначених з ВАХ та ВАХ значень параметрів  та R0 для партії діодів можна порівнювати лавинно-пролітні діоди та вибирати найбільш підходящі прилади з найменшим значенням параметрів  та R0 (фіг. 3), які будуть найбільш придатними для роботи на максимальних вихідних параметрах вихідної потужності та частоти, оскільки, в такому випадку, точність відбраковування потенційно ненадійних діодів підвищується за рахунок аналізу двох параметрів  та R0. На фіг. 1 зображена зворотна вольт-амперна характеристика в лінійних координатах в області пробою р-n-переходу. На фіг. 2 а зображено загальний вигляд прямої вольт-амперної характеристики в лінійних координатах, а на фіг. 2 б зображена залежність dU/d(lnI) від I в лінійних координатах, для розрахунку послідовного диференційного опору з прямої вольтамперної характеристики. На фіг. 3 зображена залежність послідовного диференційного опору R0 від параметра  лавинно-пролітних діодів, з якої визначаються найменші значення  та R0. Таким чином, використання запропонованого технічного рішення дає змогу підвищити продуктивність у відборі надійних лавинно-пролітних діодів терміном безвідмовної роботи 1000 годин на максимальних вихідних параметрах потужності та частоти. Джерела інформації: 1. Козьякова Г.Ф. Способ определения теплового сопротивления лавинно-пролетных диодов. А.с. СССР № 1292456, G01R31/26, заявл. 29.01.85, опубл. 07.01.93. 2. Патент на корисну модель 47386 Україна, МПК G01R3126, G01R19/28, G01R27/04 / Беляев О.Є. та ін.; заявник та правовласник ІФН ім. B.C. Лашкарьова. № u 2012 09588; заявл. 15.09.2009; опубл. 25.01.2010, бюл. № 2. 3. Лошицкий ПП. , Щербина Л.В., Торчинская Т.В. Способ отбраковки шумових лавиннопролетных диодов. А.с. СССР № 1100586, G01R31/26, заявл. 09.04.82, опубл. 30.06.84. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб відбраковування потенційно ненадійних імпульсних лавинно-пролітних діодів, який включає прикладання до діода постійної напруги в зворотному напрямку і вимірювання вольт1 амперної характеристики (ВАХ ), який відрізняється тим, що додатково прикладають до діода 2 постійну напругу в прямому напрямку і вимірюють ВАХ , з якої визначають величину 1 послідовного диференційного опору R0 діода, а з ВАХ зворотного напряму в пробійній області визначають параметр =Rt·, де Rt - тепловий опір діода,  - температурний коефіцієнт напруги пробою, після чого по значеннях величин R0 та  відбраковують діоди. 2 UA 101022 U 3 UA 101022 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4