【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(píng)價(jià)其可靠性,器件瞬態(tài)溫升的準(zhǔn)確測(cè)量尤為重要。大功率二極管的瞬態(tài)溫升測(cè)試,目前多采用測(cè)量熱阻,通過(guò)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(cè)量環(huán)境差異較大,將會(huì)導(dǎo)致器件工作時(shí),熱阻與器件說(shuō)明書(shū)或測(cè)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(shí)際溫升經(jīng)常差異很大。而實(shí)時(shí)測(cè)量器件工作條件下瞬態(tài)溫升,可以避免上述問(wèn)題。因此,本文針對(duì)器件在工作條件下瞬態(tài)溫升的實(shí)時(shí)測(cè)量問(wèn)題展開(kāi)研究,研究了非開(kāi)關(guān)式電學(xué)法在工作條件下實(shí)時(shí)測(cè)量大功率二極管結(jié)溫升的相關(guān)問(wèn)題。研究過(guò)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(duì)比了采用非開(kāi)關(guān)式電學(xué)法、傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)式電學(xué)法、紅外法測(cè)得的結(jié)溫結(jié)果,并對(duì)三種方法產(chǎn)生的結(jié)果偏差進(jìn)行了分析。利用在線測(cè)量系統(tǒng),在不同脈寬占空比條件下,測(cè)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(jì)了大功率二極管實(shí)時(shí)測(cè)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(duì)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(jìn)行研究。分析校溫曲線彎曲的原因。二、對(duì)于非開(kāi)關(guān)式電學(xué)法與傳統(tǒng)方法測(cè)溫結(jié)果的對(duì)比分析。在相同的條件下,利用傳統(tǒng)電學(xué)法及紅外法對(duì)二極管進(jìn)行結(jié)溫測(cè)試,并與非開(kāi)關(guān)式電學(xué)法的結(jié)溫測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,分析結(jié)溫存在偏差的原因。三、二極管在線實(shí)時(shí)測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及搭建。設(shè)計(jì)一套以計(jì)算機(jī)作為控制端,利用信號(hào)發(fā)生器,驅(qū)動(dòng)電路,電源等儀器搭建的在線測(cè)試電路。實(shí)現(xiàn)階梯脈沖電壓及不同占空比的電壓信號(hào)輸出,以測(cè)量不同脈沖占空比條件下二極管的校溫曲線,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。四、二極管在線實(shí)時(shí)采集裝置的設(shè)計(jì)及搭建。利用VEE編程控制電源,測(cè)量二極管處于開(kāi)通關(guān)斷連續(xù)切換狀態(tài)下結(jié)電壓的變化,并與非開(kāi)關(guān)式電學(xué)法得到的校溫曲線對(duì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN313.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 朱陽(yáng)軍;苗慶海;張興華;盧爍今;;半導(dǎo)體功率器件結(jié)溫的實(shí)時(shí)測(cè)量和在線測(cè)量[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);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(shí)的瞬態(tài)結(jié)溫評(píng)定[J];變流技術(shù)與電力牽引;2000年02期

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本文編號(hào)：2518068