ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
С О ЮЗ А ССР
ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕХОД—КОРПУС И ИМПУЛЬСНОГО ТЕПЛОВОГО
СОПРОТИВЛЕНИЯ
Г ОСТ 19656.15-84
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москв
аРедактор Т. С. Шеко
Технический редактор Н. В. Келейникова
Корректор Л. А. Синица
Сдано в наб. 03.10.84 Подп. в печ. 06.12.84 1.5 ўсл. п. л. 1,5 усл. кр.-отт. 1,42 уч.-изд. л.
Тир. 10 000 Цена 10 коп.
Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123840, Москва, ГСП,
Новопресненский пер. З,
Калужская типография стандартов, ya. Московская, 256. Зак. 2818
■
Группа Э29
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
УДК 621.382.2.029.6:006.354ГОСУДАРСТВЕННЫЙ амнамлмвпммпшпммві^мшшип
ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ
м
ГОСТ
19656.15-84
Semiconductor UHF diodes. Measurement methods of thermal resistance and pulse thermal resistance
ЮКП 62 1800
^Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 августа 1984 г. № 2996 срок действия установлен
с 01.01.86
до 01.01.flW
Несоблюдение стандарта преследуется по закону (
Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые диоды СВЧ и устанавливает следующие методы измерения тепловых сопротивлений.
Метод измерения теплового сопротивления переход — корпус* пер—кор и импульсного теплового сопротивления /?0и с использованием зависимости прямого напряжения диода от температуры и разогревом импульсами СВЧ-мощности, применяемый для всех СВЧ-диодов, кроме диодов Ганна и лавинно-пролетных диодов (метод I).
Метод измерения пер-кор и У?© и с использованием зависимости прямого напряжения диода от температуры и разогревом импульсами прямого тока, применяемый для всех СВЧ-диодов, кроме диодов Ганна и лавинно-пролетных диодов, при автоматизированных измерениях в условиях производства (метод II).
Метод измерения У?© Пер-коР с использованием зависимости порогового тока диодов Ганна от температуры, (метод III).
Метод измерения /?0 пер—кор с использованием зависимости «обратного напряжения лавинно-пролетного диода от температуры (метод IV).
Общие требования и требования безопасности — по ГОСТ 19656.0—74.
*
Издание официальное ★
Переход — теплоотводящая поверхность для бескорпусных диодов.Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1984МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Reпер_кор И R0„ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ЗАВИСИМОСТИ ПРЯМОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДИОДА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
И РАЗОГРЕВОМ ИМПУЛЬСАМИ СВЧ-МОЩНОСТИ (МЕТОД 1|
Принцип, условия и режим измерений
Измерение тепловых сопротивлений заключается в определении приращения температуры перехода в результате рассеивания в диоде определенной мощности СВЧ-импульса.
Для типа диодов или конкретного диода должен быть определен температурный коэффициент прямого напряжения (ТКН) методом, приведенным в обязательном приложении 1.
Изменение прямого напряжения диода под действием СВЧ-импульса показано на черт. 1. Период следования импульсов Т выбирают из условия
Т—т„ > Зтт ,
где тт — время тепловой релаксации диода.
При измерении Кепер -кор длительность импульсов ти выбирают из условия
тя = (3 5)тт .
Измерение 7?ей проводят при нормированной длительности импульса.
Значение импульсной рассеиваемой мощности, длительности импульсов и периода их следования должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях (ТУ} на диоды конкретных типов.
Аппаратура •
Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 2.
Генератор СВЧ-мощности должен обеспечивать подачу на диод импульса СВЧ-мощности с заданной длительностью и периодом следования; погрешность установки длительности импульсов и периода следования не должна выходить за пределы ±5%; длительность фронтов <0,05 тг«П
огрешность регулировки и измерения импульсной мощности не должна выходить за пределы ± 10 %.
Измеритель КСВН должен обеспечивать измерение КСВН в импульсном режиме от 1,1 до 2,0, погрешность — в пределах ±15%.
Д
GW—генератор СВЧ-мощности; Н—измеритель коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН); XW— диодная измерительная камера с диодом; G—источник постоянного тока; PV—измеритель изменения прямого напряже- ния ЛППр
Черт. 2
иодная измерительная камера должна обеспечивать:согласование проверяемых диодов до КСВ'Н<1,4 при заданном прямом токе;
тепловое сопротивление между корпусом диода и диодной камерой для диодов в корпусе или между теплоотводящей поверхностью диода и диодной камерой для бескорпус- ных диодов не более 5 % измеряемого теплового сопротивления;
коэффициент потерь СВЧ-мощности в элементах конструкции камеры (Кр ), определенный для конкретного диода или диодов
данного типа методом, приведенным в справочном приложении 2, не более 0,2.
Источник постоянного тока должен обеспечивать:
внутреннее сопротивление не менее 10 кОм;
амплитуду напряжения пульсаций не более 0,02%.
Суммарная нестабильность задаваемого тока при работе на реальную нагрузку не должна выходить за пределы ±2%.
Погрешность измерения изменения прямого напряжения на диоде Д(7пр измерителем PV не должна выходить за пределы ±10%.
Подготовка и проведение измерений
Устанавливают проверяемый диод в диодную камеру.
Задают через диод прямой ток.
Подают на диод импульсы СВЧ-мощности и проводят согласование диода.
Измеряют значение Д[/пр.
Обработка результатов измерений
Тепловое сопротивление Re , °С/Вт, определяют по формуле
» At/nP /и
— ТКН-РГ(1— Кр) ’ v ’
где Uпр — изменение прямого напряжения диода, мВ;
ТКН — температурный коэффициент прямого напряжения диода, определенный методом, приведенным в обязательном приложении 1, мВ/°С;
Рг—импульсная мощность генератора СВЧ-мощности, Вт;
Кр—коэффициент потерь в диодной камере, определенный методом, приведенным в справочном приложении 2.
Показатели точности измерений '
ПЬгрёшность измерения тепловых сопротивлений не должна выходить за пределы ±25% с доверительной вероятностью» 0,997.
Расчет погрешности измерения теплового сопротивления приведен в справочном приложении 3.
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Пер-кор И „ с ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАВИСИМОСТИ ПРЯМОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДИОДА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И РАЗОГРЕВОМ ИМПУЛЬСАМИ ПРЯМОГО ТОКА (МЕТОД II]
Принцип, условия и режим измерений
Измерение тепловых сопротивлений заключается в определении приращения температуры перехода в результате рассеивания в диоде определенной мощности импульса прямого тока.
Для типа диодов или конкретного диода должен быть, определен температурный коэффициент прямого напряжения (ТКН) методом, приведенным в обязательном приложении 1.
Изменение прямого напряжения диода под действием импульса прямого тока показано на черт. 3. Период следования» импульсов Т выбирают из условия:
Т—хи >3тт.
При измерении Re пер-кор длительность импульсов ти выбирают из условия:
ти= (3 5)тт .
Измерение Рви проводят при нормированной длительности импульса.
Черт. 3Значения амплитуды импульса прямого тока, длительности импульсов и периода их следования, при которых проводят измерения, должны соответствовать установленным в стандартах или ТУ на диоды конкретных типов.
Аппаратура
Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 4.
G1—импульсный генератор тока;
G2—источник постоянного тока;
ПУ—подключающее устройство с
диодом; PW—измеритель мощности; PV—измеритель изменения прямого
напряжения ДІ/
Черт. 4 .
Импульсный генератор должен обеспечивать:
подачу на диод импульсов прямого тока с заданной длительностью и периодом следования; погрешность установки длительности импульсов и периода следования не должна выходить за пределы ±5%; длительность фронтов <0,05 тт ;
внутреннее сопротивление не менее 500 Ом.
Погрешность установки амплитуды импульсов прямого тока не должна выходить за пределы ±3 %.
Источник постоянного тока — в соответствии с требованиями п. 1.2.5.
Погрешность измерения импульсной мощности, рассеиваемой в диоде, измерителем мощности PW не должна выходить за пределы ±7%.
Измеритель изменения прямого напряжения &U„p— в соответствии с требованиями п. 1.2.6.
Подключающее устройство должно обеспечивать: переходное сопротивление контактов не более 0,01 Ом;
тепловое1 сопротивление между корпусом диода и ПУ для диодов в корпусе или между теплоотводящей поверхностью диода и ПУ для бескорпусных диодов должно быть не более 5 % значения измеряемого теплового сопротивления.
Подготовка и проведение измерений
Устанавливают диод в подключающее устройство.
Задают через диод прямой ток.
Подают на диод импульсы прямого тока и измеряют рассеиваемую в диоде мощность.
Измеряют значение Д€/пр ■
Обработка результатов измерений
Тепловое сопротивление /?е , °С/Вт, определяют по формуле
_дупр _ 2
ТКН Р ’ { '
где ДС/пр — изменение прямого напряжения диода, мВ;
ТКН — температурный коэффициент прямого напряжения диода, определенный методом, приведенным в обязательном приложении 1, мВ/°С;
Р — импульсная мощность, рассеиваемая в диоде, Вт.
Показатели точности измерений
Погрешность измерения тепловых сопротивлений не должна выходить за пределы ±25% с доверительной вероятностью 0,997.
Расчет погрешности измерения теплового сопротивления приведен в справочном приложении 3.
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Reпер_корС ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАВИСИМОСТИ ПОРОГОВОГО ТОКА ДИОДОВ ГАННА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ (МЕТОД III)
Принцип, условия и режим измерений
Измерение теплового сопротивления заключается в определении разности температур между активной областью диода и корпусом при рассеивании определенной мощности постоянного тока.
Разность температур между активной областью диода и корпусом определяют исходя из измерений температуры корпуса при равенстве пороговых токов для двух электрических режимов: рассеивании в диоде мощности постоянного тока и неразогревающем импульсном режиме и подогреве корпуса внешним нагревателем.
На черт. 5 представлены вольт-амперные характеристики диода Ганна при двух температурах активной области, причем Ti>T2. При нагреве корпуса внешним нагревателем значение импульсного порогового тока уменьшается и при равенстве его значения значению постоянного импульсного тока температура корпуса соответствует температуре активной области при рассеивании мощности постоянного тока.
Значения длительности и периода следования импульсов, при которых проводят измерение, должны соответствовать установленным в стандартах или ТУ на диоды конкретных типов
.
Аппаратура
Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 6.
61—источник постоянного напряжения; 62—генератор импульсов напряжения; S1, 32—переключатели- Ц—измерительный резистор; PV1, PV3—измерители постоянного
напряжения; PV2—измеритель импульсного напряжения; Е—нагреватель; ПУ—подключающее устройство с диодом; РТ—измеритель температуры
Черт. 6
Источник постоянного напряжения должен обеспечивать: установку и поддержание порогового напряжения диода, погрешность — в пределах ±2 %;
внутреннее сопротивление — не более 0,1 (/? + г) Ом, где 7? — сопротивление измерительного резистора, Ом;
г — сопротивление диода, Ом.
Генератор импульсов напряжения должен обеспечивать: установку и поддержание амплитуды импульсов, погрешность — в пределах ±2%, длительность импульсов <0,05тт ;
внутреннее сопротивление — не более 0,1 (R + r), Ом, где R. — сопротивление измерительного резистора, Ом;
г — сопротивление диода, Ом.
Измерители постоянного напряжения должны отвечать следующим требованиям:
погрешность измерения постоянного напряжения не должна выходить за пределы ±2 %,