ток, проходящий через измерители, должен быть не более 1 % значения порогового тока проверяемого диода.
Измеритель импульсного напряжения должен отвечать следующим требованиям:
погрешность измерения импульсного напряжения не должна выходить за пределы ±10%;
ток, проходящий через измеритель, должен быть не более 1 % значения порогового тока проверяемого диода.
Нагреватель должен обеспечивать нагрев корпуса диода до температуры 200 °С.
Подключающее устройство должно обеспечивать:
переходное сопротивление контактов не более 0,01 Ом в диапазоне рабочих температур;
тепловое 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.
Погрешность измерения температуры корпуса измерителем температуры не должна выходить за пределы ±1,5°С.
Подготовка и проведение измерений
Устанавливают диод в подключающее устройство. Переключатели SI, S2 устанавливают в положение 1.
С помощью источника постоянного напряжения задают постоянный пороговый ток через диод по максимуму показаний измерителя PV1. Значение порогового тока /ПоР, А, определяют по формуле
/пор=4 , (3)
где U — показания измерителя PV1, В;
R — сопротивление измерительного резистора, Ом.
Измеряют значение порогового напряжения [/пор и температуру корпуса диода Ті.
Устанавливают переключатели SI, S2 в положение 2 и задают значение порогового тока в импульсном режиме /Пор,и с помощью генератора импульсов по максимуму показаний измерителя PV2.
Включают нагреватель и измеряют температуру корпуса диода Т2 в момент равенства значения импульсного порогового тока значению постоянного порогового тока.Обработка результатов измерений
Тепловое сопротивление пер-кор , °С/Вт, определяют ио формуле
D
(4)
А0пер —кор / гг
Jnop’(Jnop
где Ті — температура корпуса диода в режиме постоянного по рогового тока, °С;
Т2— температура корпуса диода при внешнем нагреве и импульсном электрическом режиме; °С;
/,пор — постоянный пороговый ток, А;, {/„op — постоянное пороговое напряжение, В.
Показатели точностей измерений
Погрешность измерения теплового сопротивления не должна выходить за пределы ±25% с доверительной вероятностью 0,997.
Расчет погрешности R& пер-коР приведен в справочном приложении 3.
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Reпер_кор С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАВИСИМОСТИ ОБРАТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЛАВИННО-ПРОЛЕТНЫХ ДИОДОВ
ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ (МЕТОД IV)
Принцип, условия и режим измерений
Измерение теплового сопротивления заключается в определении разности температур между переходом и корпусом диода при рассеивании в диоде определенной мощности постоянного тока.
Разность температур между переходом и корпусом определяют исходя из измерений температуры корпуса диода при равенстве обратных напряжений для двух электрических режимов: при рассеивании в диоде мощности постоянного тока IoUo, при рассеивании меньшей мощности (/о—A/) Uo, подогреве' корпуса диода внешним нагревателем и подаче на диод неразогревающего переход высокочастотного тока с амплитудой А/.
На черт. 7 представлены статическая вольт-амперная характеристика (1) и изотермические вольт-амперные характеристики, соответствующие постоянным температурам перехода ТР и Ті, причем Т0>Т1. При подаче высокочастотного тока (2) амплитуда обратного напряжения (3) изменяется в соответствии с изотермической характеристикой Ті. Нагрев корпуса внешним нагревателем увеличивает обратное напряжение и при равенстве его амплитудного значения значению Vo температура перехода будет равна То. 1
Значения постоянного обратного тока и частоты генератора высокочастотного тока, 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. 8.
G1—источник постоянного тока; G2—генератор тока высокой частоты; G3—источник опорного напряжения; PV/—измеритель амплитуды обратного напряжения; PV2—измеритель постоянного обратного напряжения; РТ— измеритель температуры корпуса ПУ; Е—нагреватель; ПУ—подключающее устройство с диодом.
Черт. 8
Источник постоянного тока должен обеспечивать: ступенчатое уменьшение тока на значение А/=7о—If, погрешность — в пределах ±1%;погрешность задания тока /о в пределах ±5%;
внутреннее сопротивление не менее 10 кОм;
нестабильность тока за время измерения диода в пределах ±0,2%.
Генератор тока высокой частоты должен обеспечивать: установку и поддержание высокочастотного тока с амплитудой, равной Д/=/о—Іі',
суммарную погрешность — в пределах ±4%;
период колебаний — не более 0,05 хт ;
внутреннее сопротивление — не менее 1 кОм.
Источник опорного напряжения должен обеспечивать: установку и поддержание напряжения в пределах, необходимых для компенсации обратного напряжения диода;
суммарную нестабильность напряжения — в пределах ±0,02%.
Погрешность измерения амплитудного значения обратного напряжения относительно опорного напряжения измерителем напряжения PV1 не должна выходить за пределы ±2%.
Погрешность измерения обратного напряжения диода измерителем постоянного обратного напряжения PV2 не должна выходить за пределы ±2%.
Погрешность измерения приращения температуры измерителем температуры корпуса ПУ не должна выходить за пределы ±5%.
Нагреватель должен обеспечивать нагрев корпуса диода относительно первоначальной температуры не менее чем на 10 °С.
Подключающее устройство должно обеспечивать тепловое сопротивление между корпусом диода и ПУ для диодов в корпусе или между теплоотводящей поверхностью диода и ПУ для бескорпусных диодов не более 10 % значения измеряемого теплового сопротивления.
Подготовка и проведение измерений
Устанавливают диод в подключающее устройство.
С помощью источника постоянного тока G1 задают ток /о- Калибруют измеритель температуры РТ при установившейся начальной температуре корпуса ПУ.
С помощью источника опорного напряжения G3 устанавливают удобное для отсчета показание измерителя PV1.
Уменьшают значение тока /о на значение А/ с помощью источника постоянного тока G1 и включают генератор тока высокой частоты G2 с амплитудой А/.
Включают нагреватель и измеряют температуру корпуса ПУ до совпадения показаний измерителя PV1 с показаниями этого прибора, установленными в п. 4.3.3.Измеряют обратное напряжение диода с помощью измерителя PV2.
Измеряют приращение температуры корпуса ПУ с помощью измерителя температуры РТ.
Обработка результатов измерений
Тепловое сопротивление ^впер-кор, °С/Вт, определяют по формуле
^?впер.—кор=Нвкор.—ПУ г (5)
где ДТ — приращение температуры корпуса ПУ, измеренное измерителем температуры РТ, °С;
Д/— изменение постоянного тока через диод, А;
Uo— постоянное обратное напряжение диода, измеренное измерителем PV2 при токе /о, В;
Re кор-пу - тепловое сопротивление между корпусом диода и подключающим устройством, указанное в технической документации на измерительную установку, °С/В.
Показатели точности измерений
Погрешность измерения теплового сопротивления не должна выходить за пределы ±15% с доверительной вероятностью 0,997 с учетом значения Re кор.-пу, указанного в п. 4.4.1, и должна быть в пределах ±25 % с доверительной вероятностью 0,997, если значение Re кор.-пу не учитывается.
Расчет погрешности измерения Re пер-крр приведен в справочном приложении 3.ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Обязательное
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА
ПРЯМОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДИОДА (TKHJ
Определение ТКН заключается в измерении прямого напряжения диода при протекании неразогревающего переход прямого тока для двух значений температуры корпуса.
Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на чертеже.
G—источник постоянного тока;
То—термостатируемый объем;
77 У—подключающее устройство; PV—измеритель прямого напря
жения; РТ—измеритель температуры
Источник постоянного тока должен обеспечивать подачу на диод требу- «мого тока с общей стабильностью ±2 % и иметь внутреннее сопротивление не менее 10 кОм.
Термостатируемый объем должен обеспечивать задание и поддержание двух, отличающихся не менее чем на 20 °С, температур измерения диодов; погрешность — в пределах ±2 %.
Погрешность измерения в заданных пределах напряжения диода измерителем прямого напряжения PV не должна выходить за пределы ±0,5%.
Погрешность измерения температуры измерителем температуры РТ не должна выходить за пределы ±2 %.
Подключающее устройство должно иметь переходное сопротивление не ■более 0,01 Ом в диапазоне рабочих температур. Рекомендуется применять многопозиционные подключающие устройства.
Порядок проведения измерений
Диод, установленный в подключающее устройство, выдерживают при температуре Ті в течение времени, достаточного для полного прогрева диода. Время выдержки зависит от типа термостатируемого объема и корпуса диода и устанавливается в технической документации на измерительную установку.
Задают ток через диод и измеряют прямое напряжение ЙПрі-
Устанавливают температуру Т2, большую, чем Гь и после выдержки измеряют прямое напряжение Unpi,
Значение ТКН, мВ/°С, рассчитывают по формуле
^прі—^пра
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОТЕРЬ
СВЧ-МОЩНОСТИ В ЭЛЕМЕНТАХ КОНСТРУКЦИИ ДИОДНОЙ КАМЕРЫ
Определение коэффициента потерь СВЧ-мощности в элементах конструкции диодной камеры основано на измерении добротности камеры с эквивалентом короткого замыкания. Эквивалентом короткого замыкания является устройство,, максимально близкое по своим размерам и конструкции к проверяемому диоду, в котором в месте установки полупроводниковой структуры осуществлено короткое замыкание.
Измерение добротности камеры следует проводить с помощью панорамного измерителя КСВН, при этом диодную камеру включают в качестве конечно# нагрузки.
Порядок проведения измерений
Устанавливают в камеру эквивалент короткого замыкания и на частоте измерений теплового сопротивления fo проводят согласование камеры до КСВН <1,4.
Измеряют полосу пропускания камеры AfK3 по уровню КСВН-2 и рассчитывают добротность камеры с эквивалентом короткого замыкания QK3 по формуле
Л Ь—
Чк-3-Д^к.з ’
Устанавливают в камеру проверяемый диод и на частоте f0 проводят согласование камеры до КСВН<1,4 при заданном прямом токе.
Измеряют полосу пропускания камеры Д/д по уровню КСВН = 2 и рассчитывают добротность камеры с проверяемым диодом Qx по формуле
Определяют коэффициент потерь СВЧ-мощности в элементах конструкции камеры Кр по формуле
Qa
Р~ о
^к.зПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное
Расчет погрешности измерения теплового сопротивления, определяемого
методами, приведенными в разд. 1 и 2 настоящего стандарта
Погрешность измерения теплового сопротивления 6Л0 измеренного методами, приведенными в разд. 1 и 2 настоящего стандарта, подчиняется нормальному закону распределения и рассчитывается по формуле
8 = V (8Д(/Пр)24Ч8ТКН)24-(6Рр, (I)
где 5Л(7пр“ предельное значение относительной погрешности измерения изменения прямого напряжения диода. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
6ТКН — предельное значение относительной погрешности измерения температурного коэффициента прямого напряжения диода. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
6Р — предельное значение относительной погрешности измерения мощности, рассеиваемой в диоде. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
Погрешность бД{7пр, %, рассчитывают по формуле
ЙДІ/пр—і-вДІ/і-ВД^і V(BALf3)2 + (6A(/4)2+(6At/ft)2, (2)
где б ДІЛ —■ предельное значение относительной систематической погрешности измерения ДЛпр, вызываемой нагревом корпуса диода в процессе действия импульса;
6ДІ72 — предельное значение относительной систематической погрешности измерения Д(7Пр > вызываемой рассеиванием накопленного заряда;
6Д(73 — предельное значение относительной погрешности измерения ДІ7Пр> вызываемой нестабильностью и пульсациями источника тока. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
