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二極管的熱阻抗與普通意義上的電阻不同,它用來表示二極管在溫度升高的條件下功率耗散的情況。從對企業的調查和了解可以發現,大多數企業對于這一參數并不是十分了解,專用的測量儀
器比較昂貴而且數量稀少,只有少數臺資廠從臺灣專門購置了設備用于該參數的測量,從而使得產品的參數在面對客戶時有了更強的競爭力,這一點也促使其競爭對手對于二極管熱電阻的測量有了
更強的需求。
通過對標準的研究可以發現,二極管熱電阻的測量原理并不困難,本文結合安全實驗室的現有設備,闡述了在目前情況下測量二極管熱電阻的方法,經過與企業的儀器進行比對,測量精度,準
確度的誤差在 3%以內,基本可以滿足企業對該參數測量的需求。
參數定義
θ:二極管熱電阻。它表示了二極管在當前的封裝模式和散熱條件下散發熱量的能力,同時,它也給二極管運行的安全功率等級提供了參考。通常的商業用技術規格書中,會給出二極管的一般參數,但是對于電路設計人員來說,熱電阻這個參數是必不可少的。二極管熱電阻表示了功率耗散和溫度間的關系,其計算公式為:
θ=(Tjunction-Texternal)/Pdiss (1),
其中,Tjunction 為結溫,Texternal 為環境溫度,Pdiss 為耗散功率。
測量方法
由公式(1)可以看出,對于熱電阻的計算,有以下幾個變量需要測量,一個是二極管的溫度,其中又包括結溫和環境溫度;一個是二極管的耗散功率。對于二極管來說,Pdiss 即為二極管的電壓以及對應的通過二極管的電流的乘積。而結溫是指二極管的 PN 結的溫度,由于工藝關系,成品的二極管都已經完成了封裝,在不破壞二極管的條件下,這個參數對于我們來說難以直接測量,必須通過其他的間接方法進行。
經過試驗可以發現,二極管的結溫與其導通電壓是呈線性關系的,其比值可以用 K 來表示。由于無法直接測量到二極管內部溫度,在實際測試中,只能通過改變環境溫度,用環境溫度的變化來模擬結溫的變化情況。試驗中,將二極管置于高溫箱中,進行較長時間(長于 1 小時)的預處理,使二極管的溫度盡可能的與外界環境溫度達到均衡,然后直接在高溫箱內對其在不同溫度下的導通電壓進行測量。經過選取等多個溫度點下對于導通電壓的測量,可以得出結論,二極管的導通電壓與與溫度呈反比關系,如圖 1 所示。
則表示結溫與電壓的參數 K 可以近似的表示為
K=|(v2-V1)/(T2-T1)| (2),應當注意,測量應盡可能的精確,以達到繪制出平滑的 K 值曲線的目的。