二极管结温升的实时测量

二极管结温升的实时测量•研究结温的意义随着半导体器件不断向尺寸小、集成度高等方向发展，功率型二极管需要在不同的高电流电压脉冲或开关条件下工作，器件的瞬态功率密度大，瞬态温升高，过高的温升会增加器件的内部缺陷，造成器件特性下降，影响器件的工作效率，使用可靠性降低，寿命缩短等不受控制的因素的发生，甚至可能会因其温升过高而导致器件融化使器件永久失效，进而发生不可逆转的损坏或危险。元件热损坏是半导体器件在大电流的作用下使其结温超过了许可的范围值而发生的不可恢复的损坏。因此，为了准确评价半导体器件的可靠性，对它的瞬态温升的准确测量尤为重要。测量器件温度的本质是通过对一些与温度有关的物理量的测量（即所谓的温敏参数）来获取器件工作区域温度或对器件的温度进行预测。本课题采用非开关式电学法测量结温，将测试电流与工作电流合二为一，实现在工作状态下对器件的实时测温。非开关式电学法在器件工作状态下实时测量器件结温。更适用于实际工程，因实际工程中部分实验要求不能断开器件工作电流，非开关式电学法可满足要求，其次由于非开关式电学法测量的实时性，其测量结果相较传统电学法更加准确。•关键词中文关键词：半导体、结温升、实时测量英文关键词：semiconductor、Junctiontemperature、real廿memeasurement检索的同义词：TSEPs、在线测量、IGBT、整流管相关词：本底数据、高频、浪涌电流、自热效应•所选择的信息源①数据库名称:中国知网网络站点：」/②网络库名称：IEL（IEEE/IET全文数据库）数据库网络站点：/检索过程以及结果一、中国知网的检索过程相关文献数量：10篇最新的文献：光谱法发光二极管结温测定技术的研究及应用作者：何素明来源：湘潭大学发表时间：2014年引用最多的文献：LED结温测试方法研究作者：温怀疆来源：浙江大学发表时间：2010年我认为最重要的文献：半导体功率器件结温的实时测量和在线测量作者：朱阳军苗庆海张兴华YangLicyon、卢烁今来源：半导体学报发表时间：2007年6月二、IEL（IEEE/IET全文数据库）数据库的检索过程?j 卜轴■■好工Jims■ —耳囂|_十|(S|廿|0htlp畀■ftMaptanfl.1"*™呷卵:…丁』""PiTippIpl爭|甸住*1230閔哉£81^眼1解 Q|0述・I上口™?CafcJEttSJ胆BSniP-tLHwLHw&iMkWi»M5HR慚讨酣口§砂暫沖 •需[•益・g 屮闻吉・"的甲直■曲■tS»l> 肛□MZJ£7：n^%亡宅1：“临事曲耳E¥」・匚1壮*乂■:工E5* 乳 胡lEEiXplWt5世6临•订|朋EEMBMJM 乂二颂7HSKKJMH?■+DDrunsi.V ar52Tr：K^7 ◎聲Ulry IK1TCnfTwtttM*-MTSiEdiiiir应 6nb*xJocch KeIIi-csI:LtnS-iaiE-ch AdvitFIGCid3C4T^h皈tierSe«T<hOptloiwmXhLap]B^3；nKraxulkEl—L-ic-f14fc-iDimIi:junc-fci-&n1-c^pcrhivr-c■]-Laau:nck口ui~uBiusiii》陞炯 A3LteriiLls I-toFast25I- 吕酊盼ReLe^-ince IwEvIkcIAlLecs L'ahn-lL-arutB^-arti-:-IEEECc-1]abritK：<rSntSuruh加usHutPaja ^iscrcTiH*heTmvT■■■iwrk-lm■-HkriirRHR&VbfrH,kLb-k-H31nhl'--Fiaili1-IJnfldkluLtiknematicl&quld<1^14*1ttM-iBDKTdptirTiihIdaeiILIumEnationLm,C.&；Ji!4(l#FixKPhetwlMreckn.C'loiiFLet^ers^[FFE相关文献数量：7篇最新的文献：JunctionTemperatureMeasurementduringInverterOperationusingaTJ-IGBT-Driver作者：MarcoDenk,Mark-M.Bakran来源：PCIMEurope发表时间：2015年5月引用最多的文献：ArealtimemeasurementofjunctiontemperaturevariationinhighpowerIGBTmodulesforwindpowerconverterapplication作者：PramodGhimire1,KristianBonderupPedersen2,AngelRuizdeVegal,Bj0rnRannestad3,StigMunk-Nielsen1,PaulBachTh0gersen3来源：InternationalConferenee发表时间：2014年8月我认为最重要的文献：ApplicationofKalmanFiltertoEstimateJunctionTemperatureinIGBTPowerModules作者：Mohd.AmirEleffendiandC.MarkJohnson来源：IEEETRANSACTIONSONPOWERELECTRONICS发表时间：2015年文献综述半导体温升的测量方法一般分为：物理接触法、光学法以及电学法。物理接触法是用温度传感器直接接触暴露了芯片表面的待测器件，其方式可以分为点接触式、多点接触式、涂层覆盖式和扫描探针式等，其空间分辨率由温度传感器探头的尺寸和涂层介质的颗粒大小决定。物理接触法的空间分辨率较高但是待测器件必须暴露出新片的表面进行测温，因而是一种破坏性的测温方法，对于较为脆弱的器件，接触探头会造成芯片表面的损伤。又因为该方法一般不能用于对器件的瞬态温度进行测量，所以在可靠性的实验中，一般用该方法对管壳温度进行测量【1】。光学法是利用光学特性对半导体器件进行测温，如利用一束由光子组成的光聚焦在器件芯片的某一点上，通过光子与聚焦点上物质产生的与温度相关的折射或散射等物理机理的作用来测量器件的芯片温度【2】。光学法的有点事高空间分辨率以及非接触式，但是它的缺点是必须暴露出芯片的表面因为具有破坏性，同时所用的一起也较为昂贵。电学法分为开关式电学法和非开关式电学法。开关式电学法一般选取电压作为温敏参数，通过测量器件在工作状态下的结电压而得到器件的温度变化。通常是将器件由工作状态转换为测试状态，在较短的时间内给器件通上一定的小电流然后由公式得到器件的电压，最后通过校温曲线得到器件的瞬态温度。开关式电学法虽然将器件的自温升降到最低，但是在开关切换的过程中产生的延迟可能会导致结温测量的误差。开关式电学法的测量结果通常低于器件的实际结温【3】，因此，在实际测量的过程中还需要用拟合反推的方法对冷却过程进行适当的补偿。而非开关式电学法是在器件工作的状态下通一脉冲足够小的脉冲电流，不仅很大程度的避免了器件的自热效应对测温的影响，而且不存在开关切换的问题【4】其测量也较为准确。总的来说，电学法与物理接触法和光学发相比的优势是具有非破坏性，而且操作起来也比较方便，灵敏度也比较高，能够很大程度上降低实验的成本。目前，对于带有封装的器件在工作上大量采用电学法。参考文献：胡振邦.脉冲注入式功率型LED热特性测量系统研制[D].厦门大学，201