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安徽美康儀表自動化有限公司
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二極管熱電阻的測量方法
2010-1-17 閱讀(4756)
由于現代電路設計要求越來越高，電路設計工程師對每一個元器件的溫度，功率都提出了新的
要求，在這種情況下，結合測試工作，我們發現越來越多的二極管生產企業對產品的熱電阻的測量 提出了要求。
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。
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。
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，以達到繪制出平滑的
K 值曲線目的。
通過多次的試驗以及與工廠專用測量儀器的比對，發現在以下的幾個方面的測量對測量結果
的有較大的影響。
1. K 曲線的繪制，這一步可以說直接關系到整個測量的準確性，為了提高正確率，在 進行溫度處理時，應將預處理時間延長，使二極管的溫度與環境溫度保持一致。另 外，繪制曲線時對同一型號同一批次的二極管進行多次測量，對比 K 值，可以得到較滿意的結果。
2. IH 和 I M 的使用，要盡可能保證 2 套恒流源之間的切換能夠快速完成，尤其是 IH 向 I
M 切換的過程中，時間越短，則結溫的測量越準確。在試驗中，選取一個單刀雙擲 開關就可以基本滿足需求。
