Купить ГОСТ 19656.15-84 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее
Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"
Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.
Распространяется на полупроводниковые диоды СВЧ и устанавливает методы измерения тепловых сопротивлений.
Ограничение срока действия снято: Протокол № 3-93 МГС от 12.03.93 (ИУС 5-93)
1 Метод измерения с использованием зависимости прямого напряжения диода от температуры и разогревом импульсами СВЧ-мощности (метод I)
2 Метод измерения с использованием зависимости прямого напряжения диода от температуры и разогревом импульсами прямого тока (метод II)
3 Метод измерения с использованием зависимости порогового тока диодов Ганна от температуры (метод III)
4 Метод измерения с использованием зависимости обратного напряжения лавинно-пролетных диодов от температуры (метод IV)
Приложение 1 Метод измерения температурного коэффициента прямого напряжения диода (ТКН)
Приложение 2 Метод измерения коэффициента потерь СВЧ-мощности в элементах конструкции диодной камеры
Приложение 3 Расчет погрешности измерения теплового сопротивления
Дата введения | 01.01.1986 |
---|---|
Добавлен в базу | 01.09.2013 |
Актуализация | 01.01.2021 |
24.08.1984 | Утвержден | Госстандарт СССР | 2996 |
---|---|---|---|
Издан | Издательство стандартов | 1984 г. |
Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕХОД—КОРПУС И ИМПУЛЬСНОГО ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
Цена 10 кол.
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва
УДК 621.382.2.029.6:006.354 Группа Э29
Л
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ГОСТ
19656.15-84
ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ
методы измерения теплового сопротивления переход—корпус и импульсного теплового сопротивления
Semiconductor UHF diodes Measurement methods of thermal resistance and pulse thermal resistance
ОКП 62 *800
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 августа 1984 г. На 2996 срок действия установлен
с 01.01.86 до 01.01.91
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* Ле пер-кор и импульсного теплового сопротивления Леи 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 Ле„ер-кор и Леи 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 Ле „ер-кор с использованием зависимости порогового тока диодов Ганна от температуры, (метод III).
Метод измерения Ле „ер-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
Стр. 10 ГОСТ 196S6.15—84
4.1.4. Значения постоянного обратного тока и частоты генератора высокочастотного тока, при которых проводят измерения, должны соответствовать установленным в стандартах или ТУ на диоды конкретных типов.
4.2. Аппаратура
4.2.1. Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 8.
GJ—источник постоянного то ка; G2—генератор тока высокой частоты; G3—источник опорного напряжения; измеритель амплитуды обратного напряжения; PV2—измеритель постоянного обратного напряжения; РТ— измеритель температуры корпуса ПУ; £—нагреватель; ЯУ—под-ключающее устройство с диодом. |
Черт. 8
4.2.2. Источник постоянного тока должен обеспечивать: ступенчатое уменьшение тока на значение Д/=/о—/ь погрешность — в пределах ±1 %;
ГОСТ I96S6.15—84 Стр. II
погрешность задания тока /о в пределах ±5%; внутреннее сопротивление не менее 10 кОм; нестабильность тока за время измерения диода в пределах ±0,2%.
4.2.3. Генератор тока высокой частоты должен обеспечивать: установку и поддержание высокочастотного тока с амплитудой, равной Д/=/о—Ii;
суммарную погрешность — в пределах ±4%; период колебаний — не более 0,05 тт ; внутреннее сопротивление — не менее 1 кОм.
4.2.4. Источник опорного напряжения должен обеспечивать: установку и поддержание напряжения в пределах, необходимых для компенсации обратного напряжения диода;
суммарную нестабильность напряжения — в пределах ±0,02%.
4.2.5. Погрешность измерения амплитудного значения обратного напряжения относительно опорного напряжения измерителем напряжения PV1 не должна выходить за пределы ±2%.
4.2.6. Погрешность измерения обратного напряжения диода измерителем постоянного обратного напряжения PV2 не должна выходить за пределы ±2%.
4.2.7. Погрешность измерения приращения температуры измерителем температуры корпуса ПУ не должна выходить за пределы ±5%.
4.2.8. Нагреватель должен обеспечивать нагрев корпуса диода относительно первоначальной температуры не менее чем на 10 °С.
4.2.9. 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.
4.3. Подготовка и проведение измерений
4.3.1. Устанавливают диод в подключающее устройство.
4.3.2. С помощью источника постоянного тока G1 задают ток /0. Калибруют измеритель температуры РТ при установившейся начальной температуре корпуса ПУ.
4.3.3. С помощью источника опорного напряжения G3 устанавливают удобное для отсчета показание измерителя PV1.
4.3.4. Уменьшают значение тока /о на значение А/ с помощью источника постоянного тока G1 и включают генератор тока высокой частоты G2 с амплитудой А/.
4.3.5. Включают нагреватель и измеряют температуру корпуса ПУ до совпадения показаний измерителя PV1 с показаниями этого прибора, установленными в п. 4.3.3.
Стр. 12 ГОСТ W6J6.1J—84
4.3.6. Измеряют обратное напряжение диода с помощью измерителя PV2.
4.3.7. Измеряют приращение температуры корпуса ПУ с помощью измерителя температуры РТ.
4.4. Обработка результатов измерений
4.4.1. Тепловое сопротивление Не пер-кор , °С/Вт, определяют по формуле
^?впер.—кор— дЩ0 —#екор.-ПУ, (5)
где АТ — приращение температуры корпуса ПУ, измеренное измерителем температуры РТ, °С;
ДI — изменение постоянного тока через диод, А;
U0 — постоянное обратное напряжение диода, измеренное измерителем PV2 при токе /0, В;
Не кор-пу - тепловое сопротивление между корпусом диода и подключающим устройством, указанное в технической документации на измерительную установку, °С/В.
4.5. Показатели точности измерений
4.5.1. Погрешность измерения теплового сопротивления не должна выходить за пределы ±15% с доверительной вероятностью 0,997 с учетом значения /?вкор.-пу, указанного в п. 4.4.1, и должна быть в пределах ±25 % с доверительной вероятностью 0,997, если значение #екор.-пу не учитывается.
4.5.2. Расчет погрешности измерения Re пер-кор приведен в справочном приложении 3.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Обязательное
1. Определение ТКН заключается в измерении прямого напряжения диода при протекании неразогревающего переход прямого тока для двух значений температуры корпуса.
2. Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на чертеже.
G—источник постоянного тока; То—термостатируемый объем; #У—подключающее устройство; Р V—измеритель прямого напря жения; ЯГ—измеритель температуры |
2.1. Источник постоянного тока должен обеспечивать подачу на диод требуемого тока с общей стабильностью ±2 % и иметь внутреннее сопротивление не менее 10 кОм.
2.2. Термостатируемый объем должен обеспечивать задание и поддержание двух, отличающихся не менее чем на 20 °С, температур измерения диодов; погрешность — в пределах ±2 %.
2.3. Погрешность измерения в заданных пределах напряжения диода измерителем прямого напряжения PV не должна выходить за пределы ±0,5%.
2.4. Погрешность измерения температуры измерителем температуры РТ не должна выходить за пределы ±2 %.
2.5. Подключающее устройство должно иметь переходное сопротивление не более 0,01 Ом в диапазоне рабочих температур. Рекомендуется применять многопозиционные подключающие устройства.
3. Порядок проведения измерений
3.1. Диод, установленный в подключающее устройство, выдерживают при температуре Т{ 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.
3.2. Задают ток через диод и измеряют прямое напряжение £/прх*
3.3. Устанавливают температуру Гг, большую, чем Ть и после выдержки измеряют прямое напряжение Unp2,
4. Значение ТКН, мВ/°С, рассчитывают по формуле
Я npi—^Пр2 Т2-Тг '
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное
1. 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.
2. Измерение добротности камеры следует проводить с помощью панорамного измерителя КСВН, при этом диодную камеру включают в качестве конечной нагрузки.
3. Порядок проведения измерений
3.1. Устанавливают в камеру эквивалент короткого замыкания и на частоте измерений теплового сопротивления f0 проводят согласование камеры до КСВН <1,4.
3.2. Измеряют полосу пропускания камеры А/к 3 по уровню КСВН-2 и рассчитывают добротность камеры с эквивалентом короткого замыкания QK>3 по формуле
о -Ь-
3.3. Устанавливают в камеру проверяемый диод и на частоте f0 проводят согласование камеры до КСВН<1,4 при заданном прямом токе.
3.4. Измеряют полосу пропускания камеры А{л по уровню КСВН = 2 и рассчитывают добротность камеры с проверяемым диодом <3Д по формуле
3.5. Определяют коэффициент потерь СВЧ-мощности в элементах конструкции камеры Кр по формуле
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное
1.1. Погрешность измерения теплового сопротивления 6Re измеренного методами, приведенными в разд. 1 и 2 настоящего стандарта, подчиняется нормальному закону распределения и рассчитывается по формуле
5К0 = /(6АаПр)*+(6ТКН)* + (6Р)»; (I)
где 6Д(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;
бР — предельное значение относительной погрешности измерения мощности, рассеиваемой в диоде. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
1.2. Погрешность бAUnp, %, рассчитывают по формуле
ЙДС/пр^+вД^-аД!/^ У(Ъ&и$)* + (Ъ&и^+ (»Диь)*, (2)
где 6A£/i — предельное значение относительной систематической погрешности измерения Д£/Пр» вызываемой нагревом корпуса диода в процессе действия импульса;
6ДU2 — предельное значение относительной систематической погрешности измерения Д£/Пр * вызываемой рассеиванием накопленного заряда;
бДС/з — предельное значение относительной погрешности измерения Д£/Пр, вызываемой нестабильностью и пульсациями источника тока. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
ЙД£/4 — предельное значение относительной погрешности измерения Д£/Пр, вызываемой выделением огибающей СВЧ-импульса. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
б &U $ — предельное значение относительной погрешности измерителя Д£/Пр. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
1.3. Погрешность 6ДU\ зависит от требований, предъявляемых к измерительной камере и подключающему устройству, и не должна превышать 5%.
1.4. Погрешность 6ДС/2 определяют по осциллограмме зависимости прямого напряжения диода Unр от времени при протекании через диод импульсного прямого тока, изображенной на черт. 1.
Погрешность бД^г» %, рассчитывают после определения значений Д£/пр и Л£/пр из осциллограммы по формуле
(3)
8Д1/9=^£_-100.
ДС/пр
Если погрешность бДС/г превышает 10 %, то должны быть приняты меры по ее снижению или учету.
Стр. и ГОСТ 1Wf6-tS—84
/—реальная зависимость; зависимость без учета явления рассасывания накопленного заряда. |
Черт. 1
1.5. Погрешность 6Д£/3, %, рассчитывают по формуле
«. . , J U'/'n ...
ъьиа=—п- . (4)
Uiip
где Д/нзм — максимальная абсолютная нестабильность измерительного тока, А; г„— последовательное сопротивление потерь проверяемого диода, Ом; ипр — прямое напряжение диода при протекании через него измерительного тока, В
1.6. Погрешность 6Д£/4 определяют по осциллограмме зависимости прямого» напряжения диода Unp от времени при рассеянии в диоде импульсной СВЧ-мощиости, изображенной на черт. 2.
11 |
ДС/—изменение прямого напряжения за счет нагрева перехода СВЧ-мощностью; &U'~изменение прямого напряжения диода за счет выделения огибающей импульса С В Чг мощности |
Черт. 2
Погрешность 6Af/4, %, рассчитывают по формуле
Ш' AU+ AU'
• 100.
Если погрешность 6Д£/4 выходит за пределы ±5%, то должны быть приняты меры по ее снижению или учету.
1.7. Погрешность 6Д£/5 зависит от требований, предъявляемых к измерителю,, и не должна выходить за пределы ±10 %.
1.8. Значение погрешности М(/яр*,<%, рассчитанное по формуле (2), составляет
8Д£/Пр=+5-10±|/ 53+24- 10»--5±11-+?6.
1.9. Погрешность ТКН, %, рассчитывают по формуле
6ТКН«/2(6£/пр)М»ЛГ)*~ (6)
где (ШПр — предельное значение относительной погрешности измерения прямого напряжения диода. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
6ДГ — предельное значение относительной погрешности измерения разности температур. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
1 10 Погрешность бUiV?, %, рассчитывают по формуле
U)
где bU\ — предельное значение относительной погрешности измерения прямого* напряжения, вызванной нестабильностью измерительного тока, определяемой по п. 1.5 настоящего приложения. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
6U2 — предельное значение относительной погрешности средств измерения напряжения. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения и не должна выходить за пределы ±0,5 % при использовании цифрового вольтметра.
1.11. Погрешность 6АТ рассчитывают в зависимости от применяемого оборудования, обеспечивающего измерение Uпр при двух температурах, ее значение не должно выходить за пределы ±3 % при разности температур более 20 °С.
1.12. Значение погрешности ТКН, %, рассчитанное по формуле (6) составляет
8ТКН«= ±1/2- (2,5)2+3*=±4.6.
1.13. При усреднении значения ТКН для данного типа диодов максимальное отклонение от среднего значения не должно выходить за пределы ±10%. При этом значение погрешности 6ТКН не должно выходить за пределы ±12%.
1.14. Погрешность б Л %* при измерении методом, приведенным в разд. 1 настоящего стандарта рассчитывают по формуле
ЪР- -ЬРогР~^Рк±ЬРг > (8>
где 6Я01 р — предельное значение систематической относительной погрешности определения мощности, вызываемой конечным значением согласования измерительной камеры с диодом с трактом СВЧ;
6ЯК — предельное значение систематической относительной погрешности определения мощности, вызываемой потерями в измерительной диодной камере;
бРг — предельное значение относительной погрешности установки и измерения мощности СВЧ-генератора. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
Значение погрешности бР не должно выходить за пределы ±10 %.
1.15. Погрешность 6Р, %, при измерении методом, приведенным в разд. 2 настоящего стандарта, рассчитывают в каждом конкретном случае с учетом применяемого оборудования, ее значение не должно выходить за пределы ±10%.
1.16. Погрешность измерения бR& , %, рассчитанная по формуле (1), при подстановке максимальных значений составляющих погрешности составляет
8Яе =у 16,52+12,52+104 =±23.
2.1. Погрешность измерения теплового сопротивления 8Яе пер—кор подчиняется нормальному закону распределения и рассчитывается по формуле
^^впер.—кор= (®^пор)2"Ь(®^пор)*-Н(®^пор.и)*'1-• <9>
где 6Un0р — предельное значение относительной погрешности измерения постоянного порогового напряжения. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения; б/ПОр — предельное значение относительной погрешности измерения постоянного порогового тока. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
^пор.и — предельное значение относительной погрешности измерения импульсного порогового тока. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
7] — значение температуры корпуса при протекании постоянного поро
гового тока;
Т2 — значение температуры корпуса при внешнем подогреве;
'67’ 1 — предельное значение относительной погрешности измерения тем
пературы корпуса при протекании постоянного порогового тока. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
6Т2 — предельное значение относительной погрешности измерения темпе
ратуры корпуса при внешнем подогреве. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
2.2. Погрешность 6Unор зависит от требований, предъявляемых к измерителю постоянного напряжения и не должна выходить за пределы ±2 %.
2.3. Погрешность 61 пор , %, рассчитывают по формуле
8/пор =VW)*+W)* . (Ю)
где 6U — предельное значение относительной погрешности измерителя постоянного напряжения, не должно выходить за пределы ±2 %. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
6R — предельное относительное отклонение от номинального значения измерительного резистора, не должно выходить за пределы ±1 %. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
Значение погрешности б/пор , рассчитанное по формуле (Ш) составляет ±2,3 %.
2.4. Погрешность б/пор и рассчитывают по формуле
ь/пор.и=»'1±УТь7(И)
где б/i — предельное значение относительной систематической погрешности измерения импульсного порогового тока, вызываемой индуктивным выбросом на вершине измеряемого импульса. Значение погрешности 6/j не должно превышать 5 %.
Допускается применение цепей коррекции;
612 — предельное значение относительной погрешности измерителя импульсного напряжения, не должно выходить за пределы ±10%. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения; б/з — предельное относительное отклонение от номинального значения сопротивления измерительного резистора, не должно выходить за пределы ±1 %. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
2.5. Значение погрешности 6/п0Р(И , %, рассчитанное по формуле (11), составляет
»/вор.„=5±}/' 10»+1* =5±10=i>5
2.6. Погрешность 67\> %, рассчитывают по формуле
&7\~—&Гк±дГизм* (12)
где 6ГК — предельное значение относительной систематической погрешности измерения температуры за счет разности между температурой корпуса диода и температурой ПУ, не должно превышать 3 %;
67*изм — предельное значение относительной погрешности измерителя темпе-оатуры при минимальной температуре корпуса 25 °С, не должно выходить за пределы ±6 %. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
Значение погрешности $Ти %, рассчитанное по формуле (12), составляет ±11 %.
27. Погрешность 672> %, рассчитывают по формуле
ЙГ3=-8ГК± К(8Гвр)^Гизм)2 . (13)
где 6ГК — по п. 2.6;
— предельное значение относительной погрешности измерения температуры, возникающей за счет изменения температуры корпуса за время реакции оператора в момент равенства импульсного и постоянного пороговых токов, которое рассчитывают в зависимости от применяемого оборудования при скорости нагрева 5 °С и времени реакции оператора 0,5 с, значение погрешности дТВр не должно превышать 5 %. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
ёТизм — предельное значение относительной погрешности измерителя температуры, которое при минимальной температуре корпуса 75 °С не должно превышать 2 %. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
2.8. Значение погрешности 6Т2, %, рассчитанное по формуле (13), составляет
ЬТ,--5 =Ь|/5®+2*= (—5 ± 5,10^'
2.9. Погрешность измерения б£в пер-кор »%> рассчитанная по формуле (9), при подстановке максимальных значений составляющих погрешности составляет
*Яепер.-кор= V2а+2.3*+15»+-—=24.
3.1. Погрешность измерения теплового сопротивления 6Re цер_Кор подчиняется нормальному закону распределения и рассчитывается по формуле
**епер.-кор (14)
где 6ДГ — предельное значение относительной погрешности измерения
АТ. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения:
бД/ — предельное значение относительной погрешности измерения R& пер-кор » вызванное погрешностью задания и нестабильностью Д/. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
Стр. 2 ГОСТ 19656.15-84
1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Re пер_кор И Яе и С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАВИСИМОСТИ ПРЯМОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДИОДА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И РАЗОГРЕВОМ ИМПУЛЬСАМИ СВЧ-МОЩНОСТИ |МЕТОД 1|
1.1. Принцип, условия и режим измерений
1.1.1. Измерение тепловых сопротивлений заключается в определении приращения температуры перехода в результате рассеивания в диоде определенной мощности СВЧ-импульса.
1.1.2. Для типа диодов или конкретного диода должен быть определен температурный коэффициент прямого напряжения (ТКН) методом, приведенным в обязательном приложении 1.
1.1.3. Изменение прямого напряжения диода под действием СВЧ-импульса показано на черт. 1. Период следования импульсов Т выбирают из условия
Т т л ^ Зт у ,
где хт — время тепловой релаксации диода.
При измерении i?e„ep -кор длительность импульсов ти выбирают из условия
ти — (3 5)тт .
Черт. 1 |
Измерение Re и проводят при нормированной длительности импульса.
I | ум I.
1.1.4. Значение импульсной рассеиваемой мощности, длительности импульсов и периода их следования должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях (ТУ) на диоды конкретных типов.
1.2. Аппаратура
1.2.1. Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 2.
1.2.2. 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 с0,05 тт«
6/0 — предельное значение относительной погрешности измерения Re Пер-кор* вызванное нестабильностью постоянного тока /0. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
6U0 — предельное значение относительной погрешности измерения Vq, которое не должно выходить за пределы ±2 %. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения; бС/оп— предельное значение относительной погрешности измерения Пер—кор» вызванное нестабильностью источника опорного напряжения. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
бЯеКор.-ПУ~ предельное значение относительной погрешности измерения пер—кор* вызванное погрешностью измерения Я© кор—пу, которое
не должно выходить за пределы ±2%. Погрешность подчиняется
нормальному закону распределения.
3.2. Погрешность 6ДГ, %, рассчитывают по формуле
8ДТ=/(вДГ1)а+(8Д7,1)«. (15)
где 6ДТ\ — предельное значение относительной погрешности измерителя температуры, которое не должно выходить за пределы ±7 %. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
6ДТ2 — предельное значение относительной погрешности измерения приращения температуры, вызываемой точностью совмещения спектром показаний измерителя PV1, которое не должно выходить за пределы ±5 %. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
Значение погрешности 5АТ, %, рассчитанное по формуле (15), составляет
8ДГ=±К‘73+5*=±8,5.
3.3. Погрешность б Л/, %, рассчитывают по формуле
5Д/ -уг(Ш1)«+(вАГв|*'; (16)
где 6ДЛ — предельное значение относительной погрешности измерения Д/ постоянного тока, которое не должно выходить за пределы ±3%. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения;
бД/2 — предельное значение относительной погрешности измерения амплитуды Д/ тока высокой частоты, которое не должно выходить за пределы ±4%. Погрешность подчиняется нормальному закону распределения.
Значение погрешности 6Д/, %, рассчитанное по формуле (16), составляет 6Д/=± 1/3*+4*=±5.
3.4. Погрешность б/0, %, рассчитывают по формуле
, . 2Ь/н/0 max
5/o^rb—д7- , (17)
где б/н — предельное значение относительной нестабильности источника постоянного тока, которое не должно выходить за пределы ±0,2%;
/0 шах — максимальное значение постоянного тока, при котором проводят
измерения;
Д/ — значение изменения постоянного тока при измерениях. Значение погрешности б/0, %, при Д/ = 3 мА;
Л>тах =60 мА, рассчитанное по формуле (17), составляет
Погрешность регулировки и измерения импульсной мощности не должна выходить за пределы ± 10 %.
ГОСТ 19656.15-84 Стр. 3 |
GW—генератор СВЧ-мощности: //—измеритель коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН); X1F— диодная измерительная камера с диодом; G —источник постоянного тока; Р V—измеритель |
1.2.3. Измеритель КСВН должен обеспечивать измерение КСВН в импульсном режиме от 1,1 до 2,0, погрешность — в пределах ±15%.
1.2.4. Диодная измерительная камера должна обеспечивать:
согласование проверяемых диодов до КСВ'Н<1,4 при заданном прямом токе;
изменения прямого напряжения At/np
Черт. 2
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 теп-
лового сопротивления;
коэффициент потерь СВЧ-мощности в элементах конструкции камеры (Кр ), определенный для конкретного диода или диодов данного типа методом, приведенным в справочном приложении 2, ле более 0,2.
1.2.5. 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%.
1.3. Подготовка и проведение измерений
1.3.1. Устанавливают проверяемый диод в диодную камеру.
1.3.2. Задают через диод прямой ток.
1.3.3. Подают на диод импульсы СВЧ-мощности и проводят согласование диода.
1.3.4. Измеряют значение Д£/пр.
1.4. Обработка результатов измерений
1.4.1. Тепловое сопротивление Re , °С/Вт, определяют по формуле
о__^пр /1\
А0 ~ТКН.Рг(1-/(р) 1
1.2.6. Погрешность измерения изменения прямого напряжения на диоде AUnp измерителем PV не лолжна выходить за пределы ±10%.
где J7np — изменение прямого напряжения диода, мВ;
ТКН — температурный коэффициент прямого напряжения диода, определенный методом, приведенным в обязательном приложении 1, мВ/°С;
Стр. 4 ГОСТ I9BJ6.1S—*В4
Рг —импульсная мощность генератора СВЧ-мощности, Вт;
Кр —коэффициент потерь в диодной камере, определенный методом, приведенным в справочном приложении 2.
1.5. Показатели точности измерений
1.5.1. ПЬгрешность измерения тепловых сопротивлений не должна выходить за пределы ±25% с доверительной вероятностью* 0,997.
1.5.2. Расчет погрешности измерения теплового сопротивления, приведен в справочном приложении 3.
2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Re пер_„ор И Re и С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАВИСИМОСТИ ПРЯМОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДИОДА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И РАЗОГРЕВОМ ИМПУЛЬСАМИ ПРЯМОГО ТОКА (МЕТОД II)
2.1. Принцип, условия и режим измерений
2.1.1. Измерение тепловых сопротивлений заключается в определении приращения температуры перехода в результате рассеивания в диоде определенной мощности импульса прямого тока.
2.1.2. Для типа диодов или конкретного диода должен быть, определен температурный коэффициент прямого напряжения (ТКН) методом, приведенным в обязательном приложении 1.
2.1.3. Изменение прямого напряжения диода под действием импульса прямого тока показано на черт. 3. Период следования импульсов Т выбирают из условия:
Т—т„ >3tj.
При измерении Re пер-кор длительность импульсов т„ выбирают из условия:
Ти = (3 5)тг .
Измерение Яви проводят при нормированной длительности! импульса.
Г |
Черт. 3 |
ГОСТ 1MJ6.1S—84 Стр. 5
2.1.4. Значения 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.
2.2. Аппаратура
2.2.1. Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 4.
пу
61
“Г
G2
=С
PW
G1—импульсный генератор тока; G2—источник постоянного тока; ПУ—подключающее устройство с
диодом; РUP—измеритель мощности;
PV—измеритель изменения прямого напряжения А^пр
Черт. 4
2.2.2. 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 %.
2.2.3. Источник постоянного тока — в соответствии с требованиями п. 1.2.5.
2.2.4. Погрешность измерения импульсной мощности, рассеиваемой в диоде, измерителем мощности PW не должна выходить за пределы ±7%.
2.2.5. Измеритель изменения прямого напряжения AUnp — в соответствии с требованиями п. 1.2.6.
2.2.6. Подключающее устройство должно обеспечивать:
переходное сопротивление контактов не более 0,01 Ом;
тепловое сопротивление между корпусом диода и ПУ для диодов в корпусе или между теплоотводящей поверхностью диода к ПУ для бескорпусных диодов должно быть не более 5 % значения измеряемого теплового сопротивления.
2.3. Подготовка и проведение измерений
2.3.1. Устанавливают диод в подключающее устройство.
2.3.2. Задают через диод прямой ток.
2.3.3. Подают на диод импульсы прямого тока и измеряют рассеиваемую в диоде мощность.
2.3.4. Измеряют значение ДUnp.
2.4. Обр аботка результатов измерений
2.4.1. Тепловое сопротивление Re , °С/Вт, определяют по формуле
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.
2.5. Показатели точности измерений
2.5.1. Погрешность измерения тепловых сопротивлений не должна выходить за пределы ±25% с доверительной вероятностью 0,997.
2.5.2. Расчет погрешности измерения теплового сопротивления приведен в справочном приложении 3.
3. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Я0 пер_кор С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАВИСИМОСТИ ПОРОГОВОГО ТОКА ДИОДОВ ГАННА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ (МЕТОД 111)
3.1. Принцип, условия и режим измерений
3.1.1. Измерение теплового сопротивления заключается в определении разности температур между активной областью диода и корпусом при рассеивании определенной мощности постоянного тока.
3.1.2. 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.
3.1.3. 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.
3.1.4. Значения длительности и периода следования импульсов, при которых проводят измерение, должны соответствовать установленным в стандартах или ТУ на диоды конкретных типов.
ГОСТ 19656.15-84 Стр. 7
Черт. 5 |
3.2. Аппаратура
3.2.1. Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 6.
G/—источник постоянного напряжения; G2—генератор импульсов напряжения; SI, S2—переключатели* измерительный резистор; PV1, Я V3—измерители постоянного напряжения; Я Vi*—измеритель импульсного напряжения; Е—нагреватель; ЛУ—подключающее устройство с диодом; ЯГ—измеритель температуры |
Черт. 6
3.2.2. Источник постоянного напряжения должен обеспечивать:
установку и поддержание порогового напряжения диода, погрешность — в пределах ±2 %;
внутреннее сопротивление — не более 0,1 (/? + /■) Ом, где R — сопротивление измерительного резистора, Ом; г — сопротивление диода, Ом.
3.2.3. Генератор импульсов напряжения должен обеспечивать: установку и поддержание амплитуды импульсов, погрешность — в пределах ±2%, длительность импульсов <0,05тт ;
внутреннее сопротивление — не более 0,1 (/?+г). Ом, где R — сопротивление измерительного резистора. Ом; г — сопротивление диода, Ом.
Стр. 8 ГОСТ 19*56.15—84
3.2.4. Измерители постоянного напряжения должны отвечать следующим требованиям:
погрешность измерения постоянного напряжения не должна выходить за пределы ±2 %,
ток, проходящий через измерители, должен быть не более 1 % значения порогового тока проверяемого диода.
3.2.5. 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.
3.2.6. Нагреватель должен обеспечивать нагрев корпуса диода до температуры 200 °С.
3.2.7. 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.
3.2.8. Погрешность измерения температуры корпуса измерителем температуры не должна выходить за пределы ±1,5°С.
3.3. Подготовка и проведение измерений
3.3.1. Устанавливают диод в подключающее устройство. Переключатели SI, S2 устанавливают в положение 1.
3.3.2. С помощью источника постоянного напряжения задают постоянный пороговый ток через диод по максимуму показаний измерителя PV1. Значение порогового тока 1пор, А, определяют по формуле
/пор=Х , (3)
где U — показания измерителя PVJ, В;
R — сопротивление измерительного резистора. Ом.
3.3.3. Измеряют значение порогового напряжения Unop и температуру корпуса диода Т\.
3.3.4. 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.
3.3.5. Включают нагреватель и измеряют температуру корпуса диода Т2 в момент равенства значения импульсного порогового тока значению постоянного порогового тока.
ГОСТ U6S6.1S—«4 Стр. 9
3.4. Обработка результатов измерений
3.4.1. Тепловое сопротивление Re пер—кор t С/Вт, определяют по формуле
D — ^а~^1
*\9пер —кор— / // >
1 пор 'и пор
где Т\—температура корпуса диода в режиме постоянного по рогового тока, ° С;
Т2 — температура корпуса диода при внешнем нагреве и импульсном электрическом режиме, °С;
I.пор —постоянный пороговый ток. А;
[/ПОр — постоянное пороговое напряжение, В.
3.5. Показатели точности измерений
3.5.1. Погрешность измерения теплового сопротивления не должна выходить за пределы ±25% с доверительной вероятностью 0,997.
3.5.2. Расчет погрешности Re пер-кор приведен в справочном .приложении 3.
4. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Re пер_кор С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАВИСИМОСТИ ОБРАТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЛАВИННО-ПРОЛЕТНЫХ ДИОДОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ (МЕТОД IV)
4.1. Принцип, условия и режим измерений
4.1.1. Измерение теплового сопротивления заключается в опре-делении разности температур между переходом и корпусом диода при рассеивании в диоде определенной мощности постоянного тока.
4.1.2. 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/) U0, подогреве корпуса диода внешним нагревателем и подаче на диод неразогревающего переход высокочастотного тока с амплитудой А/.
4.1.3. На черт. 7 представлены статическая вольт-амперная характеристика (/) и изотермические вольт-амперные характеристики, соответствующие постоянным температурам перехода Т0 и Ти причем Т0>Т\. При подаче высокочастотного тока (2) амплитуда обратного напряжения (3) изменяется в соответствии с изотермической характеристикой Т\. Нагрев корпуса внешним нагревателем увеличивает обратное напряжение и при равенстве его амплитудного значения значению Vo температура перехода будет равна Т0.