ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕХОД—КОРПУС И ИМПУЛЬСНОГО ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

ГОСТ 19656.15-84

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва

УДК 621.382.2.029.6:006.354    Группа    Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

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.

* Переход — теплоотводящая поверхность для бескорпусных диодов.

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1984

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 т_т ; 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.

ГОСТ 19656.15-64 Стр. 13

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Обязательное

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПРЯМОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДИОДА |ТКН)

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 Т_ь и после выдержки измеряют прямое напряжение U_np2,

4.    Значение ТКН, мВ/°С, рассчитывают по формуле

Я npi—^Пр2 Т₂-Тг '

Стр. 14 ГОСТ 1*65*.15—14

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОТЕРЬ СВЧ-МОЩНОСТИ В ЭЛЕМЕНТАХ КОНСТРУКЦИИ ДИОДНОЙ КАМЕРЫ

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 Q_K>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 <3_Д по формуле

3.5. Определяют коэффициент потерь СВЧ-мощности в элементах конструкции камеры Кр по формуле

ГОСТ 19656.1Я—84 Стр. 15

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное

Л. Расчет погрешности измерения теплового сопротивления, определяемого методами, приведенными в разд. 1 и 2 настоящего стандарта

1.1.    Погрешность измерения теплового сопротивления 6R_e измеренного методами, приведенными в разд. 1 и 2 настоящего стандарта, подчиняется нормальному закону распределения и рассчитывается по формуле

5К₀ = /(6Аа_Пр)*+(6ТКН)* + (6Р)»;    (I)

где 6Д(7_Пр- 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 бAU_np, %, рассчитывают по формуле

ЙДС/пр^+вД^-аД!/^ У(Ъ&и_$)* + (Ъ&и^+ (»Ди_ь)*,    (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 U_nр 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

8Д1/₉=^£_-100.

ДС/_пр

Если погрешность бДС/г превышает 10 %, то должны быть приняты меры по ее снижению или учету.

ГОСТ 19656.15-84 Стр. 17

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 (Ш_Пр — 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 бU_iV?, %, 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 U_пр 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- -ЬР_огР~^Р_к±ЬР_г >    (⁸>

где 6Я₀₁ р — предельное значение систематической относительной погрешности определения мощности, вызываемой конечным значением согласования измерительной камеры с диодом с трактом СВЧ;

6Я_К — 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

8Я_е =у 16,5²+12,5²+10⁴ =±23.

2. Расчет погрешности измерения теплое ого сопроумвлеиие, измеренного методом, приведенным в разд. 3 настоящего стандарта

2.1.    Погрешность измерения теплового сопротивления 8Я_е пер—кор подчиняется нормальному закону распределения и рассчитывается по формуле

^^впер.—кор⁼    (®^пор)²"Ь(®^пор)*^-Н(®^пор.и)*'1^-•    <⁹>

где 6U_n0р — 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 6U_nор 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.

ГОСТ 19656.15-84 Ctp. 19

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\~—&Г_к±дГизм*    (12)

где 6Г_К — 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 $Т_и %, рассчитанное по формуле (12), составляет ±11 %.

27. Погрешность 67₂> %, рассчитывают по формуле

ЙГ₃=-8Г_К± К(8Г_вр)^Гизм)² .    (13)

где 6Г_К — 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 дТ_Вр 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 пе}р-кор »%> рассчитанная по формуле (9), при подстановке максимальных значений составляющих погрешности составляет

*Яепер.-кор= V2^а+2.3*+15»+-—=24.

3. Расчет погрешности измерений теплового сопротивления измеренного методом, приведенным в разд. 4 настоящего стандарта

3.1. Погрешность измерения теплового сопротивления 6R_e ц_ер__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 R_e пер__кор И Я_{е 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 х_т — время тепловой релаксации диода.

При измерении i?_e„ep -кор длительность импульсов т_и выбирают из условия

т_и — (3 5)т_т .

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 т_т«

Стр. 20 ГОСТ 19W6.IS—84

6/₀ — предельное значение относительной погрешности измерения R_e 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;

бЯе_Кор.-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/ -у^г(Ш₁)«+(вАГ_в|*';    (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

2*0,2.50

Погрешность регулировки и измерения импульсной мощности не должна выходить за пределы ± 10 %.

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;

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%.

1.2.6.    Погрешность измерения изменения прямого напряжения на диоде AU_np измерителем PV не лолжна выходить за пределы ±10%.

где J7_np — 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

Р_г —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 R_e пер_„ор И R_e 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)т_г .

Измерение Яви проводят при нормированной длительности! импульса.

Г

Черт. 3

2.3.4.    Измеряют значение ДU_np.

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 Я_{0 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 <0,05т_т ;

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 1_пор, 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 U_nop 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 R_e 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 Т_и 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.