ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2022, № 6 · ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Температурная зависимость напряжения шнурования тока в мощных ВЧ и СВЧ биполярных транзисторах

В.А. Сергеев1,2, И.С. Козликова1, К.А. Литвинов2, Р.Г. Тарасов3, А.А. Куликов1,3

1 УФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Ульяновск, Россия
2 Ульяновский государственный технический университет, Ульяновск, Россия
3 АО «НПП «Завод Искра», Ульяновск, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2022.6.7 УДК 621.382 EDN AALPYY

Аннотация

Приведены результаты исследований температурной зависимости напряжения U КЛшнурования тока в мощных ВЧ и СВЧ биполярных транзисторах (МБТ) в диапазоне температур от - 60 до 90 ºС на модернизированной установке УИТЭП-М для измерения теплоэлектрических параметров мощных транзисторов. Принцип работы установки основан на измерении амплитуды переменной составляющей напряжения Ũ ЭБ на эмиттерном переходе МБТ при пропускании постоянного эмиттерного тока и подаче на коллектор суммы линейно нарастающего и малого переменного напряжения; шнурование тока в транзисторной структуре проявляется в резком возрастании крутизны зависимости Ũ ЭБ. На выборке МБТ типа КТ903А экспериментально установлено, что с увеличением температуры корпуса напряжение шнурования тока заметно уменьшается и при некоторой температуре T КР достигает минимального значения U КЛmin, а затем опять возрастает с увеличением температуры корпуса. Показано, что, чем больше тепловое сопротивление переход-корпус транзистора в диодном включении, тем слабее температурная зависимость напряжения шнурования. Полученные результаты качественно объясняются на основе одномерной модели.

  • мощные ВЧ и СВЧ биполярные транзисторы
  • напряжение шнурование тока
  • температурная зависимость
  • измерение
Abstract (in English)

Temperature dependence of the current lacing voltage in power RF and microwave bipolar transistors

The results of studies of the temperature dependence of the voltage UKL of current lacing in power RF and microwave bipolar transistors (PBT) in the temperature range from - 60 to 90 ° C on the upgraded unit UITEP-M for measuring the thermoelectric parameters of high-power transistors are presented. The principle of operation of the installation is based on measuring the amplitude of the variable component of the voltage at the emitter junction of the PBT when a constant emitter current is passed and the sum of linearly increasing and small alternating voltage is applied to the collector; current lacing in the transistor structure manifests itself in a sharp increase in the steepness of the dependence. On a sample of PBT type KT903A, it was experimentally established that with an increase in the temperature of the housing, the current lacing voltage decreases noticeably and at a certain temperature, the TCR reaches a minimum value of UKLmin, and then increases again with an increase in the temperature of the housing. It is shown that the greater the thermal resistance of the transistor junction-housing in the diode connection, the weaker the temperature dependence of the lacing voltage. The obtained results are qualitatively explained on the basis of a one-dimensional model.

Для цитирования

Сергеев В.А., Козликова И.С., Литвинов К.А., Тарасов Р.Г., Куликов А.А. Температурная зависимость напряжения шнурования тока в мощных ВЧ и СВЧ биполярных транзисторах // Журнал радиоэлектроники. – 2022. – № 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.6.7

Литература

  1. Сергеев В.А. "Горячие пятна" в мощных биполярных транзисторах. Петербургский журнал электроники. 1997. №2. С.40-42.
  2. Синкевич В.Ф. Физические основы обеспечения надежности мощных биполярных и полевых транзисторов. Электронная промышленность. 2003. №2. С.232-244.
  3. Understanding Power Transistors Breakdown Parameters. Semiconductor Components Industries, LLC. 2017. 17 p.
  4. Patent USA №20080228415. Ladbrooke P., Goodship N. Semiconductor testing instrument to determine safe operating area. Application Date: 08.03.2006. Publication Date: 18.09.2008. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/cd/f5/c2/435d32b4fc79f9/US20080228415A1.pdf
  5. Гусев В.А., Капранов И.Ю. Неразрушающий метод контроля образования "горячих" областей в структуре транзистора. Вестник СевГТУ. Информатика, электроника, связь: сб. науч. тр. Севастополь. 2008. №93. С.106-109.
  6. Сергеев В.А., Дулов О.А., Куликов А.А. Контроль однородности токораспределения в биполярных транзисторах по зависимости коэффициента внутренней обратной связи от коллекторного напряжения. Известия вузов. Электроника. 2009. №2. С.10-16.
  7. Сергеев В.А., Куликов А.А., Тарасов Р.Г., Тетенькин Я.Г. Установка для измерения напряжения шнурования тока в структурах мощных ВЧ- и СВЧ транзисторов. Автоматизация процессов управления. 2017. №3. С.96-102.
  8. Smirnov V.I., Sergeev V.A., Gavrikov A.A., Shorin A.M. Modulation method for measuring thermal impedance components of semiconductor devices. Microelectronics Reliability. 2018. V.80. P.205-212. https://doi.org/10.1016/j.microrel.2017.11.024