Способы и средства измерения теплового импеданса светодиодов на основе широтно-импульсной модуляции греющей мощности

• Автор: Гавриков, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ методов и средств измерения теплоэлектрических параметров полупроводниковых изделий
1.1. Светодиоды и их использование для решения задач повышения энергоэффективности и энергосбережения
1.2. Основные параметры светоизлучающих диодов и факторы, влияющие на их скорость деградации
1.3. Прямые методы измерения температуры полупроводниковых
структур
1.4. Косвенные методы измерения температуры полупроводниковых структур
1.4.1. Методы оценки температуры по собственному тепловому излучению
1.4.2. Методы оценки температуры с использованием температурочувствительных параметров
1.5. Анализ методов измерения теплового сопротивления светоизлучающих диодов
1.5.1. Метод измерения теплового сопротивления переход-
корпус и импульсного теплового сопротивления
1.5.2. Метод неразрушающих измерений и комплексного анализа электрических, тепловых и оптических параметров светодиодов и полупроводниковых лазеров
1.5.3. Метод измерения теплового сопротивления переход-корпус силовых полупроводниковых приборов
1.5.4. Методика измерения тепловых сопротивлений полупроводниковых приборов и интегральных модулей
1.6. Выводы

Глава 2. Способы измерения теплового импеданса светодиодов с использованием широтно-импульсной модуляции греющей мощности
2.1. Измерение теплового импеданса СИД с помощью широтноимпульсной модуляции, осуществляемой по гармоническому закону

2.3. Измерение теплового сопротивления СИД на основе линейной ШИМ греющей мощности
2.4 Компьютерное моделирование кинетики нагрева СИД при линейной ШИМ греющей мощности
2.5 Выводы
Глава 3. Разработка автоматизированного комплекса для измерения теплового импеданса светодиодов
3.1. Основные требования, предъявляемые к измерительному комплексу
3.2. Состав измерительного комплекса
3.1 Микропроцессорный измеритель теплового импеданса полупроводниковых светодиодов
3.2 Управляющая программа микроконтроллера
3.3 Программа управления функционированием комплекса и обработки результатов измерения
3.3.1 Общие сведения об управляющей программе
3.3.2 Режим однократного измерения теплового импеданса
3.3.3. Режим сканирования по частоте модуляции греющей
мощности
3.3.4. Режим линейной модуляции греющей мощности
3.3.5. Тестовый режим

3.3.6. Режим контроля функционирования комплекса
3.3.7. Обработка результатов измерения и навигация по базе

данных
3.4. Выводы
Глава 4. Исследование основных технических характеристик измерителя теплового импеданса и сравнение его с аналогами
4.1. Оценка диапазонов измерения теплового сопротивления и час-

тоты модуляции
4.2. Оценка погрешности измерения теплового сопротивления
4.2.1. Погрешность определения температурного коэффициента напряжения
4.2.2. Погрешность от нелинейности АЦП
4.2.3. Погрешность квантования сигнала
4.2.4. Погрешность от временной задержки при измерении

4.2.5. Погрешность формирователя импульсов греющего

тока
4.3 Сравнительный анализ частотного и временного методов измерения теплового сопротивления светодиодов
4.4 Экспериментальные исследования теплофизических характеристик светодиодов частотным и временным методами
4.5 Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Приложение

усреднением отсутствует. Все это может привести к существенным погрешностям, вызванным квантованием аналогового сигнала при измерении температуры перехода. Также нельзя не отметить необычайно высокую стоимость комплекса - свыше 120 ООО долларов, что делает его неприменимым для большинства российских предприятий электронной промышленности.
1.6. Выводы
1. Одним из наиболее важных параметров полупроводниковых светоизлучающих диодов является его тепловое сопротивление. Измерение данного параметра позволяет оценить перегрев кристалла светодиода относительно корпуса и окружающей среды и, тем самым, оценить его надежность.
2. Современные методы измерения теплового сопротивления не отличаются большим разнообразием и все они основаны на измерении температурочувствительного параметра, в качестве которого наиболее часто используется падение напряжения на />гс-переходе диода при протекании через него в прямом направлении небольшого измерительного тока.
3. В связи со значительным уменьшением теплового сопротивления мощных светодиодов требования по точности, предъявляемые к методам его измерения, становятся все более жесткими. Современные методы измерения столь высоким требованиям уже не отвечают.
4. Для измерения теплового импеданса полупроводниковых диодов необходима разработка новых методов и средств, обладающих высокой точностью и позволяющих получить полную информацию о компонентах теплового сопротивления исследуемого объекта.