СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2012

В ВЕДЕНИЕ С развитиемСВЧ приборов, изготов ленных из перспективныхширокозон ных полупроводниковых материалов GaN, SiC, алмаза и гетероструктур на их основе, становится актуальной зада ча контроля их теплового сопротивле ния (ТС). Широко распространённый арсенид галлия GaAs обладает сравни тельно низкой теплопроводностью, поэтому ТС приборов на его основе не нуждается в постоянном контроле, так как определяется, в основном, толщи ной самого кристалла, и в меньшей степени – расположением тепловыде ляющих участков и их размерами. Значение ТС зависит от физических свойств полупроводниковых матери алов или гетероструктур, переходных слоёв, технологии и качества пайки ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 28 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2012 или склеивания. Применениешироко зонных материалов позволяет изготав ливать СВЧ приборы большей мощ ности за счёт увеличения напряжения питания. В то же время хорошая теп лопроводность этих материалов поз воляет значительно снизить ТС. При этом возникает необходимость техно логического контроля ТС, поскольку определяющими факторами отвода тепла становятся технологии изготов ления и сборки приборов. Различают импульсное и статичес кое ТС. Импульсное ТС зависит от вре мени, в течение которого прибор рас сеивает мощность, – от так называемой длительностиимпульса нагрева (ДИН). Связано это с тем, что в распределении тепла участвуют не только тепловые сопротивления, нои теплоёмкостичас тей кристалла, кристалла в целом и окружающих его тел. При малых ДИН определяющимифакторами являются теплопроводность материалов, непо средственно прилегающих к тепловы деляющим участкам. Прибольших дли тельностях импульса нагрева превали руют свойства теплоотвода (размеры, обдув воздухоми т.п.). Помере увеличе ния ДИН свой вклад в тепловое сопро тивление поочерёдно добавляют все тела и границы раздела, расположен ные между тепловыделяющим участ ком прибора и теплоотводом. В преде ле, при непрерывной мощности, ТС стремится к своему максимальному, т.н. статическому значению. И ЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В настоящей статье описано измере ние импульсного теплового сопротив ления СВЧ полевых транзисторов с барьеромШоттки на установке, разра ботанной на базе измерителя анали затора вольтамперных характеристик Л2 108 [1, 2]. В дополнение к Л2 108, разработан коммутатор и специализированное программное обеспечение (ПО) для измерения ТС двумя способами в со ответствии c [3]. Суть обоих способов заключается в косвенном измерении ТС по анализу релаксации термочув ствительного параметра (ТЧП) после воздействия импульса нагрева извест ной мощности и длительности. В пер вом способе в качестве ТЧП выступает падение напряжения на барьереШотт ки при пропускании через него пря мого тока, во втором – омическое со противление канала транзистора. Ста дии нагрева и стадии измерения величины ТЧП обеспечивались ресур сами прибора Л2 108, коммутатор пе реключал измеряемый прибор из ре жима нагрева в режим измерения. Согласно [3], измерению ТС пред шествует измерение температурной зависимости величины ТЧП для каж дого испытуемого прибора или для партии однотипных приборов. Поэто му был разработан автоматизирован ный термостат и соответствующее ПО, Рис. 1. Типовая зависимость ТЧП (падение напряжения на затворе) от температуры для первого способа измерения ТС Измерение теплового сопротивления СВЧ транзисторов Владимир Вяхирев, Михаил Духновский, Юрий Федоров, Виктор Пчелин, Вячеслав Трегубов (Москва) В статье описано практическое применение измерителя анализатора вольтамперных характеристик Л2 108 для измерения импульсного теплового сопротивления СВЧ транзисторов. Отмечены особенности выбора термочувствительного параметра. Показано преимущество транзисторов на основе GaN с подложкой SiC по сравнению с транзисторами на основе GaAs с точки зрения отвода тепла от кристалла. © СТА-ПРЕСС