Félvezető teljesítményeszköz elektromos és termikus emulációja

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Ress Sándor László
Elektronikus Eszközök Tanszéke

A teljesítmény félvezető eszközök kulcsfontosságú szerepet töltenek be a villamos energiától függő világunkban, ugyanis ezek az eszközök felelnek a villamos energia áramlásának szabályozásáért.

Emellett napjainkban az elektronikai ipar rohamos fejlődésével a félvezető eszközök nagyfokú méretcsökkenésen mennek keresztül, aminek köszönhetően az egységnyi felületre eső disszipáció megnőtt. A melegedéssel kapcsolatos problémák nem söpörhetőek a szőnyeg alá, ugyanis a félvezető eszközök karakterisztikája hőmérsékletfüggő, tehát hőmérsékletváltozás hatására az eszköz működése megváltozik, és ezzel akár meg is hiúsíthatja az áramkör megfelelő működését, rosszabb esetben a túlzott disszipáció az eszköz tönkremeneteléhez vezethet.

A megbízhatóság növelésének érdekében már a tervezés során figyelembe kell venni a termikus hatásokat. Félvezető eszközök elektro-termikus viselkedésének vizsgálatára elterjedt mérési módszer a termikus tranziens mérés, a megbízhatóság vizsgálatára pedig a teljesítménycikláltatás.

Diplomamunkám során egy olyan készüléket terveztem, amellyel a fentebb említett méréseket végző berendezések hardveres és szoftveres fejlesztését támogatom. A tervezett eszköz feladata, hogy a félvezető eszköz gerjesztés hatására fellépő feszültség-, és ezáltal hőmérsékletváltozását képes legyen emulálni. A berendezések fejlesztésénél így nem szükséges mérési elrendezés kialakítása, és nem kell egy valódi eszközön mérést végezni, hanem az emulátor segítségével bármely eddig mért eszköz termikus viselkedése vizsgálható, és akárhányszor megismételhető. A méréseket végző berendezések minőségellenőrzésének céljából többször termikus tranziens méréseket végeznek egy eszközön. Ezek során az eszköz paraméterei megváltozhatnak, ami az adott esetben problémát okoz, ugyanis meg kell vizsgálni, hogy a mérésben tapasztalt változás a mérőberendezés hibája, vagy pedig a mért eszközé. Ezzel szemben az emulátor mindig ugyanazt a viselkedést fogja produkálni, ezzel egyszerűsítve és meggyorsítva a minőség-ellenőrzés folyamatát.

Emellett diplomatervemben bemutatom az általam kidolgozott valós idejű modellt, amellyel egyszerűen lehet emulálni bármely félvezető eszközt a koncentrált paraméteres RC hálója alapján. A modellt alkotó RC tagok változtatásával az eszköz fokozatos tönkremenetelének valós idejű vizsgálata is megvalósítható.

Diplomatervemben ismertetem az emulátor tervezésének lépéseit, illetve az elromlás modellezésére kidolgozott eljárást.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.