JP2940227B2 - 半導体素子の温度トリップ特性測定方法および装置 - Google Patents
半導体素子の温度トリップ特性測定方法および装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は制御信号に応じてオン，
オフすると共に、このオン状態において自身の上，下限
温度を検出し、夫々、温度トリップ動作，復帰動作を行
う、例えばＩＰＳ（intelligent power switch）等の半
導体素子の温度トリップ特性、即ちトリップ温度，復帰
温度等を測定する方法および装置に関する。なおここで
温度トリップ動作とはオンすべき制御信号を入力してい
るこの半導体素子が過度の温度上昇の際、自ら保障動作
温度領域の高温側限界値（トリップ温度）を検出し、オ
フ状態に切換わり出力電流をＯＦＦさせる動作をいい、
また復帰動作とは一度温度トリップ動作をしたこの半導
体素子が自ら常態に復帰すべき温度を検出し、オン状態
に切換わり通常動作（出力電流をＯＮさせる動作）に戻
る動作をいう。また以下各図において同一の符号は同一
もしくは相当部分を示す。
オフすると共に、このオン状態において自身の上，下限
温度を検出し、夫々、温度トリップ動作，復帰動作を行
う、例えばＩＰＳ（intelligent power switch）等の半
導体素子の温度トリップ特性、即ちトリップ温度，復帰
温度等を測定する方法および装置に関する。なおここで
温度トリップ動作とはオンすべき制御信号を入力してい
るこの半導体素子が過度の温度上昇の際、自ら保障動作
温度領域の高温側限界値（トリップ温度）を検出し、オ
フ状態に切換わり出力電流をＯＦＦさせる動作をいい、
また復帰動作とは一度温度トリップ動作をしたこの半導
体素子が自ら常態に復帰すべき温度を検出し、オン状態
に切換わり通常動作（出力電流をＯＮさせる動作）に戻
る動作をいう。また以下各図において同一の符号は同一
もしくは相当部分を示す。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記した温度トリップ動作及び復
帰動作を行う半導体素子（以下便宜上ＩＰＳ等とも呼
ぶ）のトリップ温度並びに復帰温度を測定する装置はな
かった。従ってそれぞれの温度を測定するためには、Ｉ
ＰＳ等をヒータの上に固定し、ＩＰＳ等を定常動作さ
せ、ヒータの熱板の温度をモニタしながら熱板の温度を
上昇（または下降）させ、ＩＰＳ等の出力電圧波形もし
くは電流波形をオシロスコープで見ながら温度トリップ
動作及び復帰動作を確認し、その時の温度を記録するこ
とにより、そのトリップ温度及び復帰温度を測定してい
た。またＩＰＳ等の出力段のＦＥＴのドレインＤ−ソー
スＳ間、（もしくは同じく出力段のトランジスタのコレ
クタＣ−エミッタＥ間）に並列に接続されているダイオ
ードの熱抵抗Ｒｔｈを測定する装置はあるが、この熱抵
抗と同時にトリップ温度，復帰温度を測定する装置はな
かった。
帰動作を行う半導体素子（以下便宜上ＩＰＳ等とも呼
ぶ）のトリップ温度並びに復帰温度を測定する装置はな
かった。従ってそれぞれの温度を測定するためには、Ｉ
ＰＳ等をヒータの上に固定し、ＩＰＳ等を定常動作さ
せ、ヒータの熱板の温度をモニタしながら熱板の温度を
上昇（または下降）させ、ＩＰＳ等の出力電圧波形もし
くは電流波形をオシロスコープで見ながら温度トリップ
動作及び復帰動作を確認し、その時の温度を記録するこ
とにより、そのトリップ温度及び復帰温度を測定してい
た。またＩＰＳ等の出力段のＦＥＴのドレインＤ−ソー
スＳ間、（もしくは同じく出力段のトランジスタのコレ
クタＣ−エミッタＥ間）に並列に接続されているダイオ
ードの熱抵抗Ｒｔｈを測定する装置はあるが、この熱抵
抗と同時にトリップ温度，復帰温度を測定する装置はな
かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方法で
ＩＰＳ等のトリップ温度，復帰温度を測定するために
は、ＩＰＳ等を１個づつヒータに取り付け、ヒータの温
度をゆっくり上昇もしくは下降させてＩＰＳ等の出力波
形をモニタする必要があるため、ＩＰＳ等の素子１個の
測定時間が膨大なものとなってしまうという問題があっ
た。そこでこの発明の課題は、ヒータ，オシロスコープ
を使わずに簡単に短時間でＩＰＳ等のトリップ温度及び
復帰温度を測定し、同時に熱抵抗Ｒｔｈも測定できる半
導体素子の温度トリップ特性測定方法および装置を提供
することにある。
ＩＰＳ等のトリップ温度，復帰温度を測定するために
は、ＩＰＳ等を１個づつヒータに取り付け、ヒータの温
度をゆっくり上昇もしくは下降させてＩＰＳ等の出力波
形をモニタする必要があるため、ＩＰＳ等の素子１個の
測定時間が膨大なものとなってしまうという問題があっ
た。そこでこの発明の課題は、ヒータ，オシロスコープ
を使わずに簡単に短時間でＩＰＳ等のトリップ温度及び
復帰温度を測定し、同時に熱抵抗Ｒｔｈも測定できる半
導体素子の温度トリップ特性測定方法および装置を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１の温度トリップ特性測定方法は、制御信
号（ＣＳなど）に応じてオン，オフし、このオン状態に
おいて、自身の温度が所定のトリップ温度以上になると
温度トリップ動作してオフ状態に切換わり、自身の温度
が所定の復帰温度以下になると復帰動作してオン状態に
復帰するスイッチング回路（ＦＥＴＱ１など）、前記ス
イッチング回路に並列で該回路の通電極性と逆極性のダ
イオード（１など）、を備えた半導体素子（４など）の
温度トリップ特性を測定する方法において、前記スイッ
チング回路をオンすべき前記制御信号の出力状態におけ
る前記スイッチング回路への通電発熱を介してこのスイ
ッチング回路に前記温度トリップ動作を行わせたのち前
記復帰動作を行わせ、他方、この通電発熱前，温度トリ
ップ動作直後，復帰動作直後に夫々前記ダイオードの順
電圧降下を求め、この求めた順電圧降下から前記トリッ
プ温度および復帰温度を求めるようにするものとし、
めに、請求項１の温度トリップ特性測定方法は、制御信
号（ＣＳなど）に応じてオン，オフし、このオン状態に
おいて、自身の温度が所定のトリップ温度以上になると
温度トリップ動作してオフ状態に切換わり、自身の温度
が所定の復帰温度以下になると復帰動作してオン状態に
復帰するスイッチング回路（ＦＥＴＱ１など）、前記ス
イッチング回路に並列で該回路の通電極性と逆極性のダ
イオード（１など）、を備えた半導体素子（４など）の
温度トリップ特性を測定する方法において、前記スイッ
チング回路をオンすべき前記制御信号の出力状態におけ
る前記スイッチング回路への通電発熱を介してこのスイ
ッチング回路に前記温度トリップ動作を行わせたのち前
記復帰動作を行わせ、他方、この通電発熱前，温度トリ
ップ動作直後，復帰動作直後に夫々前記ダイオードの順
電圧降下を求め、この求めた順電圧降下から前記トリッ
プ温度および復帰温度を求めるようにするものとし、
【０００５】請求項２の温度トリップ特性測定装置は、
制御信号（ＣＳなど）に応じてオン，オフし、このオン
状態において、自身の温度が所定のトリップ温度以上に
なると温度トリップ動作してオフ状態に切換わり、自身
の温度が所定の復帰温度以下になると復帰動作してオン
状態に復帰するスイッチング回路（ＦＥＴＱ１など）、
前記スイッチング回路に並列で該回路の通電極性と逆極
性のダイオード（１など）、を備えた半導体素子（４な
ど）の温度トリップ特性を測定する装置において、前記
スイッチング回路をオンすべき前記制御信号の出力状態
で、このスイッチング回路に通電しその発熱を行わせる
手段（ＶＣＣ印加用電源１６，ＦＥＴ１１など）と、こ
の発熱に基づく前記温度トリップ動作を検出する手段
（コイル１７など）と、この発熱前および温度トリップ
動作直後において前記ダイオードに所定の測定電流（Ｉ
Ｍなど）を流してその順電圧降下（ＶＦ）を測定し、こ
の２つの順電圧降下の差から前記トリップ温度を求める
手段（リレーＲＹ１，電源２Ｍ，ＦＥＴ２９，ＡＤ変換
器３３，ＣＰＵ３４など）と、前記スイッチング回路の
前記復帰動作を検出する手段（ＦＥＴ１２，コンパレー
タ１０など）と、この復帰動作直後における前記測定電
流通流時の前記ダイオードの順電圧降下と前記発熱前の
順電圧降下との差から前記復帰温度を求める手段（リレ
ーＲＹ１，電源２Ｍ，ＦＥＴ２９，ＡＤ変換器３３，Ｃ
ＰＵ３４など）とを備えたものとし、また、
制御信号（ＣＳなど）に応じてオン，オフし、このオン
状態において、自身の温度が所定のトリップ温度以上に
なると温度トリップ動作してオフ状態に切換わり、自身
の温度が所定の復帰温度以下になると復帰動作してオン
状態に復帰するスイッチング回路（ＦＥＴＱ１など）、
前記スイッチング回路に並列で該回路の通電極性と逆極
性のダイオード（１など）、を備えた半導体素子（４な
ど）の温度トリップ特性を測定する装置において、前記
スイッチング回路をオンすべき前記制御信号の出力状態
で、このスイッチング回路に通電しその発熱を行わせる
手段（ＶＣＣ印加用電源１６，ＦＥＴ１１など）と、こ
の発熱に基づく前記温度トリップ動作を検出する手段
（コイル１７など）と、この発熱前および温度トリップ
動作直後において前記ダイオードに所定の測定電流（Ｉ
Ｍなど）を流してその順電圧降下（ＶＦ）を測定し、こ
の２つの順電圧降下の差から前記トリップ温度を求める
手段（リレーＲＹ１，電源２Ｍ，ＦＥＴ２９，ＡＤ変換
器３３，ＣＰＵ３４など）と、前記スイッチング回路の
前記復帰動作を検出する手段（ＦＥＴ１２，コンパレー
タ１０など）と、この復帰動作直後における前記測定電
流通流時の前記ダイオードの順電圧降下と前記発熱前の
順電圧降下との差から前記復帰温度を求める手段（リレ
ーＲＹ１，電源２Ｍ，ＦＥＴ２９，ＡＤ変換器３３，Ｃ
ＰＵ３４など）とを備えたものとし、また、
【０００６】請求項３の温度トリップ特性測定装置は、
請求項２に記載の温度トリップ特性測定装置において、
前記ダイオードへの定電流（ＩＦなど）の通電により、
所定期間、このダイオードに発熱を行わせる手段（リレ
ーＲＹ１，電源２Ｆ，ＦＥＴ３０など）と、この発熱の
電力を測定する手段（Ａ／Ｄ変換器３３，ＣＰＵ３４な
ど）と、前記所定期間の後の所定のタイミングで前記ダ
イオードへ前記測定電流を流してその順電圧降下を測定
し、この発熱の前後の順電圧降下の差と前記発熱の電力
とから前記ダイオードの熱抵抗を求める手段（電源２
Ｍ，ＦＥＴ２９，ＡＤ変換器３３，ＣＰＵ３４など）と
を備えたものとする。
請求項２に記載の温度トリップ特性測定装置において、
前記ダイオードへの定電流（ＩＦなど）の通電により、
所定期間、このダイオードに発熱を行わせる手段（リレ
ーＲＹ１，電源２Ｆ，ＦＥＴ３０など）と、この発熱の
電力を測定する手段（Ａ／Ｄ変換器３３，ＣＰＵ３４な
ど）と、前記所定期間の後の所定のタイミングで前記ダ
イオードへ前記測定電流を流してその順電圧降下を測定
し、この発熱の前後の順電圧降下の差と前記発熱の電力
とから前記ダイオードの熱抵抗を求める手段（電源２
Ｍ，ＦＥＴ２９，ＡＤ変換器３３，ＣＰＵ３４など）と
を備えたものとする。
【０００７】
【作用】ＩＰＳにオンさせる制御信号を与えた状態でＩ
ＰＳに通電発熱を行わせて温度トリップ動作させたのち
復帰動作させ、この間、通電発熱前，温度トリップ動作
直後，復帰動作直後における内蔵ダイオードの順電圧降
下を検出し、トリップ温度，復帰温度を求める。またこ
の温度トリップ特性測定装置には必要に応じ内蔵ダイオ
ードの熱抵抗の測定機能も組込み可能とする。
ＰＳに通電発熱を行わせて温度トリップ動作させたのち
復帰動作させ、この間、通電発熱前，温度トリップ動作
直後，復帰動作直後における内蔵ダイオードの順電圧降
下を検出し、トリップ温度，復帰温度を求める。またこ
の温度トリップ特性測定装置には必要に応じ内蔵ダイオ
ードの熱抵抗の測定機能も組込み可能とする。
【０００８】
【実施例】以下図１ないし図６に基づいて本発明の実施
例を説明する。図３はダイオードの熱抵抗の一般的な測
定原理の説明図で、同図（Ａ）はこの原理回路を示し、
同図（Ｂ），（Ｃ）は夫々ダイオードの電流，電圧の波
形および測定のタイミングを示す。即ち同図（Ａ）の被
測定ダイオード１に同図（Ｂ）のタイムチャートに示す
電流を測定電流ＩＭ→パワー印加電流ＩＦ→測定電流Ｉ
Ｍの順に定電流電源２より流し、同図（Ｃ）のタイムチ
ャートに示すＶＦ０，ＶＦ１，ＶＦ２のタイミングで夫
々各電流ＩＭ，ＩＦ，ＩＭの通電時におけるダイオード
１の順電圧降下ＶＦ値をＶＦ測定回路３を介して測定す
る。このＶＦの測定値を用いて熱抵抗Ｒｔｈは、下記の
（式１）で表される。 Ｒｔｈ＝｛（ＶＦ１−ＶＦ２）／ＩＦ・ＶＦ０・ｋ｝───（式１） 但しｋ：定数
例を説明する。図３はダイオードの熱抵抗の一般的な測
定原理の説明図で、同図（Ａ）はこの原理回路を示し、
同図（Ｂ），（Ｃ）は夫々ダイオードの電流，電圧の波
形および測定のタイミングを示す。即ち同図（Ａ）の被
測定ダイオード１に同図（Ｂ）のタイムチャートに示す
電流を測定電流ＩＭ→パワー印加電流ＩＦ→測定電流Ｉ
Ｍの順に定電流電源２より流し、同図（Ｃ）のタイムチ
ャートに示すＶＦ０，ＶＦ１，ＶＦ２のタイミングで夫
々各電流ＩＭ，ＩＦ，ＩＭの通電時におけるダイオード
１の順電圧降下ＶＦ値をＶＦ測定回路３を介して測定す
る。このＶＦの測定値を用いて熱抵抗Ｒｔｈは、下記の
（式１）で表される。 Ｒｔｈ＝｛（ＶＦ１−ＶＦ２）／ＩＦ・ＶＦ０・ｋ｝───（式１） 但しｋ：定数
【０００９】次に図４はＩＰＳ等の熱抵抗の測定回路の
構成例を示す。温度トリップ動作，復帰動作を行う半導
体素子（ＩＰＳ等）は一般的に図４（Ａ），（Ｂ）で示
される半導体素子４（４Ｐ，４Ｎ）のように構成されて
いる。この半導体素子４Ｐ，４Ｎは制御信号ＣＳを与え
ることによりその出力段のＦＥＴ（もしくはトランジス
タ）Ｑ１のＯＮ／ＯＦＦを行うことができる。なおここ
で半導体素子４Ｐはそのｏｕｔ端子（出力端子）から出
力電流が流れ出るのに対し、半導体素子４Ｎは流れ込む
もので、出力段のＦＥＴＱ１がＰチャンネルかＮチャン
ネルか（トランジスタの場合はＰＮＰかＮＰＮか）の違
いがある。いずれのタイプも、出力段のＦＥＴＱ１のド
レイン・ソース間に並列に逆向きのダイオード１が入っ
ており、そのダイオード１の熱抵抗は図３と全く同様に
図４の回路で測定できる。
構成例を示す。温度トリップ動作，復帰動作を行う半導
体素子（ＩＰＳ等）は一般的に図４（Ａ），（Ｂ）で示
される半導体素子４（４Ｐ，４Ｎ）のように構成されて
いる。この半導体素子４Ｐ，４Ｎは制御信号ＣＳを与え
ることによりその出力段のＦＥＴ（もしくはトランジス
タ）Ｑ１のＯＮ／ＯＦＦを行うことができる。なおここ
で半導体素子４Ｐはそのｏｕｔ端子（出力端子）から出
力電流が流れ出るのに対し、半導体素子４Ｎは流れ込む
もので、出力段のＦＥＴＱ１がＰチャンネルかＮチャン
ネルか（トランジスタの場合はＰＮＰかＮＰＮか）の違
いがある。いずれのタイプも、出力段のＦＥＴＱ１のド
レイン・ソース間に並列に逆向きのダイオード１が入っ
ており、そのダイオード１の熱抵抗は図３と全く同様に
図４の回路で測定できる。
【００１０】図５は半導体素子４（ＩＰＳ等）の熱トリ
ップ特性（トリップ温度，復帰温度）の測定原理回路を
示し、図６は図５の各部の電圧，電流の発生のタイミン
グを示す。なおこの図５，図６は、半導体素子４の出力
段のＦＥＴＱ１がＰチャンネルタイプの半導体素子４Ｐ
の場合であるが、Ｎチャンネルタイプの半導体素子４Ｎ
でも全く同様である。次に図６を参照しつつ図５を説明
する。制御信号ＣＳにより素子４Ｐを出力ＯＮの状態と
し、ＦＥＴ１１をＯＮすることにより定電流・定電圧電
源１６を介して素子４Ｐに短絡に近い電流を流し、（但
しこの電流はこの電源１６により制限される。）素子４
Ｐを加熱させる。素子４Ｐの温度が、動作温度の高温側
の限界（トリップ温度）に達すると、出力電流Ｉｏｕｔ
がＯＦＦされ、その時の電流の変化をフェライトコアコ
イル１７により検出し、温度トリップ動作を検出する。
ップ特性（トリップ温度，復帰温度）の測定原理回路を
示し、図６は図５の各部の電圧，電流の発生のタイミン
グを示す。なおこの図５，図６は、半導体素子４の出力
段のＦＥＴＱ１がＰチャンネルタイプの半導体素子４Ｐ
の場合であるが、Ｎチャンネルタイプの半導体素子４Ｎ
でも全く同様である。次に図６を参照しつつ図５を説明
する。制御信号ＣＳにより素子４Ｐを出力ＯＮの状態と
し、ＦＥＴ１１をＯＮすることにより定電流・定電圧電
源１６を介して素子４Ｐに短絡に近い電流を流し、（但
しこの電流はこの電源１６により制限される。）素子４
Ｐを加熱させる。素子４Ｐの温度が、動作温度の高温側
の限界（トリップ温度）に達すると、出力電流Ｉｏｕｔ
がＯＦＦされ、その時の電流の変化をフェライトコアコ
イル１７により検出し、温度トリップ動作を検出する。
【００１１】次にＦＥＴ１１をＯＦＦし、ＦＥＴ１２を
ＯＮさせる。ここで素子温度が低下し復帰温度に達する
と、素子４Ｐから出力電流Ｉｏｕｔが流れ出す。その時
のＦＥＴ１２の直列抵抗１３の電圧降下をコンパレータ
１０により検出し、復帰動作を検出する。トリップ動作
の前と、トリップ動作の直後及び復帰動作の直後に出力
ＯＦＦ（つまり制御信号ＣＳ，ＦＥＴ１１，ＦＥＴ１２
のＯＦＦ）の状態で定電流電源２から素子４Ｐに測定電
流ＩＭを流し、ＶＦ測定回路３により半導体素子４Ｐの
出力段ＦＥＴＱ１のダイオード１の順電圧降下ＶＦを測
定する。この夫々の順電圧降下ＶＦ１，ＶＦ３，ＶＦ４
の測定のタイミングは図６のタイムチャートに示されて
いる如くである。これによりトリップ温度Ｔｅｍｐ１
は、 Ｔｅｍｐ１＝｛（ＶＦ１−ＶＦ３）／ｋ｝＋Ｔａ───（式２） 但しｋは定数、Ｔａは測定室温、また復帰温度Ｔｅｍｐ
２は、 Ｔｅｍｐ２＝｛（ＶＦ１−ＶＦ４）／ｋ｝＋Ｔａ───（式３） として算出できる。出力段がＮチャンネルタイプの半導
体素子４Ｎについても全く同様な方法で測定できる。
ＯＮさせる。ここで素子温度が低下し復帰温度に達する
と、素子４Ｐから出力電流Ｉｏｕｔが流れ出す。その時
のＦＥＴ１２の直列抵抗１３の電圧降下をコンパレータ
１０により検出し、復帰動作を検出する。トリップ動作
の前と、トリップ動作の直後及び復帰動作の直後に出力
ＯＦＦ（つまり制御信号ＣＳ，ＦＥＴ１１，ＦＥＴ１２
のＯＦＦ）の状態で定電流電源２から素子４Ｐに測定電
流ＩＭを流し、ＶＦ測定回路３により半導体素子４Ｐの
出力段ＦＥＴＱ１のダイオード１の順電圧降下ＶＦを測
定する。この夫々の順電圧降下ＶＦ１，ＶＦ３，ＶＦ４
の測定のタイミングは図６のタイムチャートに示されて
いる如くである。これによりトリップ温度Ｔｅｍｐ１
は、 Ｔｅｍｐ１＝｛（ＶＦ１−ＶＦ３）／ｋ｝＋Ｔａ───（式２） 但しｋは定数、Ｔａは測定室温、また復帰温度Ｔｅｍｐ
２は、 Ｔｅｍｐ２＝｛（ＶＦ１−ＶＦ４）／ｋ｝＋Ｔａ───（式３） として算出できる。出力段がＮチャンネルタイプの半導
体素子４Ｎについても全く同様な方法で測定できる。
【００１２】図１は本発明の実施例としての回路構成を
示す。被測定半導体素子（ＩＰＳ等）４としては出力段
ＦＥＴが実線で示されるＰチャンネル型（タイプＡ）の
素子４Ｐと、点線で示されるＮチャンネル型（タイプ
Ｂ）の素子４Ｎのどちらでも良い。図１には図５と同様
にタイプＡ専用のＦＥＴ１１，ＦＥＴ１２，コンパレー
タ１０が設けられているほかに、この各々に対応してさ
らにタイプＢ専用のＦＥＴ１１Ｂ，ＦＥＴ１２Ｂ，コン
パレータ１０Ｂが追加されている。またタイプＡの場合
はリレーＲＹ１をＯＮし、タイプＢの場合はＲＹ２をＯ
Ｎすることにより、半導体素子４内のダイオード１の温
度および熱抵抗測定用の電流ＩＭ及びＩＦを流すルート
を変える。この場合、電流ＩＭとＩＦは、それぞれ別々
に定電流電源２Ｍ，２Ｆを用い、図３（Ｂ），図６に示
すように、それぞれの電流ＩＭ，ＩＦを流すタイミング
でＦＥＴ２９及びＦＥＴ３０をＯＮさせる。同時にダイ
オード１の順電圧降下ＶＦをＡ／Ｄ変換器３３を通して
ＣＰＵ３４に入力して求め、さらにＣＰＵ３４に熱抵抗
Ｒｔｈ値，トリップ温度Ｔｅｍｐ１，復帰温度Ｔｅｍｐ
２の演算を行わせる。
示す。被測定半導体素子（ＩＰＳ等）４としては出力段
ＦＥＴが実線で示されるＰチャンネル型（タイプＡ）の
素子４Ｐと、点線で示されるＮチャンネル型（タイプ
Ｂ）の素子４Ｎのどちらでも良い。図１には図５と同様
にタイプＡ専用のＦＥＴ１１，ＦＥＴ１２，コンパレー
タ１０が設けられているほかに、この各々に対応してさ
らにタイプＢ専用のＦＥＴ１１Ｂ，ＦＥＴ１２Ｂ，コン
パレータ１０Ｂが追加されている。またタイプＡの場合
はリレーＲＹ１をＯＮし、タイプＢの場合はＲＹ２をＯ
Ｎすることにより、半導体素子４内のダイオード１の温
度および熱抵抗測定用の電流ＩＭ及びＩＦを流すルート
を変える。この場合、電流ＩＭとＩＦは、それぞれ別々
に定電流電源２Ｍ，２Ｆを用い、図３（Ｂ），図６に示
すように、それぞれの電流ＩＭ，ＩＦを流すタイミング
でＦＥＴ２９及びＦＥＴ３０をＯＮさせる。同時にダイ
オード１の順電圧降下ＶＦをＡ／Ｄ変換器３３を通して
ＣＰＵ３４に入力して求め、さらにＣＰＵ３４に熱抵抗
Ｒｔｈ値，トリップ温度Ｔｅｍｐ１，復帰温度Ｔｅｍｐ
２の演算を行わせる。
【００１３】図２はこの装置全体のブロック図である。
全体の制御はＣＰＵ３４が行う。設定・表示・操作ユニ
ット３５を用いて、スタート／ストップの指令出力やロ
ジックタイミングの設定を行い、測定結果を表示する。
またこの測定結果を必要に応じてプリンタ４３に出力さ
せる。インタフェース３７は半導体素子４へのタイミン
グ信号の印加回路及び温度トリップ動作，復帰動作の検
出回路でその内容は図１に示した如くである。
全体の制御はＣＰＵ３４が行う。設定・表示・操作ユニ
ット３５を用いて、スタート／ストップの指令出力やロ
ジックタイミングの設定を行い、測定結果を表示する。
またこの測定結果を必要に応じてプリンタ４３に出力さ
せる。インタフェース３７は半導体素子４へのタイミン
グ信号の印加回路及び温度トリップ動作，復帰動作の検
出回路でその内容は図１に示した如くである。
【００１４】なお図１の回路において素子４の熱抵抗
Ｒｔｈだけ測定する場合は図３の動作をさせる。なお電
流ＩＭ，ＩＦの通流のタイミングは夫々ＦＥＴ２９，Ｆ
ＥＴ３０により制御する。またトリップ温度及び復帰
温度を測定する場合は図５の動作をさせる。但し電流Ｉ
Ｍの通流のタイミングはＦＥＴ２９により制御する。ま
た熱抵抗，トリップ温度，復帰温度を測定する場合
は、図３の動作後、図６の動作をさせる。ただし図３
（Ｃ）のタイムチャートのＶＦ１と図６のタイムチャー
トのＶＦ１は常温でのダイオード１の順電圧降下ＶＦ値
であり、その値は同じであるから、図６のタイムチャー
トのＶＦ１は測定しない。即ち測定時間短縮のため（式
１）〜（式３）のＶＦ１の値は図３のタイムチャートの
ＶＦ１の値を共用で使用する。上記の〜の測定モー
ドは図２の設定ユニット３５より設定入力し、測定シー
ケンスはＣＰＵ３４が制御する。
Ｒｔｈだけ測定する場合は図３の動作をさせる。なお電
流ＩＭ，ＩＦの通流のタイミングは夫々ＦＥＴ２９，Ｆ
ＥＴ３０により制御する。またトリップ温度及び復帰
温度を測定する場合は図５の動作をさせる。但し電流Ｉ
Ｍの通流のタイミングはＦＥＴ２９により制御する。ま
た熱抵抗，トリップ温度，復帰温度を測定する場合
は、図３の動作後、図６の動作をさせる。ただし図３
（Ｃ）のタイムチャートのＶＦ１と図６のタイムチャー
トのＶＦ１は常温でのダイオード１の順電圧降下ＶＦ値
であり、その値は同じであるから、図６のタイムチャー
トのＶＦ１は測定しない。即ち測定時間短縮のため（式
１）〜（式３）のＶＦ１の値は図３のタイムチャートの
ＶＦ１の値を共用で使用する。上記の〜の測定モー
ドは図２の設定ユニット３５より設定入力し、測定シー
ケンスはＣＰＵ３４が制御する。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、制御信号ＣＳに応じて
オン，オフし、このオン状態において、自身の温度が所
定のトリップ温度以上になると温度トリップ動作してオ
フ状態に切換わり、自身の温度が所定の復帰温度以下に
なると復帰動作してオン状態に復帰するスイッチング回
路としてのＦＥＴＱ１、前記スイッチング回路に並列で
該回路の通電極性と逆極性のダイオード１、を備えた半
導体素子４の温度トリップ特性を測定する装置におい
て、前記スイッチング回路Ｑ１をオンすべき前記制御信
号ＣＳの出力状態で前記スイッチング回路Ｑ１への通電
発熱を介してこのスイッチング回路Ｑ１に前記温度トリ
ップ動作を行わせたのち前記復帰動作を行わせ、他方、
この通電発熱前，温度トリップ動作直後，復帰動作直後
に夫々前記ダイオードの順電圧降下を求め、この求めら
れた順電圧降下から前記トリップ温度および復帰温度を
求めるようにし、またこの測定装置には前記ダイオード
１の熱抵抗の測定機能も付加し得るようにしたので、半
導体素子（ＩＰＳ等）４の熱抵抗，トリップ温度，復帰
温度を同時に、もしくは個別に短時間で簡単に測定する
ことが可能である。
オン，オフし、このオン状態において、自身の温度が所
定のトリップ温度以上になると温度トリップ動作してオ
フ状態に切換わり、自身の温度が所定の復帰温度以下に
なると復帰動作してオン状態に復帰するスイッチング回
路としてのＦＥＴＱ１、前記スイッチング回路に並列で
該回路の通電極性と逆極性のダイオード１、を備えた半
導体素子４の温度トリップ特性を測定する装置におい
て、前記スイッチング回路Ｑ１をオンすべき前記制御信
号ＣＳの出力状態で前記スイッチング回路Ｑ１への通電
発熱を介してこのスイッチング回路Ｑ１に前記温度トリ
ップ動作を行わせたのち前記復帰動作を行わせ、他方、
この通電発熱前，温度トリップ動作直後，復帰動作直後
に夫々前記ダイオードの順電圧降下を求め、この求めら
れた順電圧降下から前記トリップ温度および復帰温度を
求めるようにし、またこの測定装置には前記ダイオード
１の熱抵抗の測定機能も付加し得るようにしたので、半
導体素子（ＩＰＳ等）４の熱抵抗，トリップ温度，復帰
温度を同時に、もしくは個別に短時間で簡単に測定する
ことが可能である。
【図１】本発明の実施例としての装置の要部構成を示す
回路図
回路図
【図２】同じく装置の全体構成を示すブロック図
【図３】ダイオードの熱抵抗の測定原理の説明図
【図４】ＩＰＳ等の熱抵抗測定の原理回路図
【図５】ＩＰＳ等の温度トリップ特性の本発明に基づく
測定原理回路図
測定原理回路図
【図６】図５の各部の電圧，電流のタイムチャート
１ ダイオード ２（２Ｍ，２Ｆ） 定電流電源 ３ ＶＦ 測定回路 ４（４Ｐ，４Ｎ） 被測定半導体素子（ＩＰＳ等） ９ 出力電流検出回路（トリップ検出回路） １０ コンパレータ １０Ｂ コンパレータ １１ ＦＥＴ １１Ｂ ＦＥＴ １２ ＦＥＴ １２Ｂ ＦＥＴ １６ ＶＣＣ印加用定電流定電圧電源 １７ フェライトコアコイル ＲＹ１ リレー ＲＹ２ リレー ２９ ＦＥＴ ３０ ＦＥＴ ３３ Ａ／Ｄ変換器 ３４ ＣＰＵ ３５ 設定・表示・操作ユニット ３７ インタフェース ＣＳ 制御信号
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−52263（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−34360（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−25776（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−33946（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−105174（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/66 G01R 31/26
Claims (3)
- 【請求項１】制御信号に応じてオン，オフし、このオン
状態において、自身の温度が所定のトリップ温度以上に
なると温度トリップ動作してオフ状態に切換わり、自身
の温度が所定の復帰温度以下になると復帰動作してオン
状態に復帰するスイッチング回路、前記スイッチング回
路に並列で該回路の通電極性と逆極性のダイオード、を
備えた半導体素子の温度トリップ特性を測定する方法に
おいて、 前記スイッチング回路をオンすべき前記制御信号の出力
状態における前記スイッチング回路への通電発熱を介し
てこのスイッチング回路に前記温度トリップ動作を行わ
せたのち前記復帰動作を行わせ、 他方、この通電発熱前，温度トリップ動作直後，復帰動
作直後に夫々前記ダイオードの順電圧降下を求め、この
求めた順電圧降下から前記トリップ温度および復帰温度
を求めるようにしたことを特徴とする半導体素子の温度
トリップ特性測定方法。 - 【請求項２】制御信号に応じてオン，オフし、このオン
状態において、自身の温度が所定のトリップ温度以上に
なると温度トリップ動作してオフ状態に切換わり、自身
の温度が所定の復帰温度以下になると復帰動作してオン
状態に復帰するスイッチング回路、前記スイッチング回
路に並列で該回路の通電極性と逆極性のダイオード、を
備えた半導体素子の温度トリップ特性を測定する装置に
おいて、 前記スイッチング回路をオンすべき前記制御信号の出力
状態で、このスイッチング回路に通電しその発熱を行わ
せる手段と、 この発熱に基づく前記温度トリップ動作を検出する手段
と、 この発熱前および温度トリップ動作直後において前記ダ
イオードに所定の測定電流を流してその順電圧降下を測
定し、この２つの順電圧降下の差から前記トリップ温度
を求める手段と、 前記スイッチング回路の前記復帰動作を検出する手段
と、 この復帰動作直後における前記測定電流通流時の前記ダ
イオードの順電圧降下と前記発熱前の順電圧降下との差
から前記復帰温度を求める手段とを備えたことを特徴と
する半導体素子の温度トリップ特性測定装置。 - 【請求項３】請求項２に記載の温度トリップ特性測定装
置において、 前記ダイオードへの定電流の通電により、所定期間、こ
のダイオードに発熱を行わせる手段と、 この発熱の電力を測定する手段と、 前記所定期間の後の所定のタイミングで前記ダイオード
へ前記測定電流を流してその順電圧降下を測定し、この
発熱の前後の順電圧降下の差と前記発熱の電力とから前
記ダイオードの熱抵抗を求める手段とを備えたことを特
徴とする半導体素子の温度トリップ特性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15358191A JP2940227B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 半導体素子の温度トリップ特性測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15358191A JP2940227B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 半導体素子の温度トリップ特性測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH053234A JPH053234A (ja) | 1993-01-08 |
| JP2940227B2 true JP2940227B2 (ja) | 1999-08-25 |
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ID=15565620
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15358191A Expired - Fee Related JP2940227B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 半導体素子の温度トリップ特性測定方法および装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2940227B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103576069A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-12 | 桂林机床电器有限公司 | 一种测量功率型led热阻的方法 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100708307B1 (ko) * | 2005-12-05 | 2007-04-17 | 한국전기연구원 | 전력반도체 소자의 온도 모니터링 시스템 및 그 방법 |
| JP2020176851A (ja) * | 2019-04-16 | 2020-10-29 | 株式会社クオルテック | 半導体試験装置および半導体素子の試験方法。 |
| US11994551B2 (en) | 2019-06-04 | 2024-05-28 | Qualtec Co., Ltd. | Semiconductor component test device and method of testing semiconductor components |
| CN115078947B (zh) * | 2022-06-15 | 2024-06-04 | 北京工业大学 | 一种用于pnp双极晶体管热阻测量的基极电流电路 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP15358191A patent/JP2940227B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN103576069A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-12 | 桂林机床电器有限公司 | 一种测量功率型led热阻的方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH053234A (ja) | 1993-01-08 |
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