ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЁЖНОСТИ КРЕМНИЕВЫХ ПРИБОРОВ

Кремниевые эпитаксиально-планарные диоды относятся к полупроводниковым элементам, которые использовались в качестве выпрямительных диодов в различных применениях. Они имеют несколько особенностей, которые делают их полезными в электронике:

1. Низкий уровень потерь мощности;

2. Компактность;

3. Надежность;

4. Обладают быстрой реакцией на изменения электрического поля.

В целом, кремниевые эпитаксиально-планарные диоды являются многоцелевыми электронными компонентами, которые проявляют высокую надежность и эффективность в различных применениях [1].

В данной работе было рассмотрено поведение статических параметров импульсного диода после нахождения в печи и токовой тренировке по обратной ветке вольт-амперной характеристики и прямой.

Изначально из партии было отобрано 50 диодов с обратным напряжением не менее 87В.

Рисунок 1. Изменение Uобр диодов

После этого диоды были помещены в печь при температуре +125⁰С на 30 минут и были сняты статические характеристики при обратном токе 50 и 100мкА.

Рисунок 2. Изменение Uобр диодов

Далее была проведена токовая тренировка диодов по прямой и обратной ветке, которая длилась 4 часа.

Рисунок 3. Изменение Uобр диодов по обратной ветке

Рисунок 4. Изменение Uобр диодов по прямой ветке

Было установлено, что после печи и токовой тренировки, а также воздействия прямыми токами, идёт просадка обратного напряжения, норма при 50 мкА и 100мкА -  80В (это технологическая норма, которая закладывается в технологические испытания).

Цель эксперимента заключается в выявлении факторов, приводящих к дефектности изделий в процессе проведения токовой тренировки. После токовой тренировки возможно получение исправных изделий и необходимо исследовать данные после воздействия токов на прямой и обратной ветке.

Испытания диодов просаживает эти параметры, необходима корректировка либо исходного материала на изделии, либо корректировка норм в тепле.

Токовая тренировка для диода - это процесс прогонки электрического тока через диод для проверки его электрических свойств и работоспособности. Во время тренировки, в диоде создается определенное напряжение, которое должно переводить ток только в одном направлении. Это называется прямым направлением. В обратном направлении, диод должен легко сопротивляться протеканию тока так, что ток блокируется. Токовая тренировка для диода позволяет убедиться, что диод работает в соответствии с этими параметрами и корректно выполняет свою функцию.

Токовая тренировка обычно осуществляется с помощью источника постоянного тока, мультиметра и нагрузки. Нагрузка может быть представлена различными элементами цепи, например, резистором или лампочкой. При прямом направлении тока, диод должен пропускать ток через себя и порождать определенное напряжение, которое можно измерить с помощью мультиметра. В обратном направлении напряжение на диоде должно быть высоким, а ток должен быть низким, или отсутствовать вовсе.

Изменение обратного напряжения и обратного тока после нагрева в печи и токовой тренировки могут быть вызваны несколькими факторами.

Один из главных факторов - это изменение внутренней структуры и электрических свойств полупроводника, из которого изготовлен диод. Нагревание диода в печи может вызвать определенные структурные изменения в полупроводнике, приводящие к изменению его электрических свойств. Это может снизить или увеличить обратный ток, что приведет к изменению обратного напряжения.

Кроме того, токовая тренировка может привести к усилению ранее незамеченных дефектов в диоде. Некоторые дефекты могут проявляться только при прохождении через них электрического тока, что может привести к изменению параметров диода и его электрических свойств.

Изменение параметров диода после нагрева и токовой тренировки может быть связано с такими факторами, как окисление контактов и поверхности диода, распределение примесей и дефектов внутри полупроводникового материала диода, изменение концентрации дефектных центров и т.д.

Важным фактором является правильно выполненная интегральная схема, в которой используется диод. Например, неправильно разработанные схемы питания и защиты могут привести к перегреву диода и изменению его параметров. Поэтому проектирование электронных устройств должно учитывать все возможные факторы, которые могут влиять на работу диода.

Таким образом, изменения обратного напряжения и обратного тока после нагрева в печи и токовой тренировки обусловлены многими факторами и зависят от многих параметров диода и его среды эксплуатации. Контроль и анализ всех этих параметров являются ключевыми при изготовлении и тестировании полупроводниковых приборов.