С. В. БАРАНОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАДАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБЪЕКТА ПРИ ИМИТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЯХ
В статье описывается установка, позволяющая задавать и поддерживать температуру интегральных схем или полупроводниковых приборов при проведении имитационных испытаний.
Необходимость в стабилизации температуры интегральных схем (ИС) и полупроводниковых приборов (ПП) возникает в ряде случаев при проведении имитационных испытаний на стойкость к действию ионизирующего излучения. Описываемая установка позволяет задавать температуру объекта в диапазоне от 0 до -60 оС и поддерживать её в течение испытания. Охлаждение объекта достигается с помощью газообразного азота, получаемого из жидкого азота путём его разогрева.
Рис.1. Схема установки для задания и стабилизации температуры
Принцип работы установки заключается в следующем: сигнал с термопары, подсоединенной к объекту, поступает на один из входов интегральной микросхемы AD595 (пр-ва Analog Devices). На другой её вход поступает опорное напряжение, задаваемое пользователем. Микросхема работает в режиме компаратора, и в зависимости от результатов сравнения двух входных сигналов (с термопары и опорного напряжения) на её выходе выставляется высокий либо низкий уровень напряжения, который в свою очередь замыкает/размыкает ключ (МОП-транзистор BUZ11A). При замыкании ключа через мощные низкоомные резисторы, помещенные в жидкий азот, протекает ток (от 3 до 5А), который приводит к их разогреву и интенсивному образованию газообразного азота. Этот процесс обладает малой инерцией и при размыкании ключа практически сразу же останавливается.
Объем резервуара с жидким азотом составляет 3л. Этого достаточно для поддержания температуры объекта равной -60 оС на протяжении 80 мин. Интенсивность охлаждения можно регулировать, изменяя напряжение, подаваемое на резисторы, в диапазоне от 12 до 25 В.
В ходе отладки установки было обнаружено, что значение температуры, которое необходимо поддерживать, с течением времени значительно уменьшалось. Так первоначально поддерживая температуру объекта равной -60 оС, после получаса непрерывной работы установка стабилизировала температуру уже на уровне -65 оС. Это связано с тем, что в процессе работы установки температура внутри корпуса блока управления возрастала выше 50 оС (максимальная рабочая температура для AD595) из-за нагрева мощного транзистора BUZ11A. Чтобы устранить данный недостаток транзистор был вынесен за пределы корпуса блока управления и установлен на радиатор.
Рис.2. Внешний вид установки для задания и стабилизации температуры
Список литературы
1. , , Чумаков эффекты в КМОП ИС. // Радио и связь. 19с.
2. Bob LeFort, Bob Ries. Taking The Uncertainty Out of Thermocouple Temperature Measurement (with AD594/AD595) // http://www. .
