在每次測試中,我們快速提升了器件的耗散功率,然后逐步降低功率。其實(shí)現(xiàn)方式是通過快速改變電源電壓以增加器件的靜態(tài)電流,從而改變耗散功率。這種功率波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致測試期間的溫度變化,因此我們可以通過持續(xù)監(jiān)測內(nèi)部溫度和功率來計(jì)算系統(tǒng)的熱參數(shù)。在這些實(shí)驗(yàn)中,溫度流動(dòng)與通常的預(yù)期相反:溫度變化來自物體,而傳感器則隨物體變化。由于傳感器的熱質(zhì)量較小,因此有可能快速加熱傳感器,從而產(chǎn)生接近理想的熱階躍函數(shù)的情況,從而允許在特定條件下使用高斯階躍公式。以下步驟概述了測試設(shè)置:
- 熱敏頭設(shè)置
- 在穩(wěn)定且受控的 +21°C 溫度(接近室溫)下安裝了巨大的銅熱敏頭,以盡量減少對(duì)流氣流的影響。這確保了傳感器在測試過程中的自熱不會(huì)影響熱敏頭的溫度。
- 為了避免 PCB 底部的 CB 發(fā)生短路,銅熱敏頭上覆蓋了 1mil Kapton? 膠帶,從而將熱敏頭與測試板電氣隔離。
- 熱接觸優(yōu)化
- 在測試板和熱敏頭之間涂抹了一層薄薄的導(dǎo)熱油脂來改善熱接觸。
- 為了進(jìn)一步穩(wěn)定熱接觸并防止溫度從受測器件 (DUT) 泄漏到周圍空氣,測試板由一個(gè)多孔橡膠棒通過可控力度壓在熱敏頭上。
- 試驗(yàn)箱條件
- 為了避免室內(nèi)空氣流動(dòng)的影響,測試之前將連接測試板的熱敏頭放入一個(gè)封閉的試驗(yàn)箱內(nèi)并保持至少 15 分鐘。
- DUT 設(shè)置
- 一次僅測試一個(gè) DUT,以確保準(zhǔn)確性。
- 每個(gè)測試板都在 V+ 引腳上安裝一個(gè) 0.1μF 表面貼裝電壓電源陶瓷電容器并以 GND 為基準(zhǔn)。
- I2C 總線以 400kHz 的頻率運(yùn)行,上拉電壓為 3V,這在測試過程中不會(huì)發(fā)生變化。
- DUT 電源會(huì)在測試期間按以下步驟變化:3V → 5.5V → 3V。這會(huì)導(dǎo)致器件電源功耗發(fā)生變化:0.4mW → 5.5mW → 0.4mW。每個(gè)電源電壓階躍的時(shí)間為 15 秒。
- DUT 處于連續(xù)轉(zhuǎn)換模式,取 8 次內(nèi)部平均值,轉(zhuǎn)換之間無停頓。溫度數(shù)據(jù)每 150ms 從 DUT 傳輸一次。
圖 3-2 展示了測試設(shè)置,其中包含熱敏頭、一個(gè)連接的示例測試板和實(shí)驗(yàn)中使用的橡膠棒。