Метод переходных характеристик

Данный метод может быть использован для контроля изделий, обладающих инерционностью (тепловой, зарядовой, поляризационной, механической, магнитной). Инерционность проявляется в виде переходных процессов изменения выходных характеристик или основных параметров. При подаче на вход изделия скачкообразного воздействия.

При использовании тепловой инерционности фиксируется время, необходимое для установления стабильного температурного режима в приборах. Это время в сильной степени зависит от величины теплового сопротивления и сопротивления между кристаллом и прокладкой.

Чем выше тепловое сопротивление, тем более высокой при прочих равных условиях будет температура полупроводникового перехода, тем больше будет время, необходимое для стабилизации температурного режима после включения прибора.

Помимо увеличения длительности периода стабилизации температурного режима при наличии повышения теплового сопротивления наблюдается ускоренное старение, деградация характеристик изделия. Поэтому длительность стабилизации теплового режима позволяет прогнозировать надёжность прибора. Одна из причин повышенного теплового сопротивления – некачественная напайка (приклейка) кристалла.

Методы диагностирования в данном случае основаны на исследовании или изучении отклика при подаче на изделие испытательного воздействия. При этом не требуется выведения отдельных контрольных точек. Это позволяет легко автоматизировать данный метод. Переходные процессы описываются в этом случае переходной функцией g(t) или импульсной переходной функцией h(t). Чаще всего используют переходную функцию g(t). Для оценки качества ЭРИ проводится анализ формы переходных процессов. Характеристики, которые используются в этом случае можно разделить на три типа: монотонные, немонотонные и периодические.

Рисунок 38 - Классификация переходных процессов

Первичная диагностическая информация может быть представлена в непрерывном и дискретном виде.

Рисунок 39 - Виды представления первичной диагностической информации.

Во многих случая возникает неопределённость априорной информации, отсутствует физическая и математическая модели объекта исследования. Однако при наличии признаков классов и разделяющих классы функций возможно использование методов распознавания (эвристические при небольшом n, статистические, при n стремящемся к бесконечности). Методы выделения диагностической информации для данных случаев приведены в таблице 11.

Таблица 11.

Классификация методов выделения диагностической информации

Выбор метода выделения первичной диагностической информации зависит от вида переходных функций.

Рекомендуемое применение методов параметрической и непараметрической идентификации при диагностировании различных типов ЭРИ по переходным характеристикам приведены в таблице 12.

Таблица 12.

Методы обработки диагностической информации по переходным процессам с учетом априорной информации

Примерный перечень получения первичной информации и применяемые аппаратурные средства при различных видах инерционности ЭРИ приведены в таблице 13.

Таблица 13.

Методы получения первичной информации при диагностировании ЭРИ по переходным характеристикам

№ пп	Наименование изделия, источник информации	Метод получения первичной информации	Испытательные сигналы	Параметр-критерий годности	Средства диагностирования (состав и требуемые технические характеристики)
	Резисторы	Переходная те­пловая харак­теристика, джоулев нагрев	Напряжение или ток типа единичного сигнала	Электрическая и тепловая посто­янные времени, знак временной функции	Измерители переходных тепловых характеристик резисторов: измерительный мост с мощностью рас­сеяния Р = 20 Вт, регулируемый источник пита­ния (программируемые калибраторы напряжения П320 и тока П321).таймер U =0...700 В, Rx = 1…3*105 Ом, температурная погрешность ±0,5*106 1/К. Возможно подключение ЭВМ.
	Конденсаторы	1)Метод измере­ния времени восстанавливающего напряжения до максимума 2)Метод измере­ния коэффициента абсорбции	Постоянная напряжения, температура	Время восстано­вления, время спада, ток абсо­рбции и десорб­ции, плотность объемного заря­да и постоянная времени	Источник постоянного напряжения, разряжающая и заряжающая ёмкости, блоки электрометрического и запоминающего устройств, регистрирующее уст­ройство U=10...500 В, t ≥ 5с (от 5 мин до 8 час). ЭВМ для параметрической идентифика­ции и статистической обработки выборок.
	Полупро­воднико­вые при­боры
Тиристоры	Косвенный метод оценки закрыто­го состояния	Испытатель­ные импуль­сы напряжения, подава­емые через время за­держки	Время выключения тиристора	Полуавтоматический измеритель времена выключе­ния тиристора: tвыкл = 0,01-4,99 мкс, крутизна переднего фронта - 25 В/мкс, обратное напряже­ние до 5 мВ. ЭВМ применяется для статистичес­кой оценки выборок тиристоров; индивидуальная оценка и индикация параметров возможна без ЭВМ.
Переходная токовая характеристика (контроль по методу задержанных совпаде­ний)	Импульс тока управления	Время включе­ния тиристора	Полуавтоматический измеритель времени включения тиристора U = 25В; 50 ±5%, Iл =10 А; tимп.упр. =3…10 мкс, Iу =150; 450 мА; tфр = 0,1 мкс, диапазоны измеряемых времен tвкл = 1,0…9,9 мкс
Стабилитроны	Импульсная переходная тепловая характеристика	Импульсы тока заданной длительности и амплитуды	Термочувствительный параметр: прямое и обратное напряжение p-n-перехода	Устройство для и змерения импульсных тепловых параметров стабилитронов τи=5…10 мкс; скважность импульсов Q = 1000, U и I зависят от типа стабилитронов. Возможно применение ЭВМ для обработки данных.
	Реле элек­тромагнит­ные	Переходные про­цессы включения и отпускания	Импульс или ступенька напряжения	Время срабатывания, время отпускания	Измерители для диагностирования реле и эле­ктромагнитов tотп = 5…10 с. Возможно при­менение ЭВМ для статистической обработки данных.
	Микросхемы (БИС, СБИС и др.)	Методы оценки переходных процессов в тестовых структурах (аналогах резисторов, конденсаторов, межсоединений, проводников, МДП-структур)	Импульсы С (ступеньки) тока или напряжения с заданным фронтом, длительностью, амплитудой	Постоянные времени переходного процесса, крутизна характеристик оценки проводимости	Измерители переходных тепловых характеристик резисторов, измерители параметров тиристоров, стабилитронов и их модификаций R = 10-2...300 кОм. Желательно применение ЭВМ для получения диагностических признаков конкретных изделий и статистической обработки выборок.
	Электрова­куумные приборы	Методы измерения расхода энергии, светового потока, ЭМИССИИ	Напряжение анода, единичные импульсы напряжения в цепи катода, тем­пература	Световой поток, предельный ток эмиссии, ско­рость спадания тока катода	Стандартная аппаратура: источники регулируе­мых импульсов электрической энергии и их длительности, применение светового излучения, усилители, вольтметры, осциллограф, мосты пе­ременного тока, компаратор, приемник светово­го излучения. Возможно применение ЭВМ для определения корреляционных зависимостей и статистических оценок.