Investigations of thermal parameters of liquid–cooled power MOSFET

W pracy zaprezentowano wyniki pomiarów parametrów termicznych tranzystora MOS mocy, dla którego zastosowano cieczowy system chłodzący firmy Aquacomputer. Zbadano wpływ wybranych parametrów systemu chłodzącego w tym m.in.: rodzaj wymiennika ciepła oraz prędkość przepływu cieczy chłodzącej na właściwości cieplne tranzystora. Dla porównania, przedstawiono wyniki pomiarów parametrów termicznych rozważanego tranzystora umieszczonego na radiatorze. Porównano skuteczność odprowadzania ciepła z wnętrza tranzystora do otoczenia przy zastosowaniu wymienionych wyżej układów chłodzenia.The paper presents the results of measurements of thermal parameters of power MOSFET implemented in liquid cooling system offered by Aquacomputer. The influence of selected cooling system parameters, such as: the type of heat exchanger and the flow rate of the coolant on the thermal properties of transistor, has been examined. In comparison, the results of measurements of thermal parameters of the considered transistor located on the heat sink, have been presented. Efficiency of heat radiation to the surroundings of the transistor using the above–mentioned cooling systems, has been investigated

An automatic measurement system of thermal parameters of semiconductor power devices

W pracy omówiono budowę i zasadę działania autorskiego systemu do automatycznego pomiaru parametrów termicznych, w tym czasowych przebiegów przejściowej impedancji termicznej oraz rezystancji termicznej półprzewodnikowych przyrządów mocy. W rozważanym systemie zaimplementowano popularną impulsową metodę pomiaru parametrów termicznych opartą na wykorzystaniu krzywej chłodzenia elementu półprzewodnikowego. Działanie systemu pomiarowego zilustrowano wynikami pomiarów parametrów termicznych wybranych półprzewodnikowych przyrządów mocy.Generally, manufacturers of semiconductor devices do not provide in datasheets detailed information about thermal parameters of semiconductor devices, i.e. time waveform of junction-to-ambient transient thermal impedance or dependence of junction-to-ambient thermal resistance versus dissipated power. Therefore, the designers of electronic circuits do not have reliable information about thermal properties of semiconductor devices in the designed circuit [1 - 3]. The paper discusses the construction and operation of automatic measurement system of thermal parameters, including transient thermal impedance and thermal resistance of semiconductor power devices. Block diagram of the measurement system is shown in Fig. 1. In the measurement system, the popular Rubin and Oettinger [6] pulse method for measuring thermal parameters based on the cooling curve of semiconductor device, has been implemented. For reading and archiving the results of measurements, A/D and D/A converter USB-1608GX-2AO fabricated by Measurement Computing [5], has been used. Usefulness of the measuring system is illustrated by results of measurements of thermal parameters of silicon MOSFET (IRFR420A - International Rectifier), silicon carbide MESFET (CRF24010 - Cree) and silicon carbide Schottky diode (IDT06S60C - International Rectifier). As seen in Fig. 3, the thermal resistance junction-to-ambient strongly depends on semiconductor device dissipated power. For example, the thermal resistance of MOSFET decreases about 20% with increase of the dissipated power from 0.1 W to 1 W, at constant ambient temperature. It has been shown, that realization of such measurements allows to obtain more precise information about the thermal parameters of semiconductor devices in comparison to the device catalogue data

Laboratory of measurements of electronic devices and circuits

W pracy zaprezentowano Laboratorium Pomiarów Elementów i Układów Elektronicznych umiejscowione w Katedrze Elektroniki Morskiej Akademii Morskiej w Gdyni. Należy ono do zespołu laboratoriów, w których realizowane są zagadnienia związane z projektowaniem i wykonywaniem obwodów oraz urządzeń elektronicznych, a także pomiarami elementów elektronicznych stosowanych w tych urządzeniach. Opisano koncepcję laboratorium oraz najważniejsze urządzenia stanowiące jego wyposażenie. Wskazano obszar zadań badawczych i dydaktycznych, w którym to laboratorium może być użyteczne.The paper presents a research Laboratory of Measurements Electronic Devices and Circuits located in the Department of Marine Electronics in Gdynia Maritime University. The laboratory is dedicated for performing various measurements of characteristics and parameters of electronic devices and circuits. PC-controlled measuring instrumentation of a high precision fabricated e.g. by Keithley, is used in measuring processes

Evaluation of models accuracy of SiC Schottky diodes

W pracy przedstawiono wyniki weryfikacji eksperymentalnej wybranych modeli diod Schottky’ego z węglika krzemu, oferowanych przez producentów rozważanych przyrządów półprzewodnikowych. W tym celu modele diod zaimplementowano w programie SPICE i przeprowadzono symulacje wybranych charakterystyk statycznych oraz charakterystyk C(u) tych przyrządów. Przeprowadzono ocenę dokładności modeli poprzez porównanie charakterystyk obliczonych tymi modelami z charakterystykami zmierzonymi diod, dostępnymi w ich kartach katalogowych. Do badań wybrano wykonane z węglika krzemu diody Schottky’ego trzech producentów: ST Microelectronics, GeneSiC oraz Rohm.The paper presents the results of experimental verification of selected models of the silicon carbide Schottky diodes offered by various manufacturers. Schottky diodes fabricated by ST Microelectronics, GeneSiC and Rohm, were chosen for investigations. Models were implemented in SPICE. Calculations of DC characteristics as well as C-V characteristics of the investigated Schottky diodes, were performed. Evaluation of the models accuracy by means of comparison of the calculated and measured characteristics, were performed

Examinations of Selected Thermal Properties of Packages of SiC Schottky Diodes

This paper describes the study of thermal properties of packages of silicon carbide Schottky diodes. In the paper the packaging process of Schottky diodes, the measuring method of thermal parameters, as well as the results of measurements are presented. The measured waveforms of transient thermal impedance of the examined diodes are compared with the waveforms of this parameter measured for commercially available Schottky diodes

Rare event simulation for steady-state probabilities via recurrency cycles

We develop a new algorithm for the estimation of rare event probabilities associated with the steady-state of a Markov stochastic process with continuous state space Rd and discrete time steps (i.e., a discrete-time Rd-valued Markov chain). The algorithm, which we coin Recurrent Multilevel Splitting (RMS), relies on the Markov chain's underlying recurrent structure, in combination with the Multilevel Splitting method. Extensive simulation experiments are performed, including experiments with a nonlinear stochastic model that has some characteristics of complex climate models. The numerical e