Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Sil_elektronika_3.pptx
Скачиваний:
30
Добавлен:
02.01.2021
Размер:
1 Мб
Скачать
☆

 

1 Полупроводниковые приборы

1.3 Полупроводниковые диоды

 

 

Прямая ветвь ВАХ аппроксимируется по точкам К и L,

полученным при

значениях прямого тока 0,5πIFAV

и 1,5πIFAV.

Рабочие характеристики диода в прямом направлении

Прямой ток диода – ток, протекающий через диод в прямом направлении, оценивается двумя величинами: iF – мгновенным

значением тока и IFAV – среднеарифметическим значением тока. UTO – пороговое напряжение включения диода.

UF – прямое падение напряжения на силовом диоде

определяется как напряжение, возникающее между двумя основными контактными выводами диода, при протекании определенного прямого тока через диод.

IFAVM – максимально допустимый средний ток в прямом

направлении, определяется как наибольшее допустимое среднее значение тока в прямом направлении через диод, включенный в однофазную резистивную цепь за полупериод с частотой от 401 до 60 Гц.

1 Полупроводниковые приборы 1.3 Полупроводниковые диоды

Максимально допустимый ток перегрузки в прямом направлении IFSM – удельный прямой ток, допустимое значение

тока при прохождении через диод отдельного токового импульса синусоидальной формы за полупериод с частотой 50 Гц.

Рабочие характеристики диода в обратном направлении

Обратным направлением для силового диода считается направление, при котором к аноду диода прикладывается отрицательное напряжение.

Обратный ток IR представляет собой ток, который

протекает через контактные выводы, в обратном направлении. Обратное напряжение UR – напряжение между главными

диодными контактами в обратном направлении. Повторяющееся пиковое обратное напряжение диода URRM –

максимально допустимое значение для всех повторяющихся пиков напряжений, возможных в основных рабочих режимах диода, за исключением непериодических (неповторяющихся)2

пиков напряжений.

1 Полупроводниковые приборы

1.3 Полупроводниковые диоды

Обратное напряжение в выключенном состоянии диода UR –

значение напряжения, которое допускается периодически прикладывать к диоду в прямом направлении в выключенном состоянии.

Неповторяющееся пиковое обратное напряжение диода URSM –

максимальное мгновенное значение обратного напряжения, которое не может быть превышено ни при каких условиях.

URSM – наибольшее мгновенное значение неповторяющегося

переходного обратного напряжения.

URWM – наибольшее мгновенное значение обратного

напряжения без учета повторяющихся и неповторяющихся переходных напряжений.

Статическое сопротивление диода (постоянному току). Динамическое сопротивление диода rT.

3

1 Полупроводниковые приборы

1.3 Полупроводниковые диоды

Потери мощности в диоде

В диоде различают три вида потерь:

потери от прямого тока,

где IFAV – среднее значение прямого тока; UF(TO) – пороговое напряжение включения диода; rFT – динамическое сопротивление,

определяемое как тангенс угла на клона прямой при линейной аппроксимации вольтамперной характеристики диода; IFRMS –

действующее значение прямого тока.

потери от обратного тока

где IRAV – среднее значение обратного тока (тока утечки); rRT –

динамическое сопротивление, определяемое по обратной ветви вольтамперной характеристики; URRMS – действующее значение

обратного напряжения.

 

 

коммутационные потери

переключения)

4

1 Полупроводниковые приборы 1.3 Полупроводниковые диоды

Импульсный диод имеет малую длительность переходных процессов (переключение с прямого напряжения на обратное за микросекунды). Работают в режиме электронного ключа.

Обращенный диод - разновидность тоннельного диода, у которого обратные токи большие при малых обратных напряжениях.

Диоды Шоттки – это диоды,

 

использующие потенциальный

 

барьер «металл-полупроводник»

 

(уменьшается время восстановления

 

обратного напряжения)

5

 

 

1 Полупроводниковые приборы

1.3 Полупроводниковые диоды

 

 

 

Туннельный

диод

имеет

 

 

ВАХ, которая содержит участок

 

 

с

 

отрицательным

 

 

дифференциальным

сопротив-

 

 

лением,

что

 

позволяет

 

 

применять

такой

диод

в

 

 

усилителях

и

 

генераторах

 

 

электрических

колебаний,

а

 

Варикап

также

в

 

импульсных

 

– устройствах.

 

 

 

 

 

полупроводниковый

диод,

 

 

 

 

 

предназначенный

для

 

 

 

 

 

применения в качестве элемента

 

 

 

 

 

с электрически управляемой

 

 

 

 

 

емкостью.

 

 

 

 

 

 

 

При увеличении

обратного

 

 

 

 

 

напряжения емкость

варикапа

 

 

 

 

6

уменьшается.

 

 

 

 

 

 

1 Полупроводниковые приборы

1.3 Полупроводниковые диоды

Полупроводниковый стабилитрон – полупроводниковый диод, напряжение на котором в области электрического пробоя на обратной ветви ВАХ p-n-перехода незначительно зависит от тока. Стабилитроны и стабисторы предназначены для стабилизации уровня напряжения при изменении значения протекающего через них тока. Рабочий участок стабилитронов – обратная часть вольт- амперной характеристики, у стабисторов – прямой участок характеристики.

7

1 Полупроводниковые приборы

1.3 Полупроводниковые диоды

Конструкция корпусов силовых диодов и их

охладителей

Корпусные исполнения диодов:

а— штыревая

б— таблеточная

1 Полупроводниковые приборы 1.3 Полупроводниковые диоды

Средняя мощность потерь в силовых диодах достигает десятков, сотен и даже тысяч ватт.

Поверхность корпусов приборов не позволяет рассеивать такие мощности при допустимых

диоды

Охладители воздушной системы охлаждения для приборов таблеточной

конструкции 9

1 Полупроводниковые приборы

1.3 Полупроводниковые диоды

Диодами лавинного пробоя называют силовые приборы, которые работают в проводящем режиме там, где возможны обратные напряжения, на уровне напряжений пробоя диодов.

Лавинные диоды конструируются так, чтобы работать в условиях пробоя при определенном и хорошо известном уровне обратного напряжения без собственного разрушения.

1.4 Тиристоры

Тиристор – полупроводниковый прибор c двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или более pn- перехода, который может переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот.

10

1 Полупроводниковые приборы

1.3 Полупроводниковые диоды

Материал – кремний. Три вида тиристоров:

динисторы – это диодные тиристоры, или неуправляемые переключательные диоды;

тринисторы – это управляемые переключательные диоды; симисторы – это симметричные тиристоры, т. е. тиристоры с

симметричной ВАХ.

А (+)

 

 

 

К (-)

 

p1

n1

p2 n2

Диодный тиристор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

(динистор)

 

П1

П2

П3

 

 

 

 

+ U-

При достижении Uвкл происходит лавинообразное увеличение носителей зарядов в переходе П2 (эл. пробой перехода).

Ток стремительно растет, напряжение снижается (участок 2),

далее ВАХ как у диода (участок 3).

11

 

Соседние файлы в предмете Силовая электроника