Силовые полупроводниковые приборы Справочник

Скачать DjVu (4,96 МБ)

Описание

Описаны принцип работы и конструкция отечественных серийно выпускаемых силовых полупроводниковых приборов и охладителей к ним. Приведены параметры и характеристики приборов и охладителей, методы расчета рабочих и аварийных режимов в зависимости от условий применения, рекомендации по групповому применению. Первое издание вышло в 1975 г.

Для инженерно-техиических работников, занятых применением полупроводниковых приборов в различных областях техники.

ПРЕДИСЛОВИЕ

За последнее десятилетие силовые полупроводниковые приборы нашли применение во многих областях промышленности, ранее не использовавших достижения силовой полупроводниковой техники. Так, резко возросла потребность в мощных высоковольтных тиристорах для выпрямительно-инверторных подстанций линий электропередачи постоянного тока, все большее применение силовые полупроводниковые приборы находят в тяговых установках электроподвижного состава, электроприводах, электрохимии, мощных радиопередающих устройствах и др. Прогрессирующее развитие силовой полупроводниковой техники обусловливает повышенный интерес к этой области широкого круга специалистов самых разнообразных отраслей промышленности.

В период, прошедший со времени издания справочника «Силовые полупроводниковые приборы» (1975 г.), разработан и освоен в промы-, шленном производстве ряд новых приборов, которые по основным параметрам и характеристикам превосходят ранее выпускавшиеся приборы, находятся на уровне лучших зарубежных аналогов, а в ряде случаев имеют более высокие показатели.

Наряду с этим совершенствование технологических процессов, применение новых материалов, конструктивная доработка элементов позволили существенно улучшить качество серийно выпускаемых приборов. В частности, применение специально разработанных новых марок кремния дало возможность получать полупроводниковые структуры более высоких классов, совершенствование механической обработки кремния — уменьшить электрические и тепловые потери, замена паяной конструкции на прижимную — значительно повысить цикло-стойкость приборов и т. д.

Параллельно была проведена работа по созданию новых высокоэффективных охладителей на основе экструзионного профиля и расширению их номенклатуры, в результате чего охладители были выделены в самостоятельные изделия.

С 1978 г. введен в действие ряд стандартов СЭВ и разработанных на их основе государственных стандартов, в соответствии с которыми изменилось обозначение типов и введена новая система параметров и буквенных обозначений.

Перечисленные обстоятельства привели к идее о необходимости переиздания справочника «Силовые полупроводниковые приборы». При переработке в него введены справочные данные по новым приборам, приведены уточненные данные о параметрах доработанных серийно выпускаемых приборов, в отдельной главе представлены справочные данные по охладителям, даны таблицы сравнения прежней системы обозначений типов приборов и их параметров с новой, что позволит сопоставить приборы, находящиеся в эксплуатации, с новыми разработками

В связи с ограниченным объемом справочника сведения о некоторых приборах приведены в сокращенном объеме, исключены зависимости, характеризующие нагрузочную и перегрузочную способность приборов, которые легко могут быть рассчитаны по известным формулам, приведенным в теоретической части справочника.

В новом издании использованьгтехнические условия, нормали, отраслевые каталоги и информационные материалы, действующие на 01.01.83 Кроме того, обобщены результаты новых разработок, являющихся наиболее перспективными для внедрения в серийное производство.

Авторы весьма признательны канд техн наук Ю А Чеснокову за доброжелательную критику и ценные замечания, высказанные при рецензировании справочника.

Авторы

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в эксплуатации находится большое количество самых разнообразных видов и типов силовых полупроводниковых приборов. При этом каждый полупроводниковый прибор характеризуется целым рядом параметров, каждый из которых, в свою очередь, определяется несколькими зависимостями от других параметров и от различных условий работы. Естественно, что подробное описание характеристик каждого прибора привело бы к непомерному возрастанию объема справочника. Наряду с этим некоторые общие особенности условий работы силовых полупроводниковых приборов, их параметров и характеристик дают возможность обобщить отдельные данные с целью сокращения объема справочника.

В таблицах предельно допустимых значений параметров приборов указывается диапазон повторяющихся напряжений для каждого типа приборов. При этом внутри диапазона деление на классы по значениям повторяющегося напряжения производится в соответствии с табл. 1.4 (§ 1.1) Значения неповторяющегося напряжения, соответствующие определенным классам, должны быть вычислены как 1,16 повторяющегося напряжения, значение рабочего напряжения — как 0,8 и значения постоянного напряжения — как 0,7 повторяющегося напряжения. Аналогично в таблицах параметров многих приборов приведены диапазоны значений таких параметров, как время включения и выключения, критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии и напряжения в закрытом состоянии и др. При этом внутри диапазона деление на группы производится в соответствии с таблицами § 1.1.

В справочных данных отдельные параметры указываются в относительных единицах. За базовые значения в этих случаях принимаются значения параметров, указанных в таблицах предельно допустимых значений и характеристик для каждого типа прибора.

Контрольные точки измерения импульсного прямого напряжения (импульсного напряжения в открытом состоянии) и температуры корпуса указаны на рисунках габаритных размеров приборов. При этом для приборов штыревого исполнения контрольные точки измерения импульсного прямого напряжения (напряжения в открытом состоянии) обозначены ml, а температуры корпуса — т2. Для таблеточных приборов эти контрольные точки расположены на основаниях на окружности 5 — 10 мм относительно оси прибора.

В отдельных столбцах таблиц справочника приводится несколько значений одного параметра. При этом порядок указания значений соответствует порядку указания типов приборов в заголовке столбца.

Например, в разд. 5 (§ 5.2) в табл. 5.5 приведены значения при Tj = = 25 °С ударного неповторяющегося тока (itsm) 6,0; 7,0 и 8,2 кА, а в заголовке этого столбца указаны типы диодов Д161-200, Д161-250 и Д161-320 Это значит, что для диода Д161-200 значение itsm равно 6,0 кА, для Д161-250 7,0 кА и для Д161-3^0 8,2 кА.

Ввиду того что значения таких параметров, как критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии, критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии, время выключения и критическая скорость нарастания коммутационного напряжения, различны для одних и тех же групп по прежней и новой системам обозначений, в таблицах параметров некоторых приборов диапазон значений вышеуказанных величин приведен в скобках. В этих случаях деление на группы внутри указанного диапазона должно производиться з соответствии с таблицами § 1.1 по значениям, указанным в этих таблицах в скобках.

В разд. 18 приведены справочные данные нового направления силового полупроводникового приборостроения — силовые транзисторы, в которых использовались материалы технических условий и экспериментальных исследований.

Справочные данные охватывают транзисторы на токи коллектора 16—100 А, напряжение коллектор—база до 800 В. В них не вошли данные на опытио-конструкторские разработки транзисторов с пред-усилением (Дарлингтона) на токи 16—125 А, напряжение до 1000 В. Появление транзисторов Дарлингтона (ТУ. 16.432.045-84) имеет огромную перспективу, так как приборы данной серии позволят скомпенсировать снижение коэффициентов передачи при повышенных плотностях тока.