(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 [ 136 ] 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

] Пробивные и допускаемые обратные напряжения в диодах. Последовательное их включение

Переход от пологого участка обратной ветви вольт-амперной характеристики диода к крутому ее участку (загиб обратной ветви) соответствует началу развития пробоя (рис. 7.7, а). Пробой (выражающийся в быстром размножении носителей и значительном возрастании обратного тока) в мощных кремниевых приборах, в частности в диодах, может быть вызван: 1) действием сил электрического поля, что приводит к электрическому пробою, или же 2) возраста-


о w 80 /го woTt,°c

20 60 WO № 180

Рис. 7.7. Кривые обратного тока при электрическом / и тепловом 2 пробоях (с); зависимость пробивного напряжения от температуры (б)

нием концентрации носителей под действием повышающейся температуры кристалла, что характеризует тепловой пробой.

Названные виды пробоя не имеют фиксированной границы их разделения, поскольку тепловому пробою всегда предшествует рост электрической мощности, теряемой в приборе, а электрический пробой при высокой температуре кристалла часто переходит в тепловой. Различают эти два основных вида пробоя главным образом потому, что тепловой пробой является процессом необратимым, т. е. после пробоя качество прибора как вентиля не восстанавливается, в то время как электрический пробой может быть и процессом обратимым, когда вентильная прочность прибора после снижения напряжения восстанавливается.

Разный характер развития процессов при электрическом и тепловом пробоях отражается на форме обратных ветвей вольт-амперных характеристик диода (кривые / и 2 на рис. 7.7, а). При электрическом пробое (кривая /) увеличению обратного напряжения после достижения с/пр(Э) отвечает достаточно монотонное возрастание



кривой обратного тока, в то время как при тепловом пробое (кривая 2) напряжение, при котором развивается пробой, проходит через максимум Unv(m). Последнее объясняетсятем, что нарастающая температура в канале проводимости с ростом обратного тока приводит к прогрессивному размножению носителей и к значительному уменьшению в силу этого эквивалентного обратного сопротивления диода. Тепловой пробой имеет обычно место в диапазоне более высоких рабочих температур.

Переход от электрического пробоя к тепловому иллюстрирует кривая напряжения пробоя, построенная по результатам измерения в функции от температуры кристалла в диоде типа ВКД-200 на рис. 7.7,6 1-62]. До 160-170° С напряжение, соответствующее электрическому пробою, растет, а при дальнейшем увеличении температуры (более 160-170°) пробивное напряжение, соответствующее тепловому пробою, быстро падает.

Пробивное напряжение как параметр прибора принято определять при максимально допустимой для данного типа прибора температуре. Максимально допустимая температура 140° С, установленная для отечественных типов диодов., лежит еще в пределах электрического пробоя (рис. 7.7, б).

По значению пробивного напряжения устанавливается с необходимым коэффициентом запаса максимально допустимое обратное напряжение С/ЙШах- У отечественных типов мощных диодов нормирован коэффициент запаса /Сзап = 2.

В соответствии с численным значением допускаемого обратного (напряжения выпускаемые из производства мощные диоды подразделяются на десять классов (от 100 до 1000 е) с разницей между соседними классами в 100 е. Так, например, у диодов 10-го класса допустимое обратное напряжение равно 1000 в, что соответствует пробивному напряжению С/Пр0б = 2000 в.

Сортировка диодов по классам производится при выпуске их из производства. Статистика показывает, что вероятность попадания диода в тот или иной класс подчиняется.кривой распределения Гаусса (функции ошибок). В. соответствии с такой закономерностью большинство диодов входит в средние классы и минимальное их количество - в высокие классы. Это сказывается на стоимости диодов, поэтому при выборе класса диодов необходимо не просто стремиться к наиболее высокому их классу, а учитывать степень экономической оправданности применения того либо иного класса приборов в данной установке.

В тех установках, в которых требующиеся обратные напряжения превосходят допускаемые Ць max доп (даже у более высоких классов вентилей), диоды включаются последовательно

При таком соединении (рис. 7.8, а) возникает проблема обеспечения достаточно равномерного распределения обратного напряжения между диодами как в стационарном, так и в переходных, режимах. Появление хотя бы на одном из диодов напряжения, пре-



вышающего пробивное, Приводит не только к пробою данного диода, но и всех других, попадающих в перенапряженный режим.

Источником неравномерного распределения напряжения в стационарных режимах является расхождение в наклоне прямолинейных участков обратных ветвей вольт-амперных характеристик (кривые / и 2 на рис. 7.8, г). Малый наклон этих ветвей у кремниевых диодов приводит к значительному расхождению в величине напряжений, воспринимаемых отдельными диодами, поскольку через последовательно соединенные диоды проходит один и тот же обратный ток ib.

Степень неравномерности даже в стационарном режиме (когда обратное напряжение изменяется достаточно медленно) может быть

а) б) В)

ЩтахКООВ 0


8оо 600 ооо гоо

-Vernon д)

Стационарный Переходный решим решим


R0 О R0

Рис. 7.8. Распределение напряжения между последовательно включенными диодами:

а - схема последовательного включения; б, в - примерное распределение напряжений между диодами при стационарном и переходных режимах; г - кривые обратного тока; д - схемы делителей напряжения

весьма значительной, как это иллюстрируют числовые значения напряжений в эквивалентной схеме на рис. 7.8, б. При полном обратном напряжении 1500 в напряжение на диоде Д2 Достигает 1100 е, в то время как пробивное напряжение диода в соответствии с его классом не превышает 1000 е.

В переходных режимах, когда диоды от открытого состояния переходят к закрытому, возможна также сильно выраженная неравномерность из-за разного количества накопленных зарядов в базах диодов и разной скорости их исчезновения. Это может быть вызвано не совсем одинаковыми геометрическими размерами слоев и переходов, а также разными внутридиодными емкостями и временами жизни носителей.

В качестве иллюстрации возможной неравномерности в распределении напряжения в переходном режиме на рис. 7.8,6 приведены числовые значения напряжения на отдельных диодах, представленных в эквивалентной схеме обратными сопротивлениями и шунти-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 [ 136 ] 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.