(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

рующими их внутридиодными емкостями. Максимальное напряжение 1050 в у диода Д3 также превышает пробивное.

Повышение равномерности в распределении обратного напряжения достигается шунтированием последовательно соединенных диодов, омическими и омически-емкостными делителями напряжения (рис. 7.8,6).

Омический делитель способствует более равномерному распределению напряжения при стационарных режимах (поскольку в таких режимах напряжение делится пропорционально сопротивлениям), а емкостный делитель напряжения выравнивает напряжение по диодам в переходных режимах (когда напряжения распределяются обратно пропорционально емкостям).

Последовательно с конденсаторами в секциях емкостного делителя напряжения введены небольшие ограничительные сопротивления R0, для того чтобы уменьшить зарядные и разрядные токи конденсаторов.

Необходимое значение сопротивления Rm в омическом делителе напряжения может быть найдено исходя из допустимой неравномерности в распределении напряжений по диодам, оцениваемой коэффициентом и. При двух последовательно включенных диодах сопротивление [58]

R Р - . (7 5)

Обратное сопротивление диода Rb% находится из отношения максимального значения обратного напряжения Ubmax к максимальному значению обратного тока /Ьтах- Величины UbTaax и /ьтах являются параметрами прибора.

Емкость конденсаторов при наличии двух звеньев в емкостном делителе может быть найдена из приближенного равенства [56]

c=i/riS- (7-6)

е] Лавинные диоды

Выбор максимально допустимого обратного напряжения Ubmaxnm у мощных диодов в два раза меньше пробивного является обычно достаточным для того, чтобы предупредить пробой диодов при периодически возможных коммутационных перенапряжениях.

Кроме таких перенапряжений, в преобразовательных установках большой мощности при аварийных режимах либо резких сбросах нагрузки, а также при атмосферных воздействиях могут эпизодически возникать перенапряжения, превышающие в 5-8 раз номинальные значения напряжений.

Пока импульсы обратного тока, сопровождающие перенапряжения, относительно невелики и длительности их не превышают 10- 20 мксек, пробой диодов носит обычно обратимый характер, как



это показывают приведенные на рис. 7.9,а результаты статистических испытаний партии диодов типа ВКД-200 на пробой. Максимальные значения перенапряжений UnepeK, которые диоды выдерживали в условиях обратимого пробоя, выраженные в кратных долях к c/emax, представлены на рис. 7.9,а заштрихованной площадкой.

При более высоких значениях перенапряжений, либо мощности, теряемой в канале пробоя, пробой становится необратимым. При электрическом пробое это главным образом имеет место на открытой наружу поверхности р-п-перехода (поверхностный пробой). Напряжение пробоя зависит в этом случае в большой степени от

Ubmsxdon

щ


О/, 20000 1500В

U tjiKcen

1 §

Рис. 7.9. Полоса разброса пробивных напряжений (а), конструктивная схема лавинного диода (б) и кривые обратного тока при пробое кольцевой и внутренней частей p-n-перехода (е)

физического состояния поверхности и Геометрической протяженности открытой части перехода, которые трудно контролируются.

Для того чтобы стабилизировать уровень напряжения обратимого пробоя и вместе с тем повысить предел мощности, которую диод может рассеять при таком пробое в режиме перенапряжений, наряду с диодами нормального исполнения выпускаются также диоды специального исполнения, названные лавинными.

Структурная схема лавинного диода приведена на рис. 7.9,6. Особенностью ее является ступенчатая форма р-л-перехода, имеющего круговую центральную часть Jt и кольцевую периферическую часть J2. В периферической части J2 переход выполняется с меньшим градиентом концентраций акцепторных примесей (алюминий) и с косым срезом по его наружной поверхности. Этим повышается уровень пробивного напряжения по боковой поверхности диода (пунктирный участок кривой на рис. 7.9,е). Такой пробой вовсе исключаете}!, когда круговая часть р-л-перехода Ja рассчитана на



меньшее значение пробивного напряжения путем создания в ней большего градиента концентрации атомов акцепторных примесей (бор). , *

Переносом возможного пробоя в центральную круговую часть перехода Jx достигается не только стабильный уровень напряжения пробоя, но и значительное повышение мощности, рассеиваемой при пробое. Последнее достигается благодаря тому, что пробой в круговой части р-л-перехода носит объемный характер, распределяясь по большому числу отдельных микроканалов.

В таких микроканалах происходит размножение носителей благодаря тому, что свободные электроны, ускоряясь в электрическом поле р-л-перехода, приобретают энергию, достаточную для того, чтобы при столкновениях с валентными электронами нейтральных атомов нарушить их связи с атомами, создавая тем самым новые свободные электроны. Вновь освободившиеся электроны, приобретая энергию, достаточную для ионизации, усиливают ионизацию и дем самым общий поток электронов. Нарастание количества носителей носит при этом лавинный характер, в связи с чем такой пробой называют лавинным. Особенностью его является то, что вплоть до до-

статочно больших значений обратного напряжения и тока он остается обратимым.

Микроканалы концентрируются преимущественно в тех местах, где в исходном кристалле имеются инородные вкрапления или

дислокации, представляющие собой линейные нарушения кристал-: лической решетки.

Стабильный уровень напряжения пробоя при объемном его характере обусловлен тем, что при малейшем повышении напряжения в данном микроканале (что связано с увеличением тока в нем

;до некоторого предела) возникают новые микроканалы. Поэтому микроканалы и рассосредоточены по всей круговой части р-н-перехода Jx. Это обеспечивает возможность значительного повышения

[импульса тока при перенапряжениях без перегрева перехода, при котором стал бы возможным тепловой пробой.

Численное значение напряжения при электрическом пробое в объеме зависит от удельного сопротивления исходного материала

т концентрации в нем примесных атомов и неоднородностей. Его можно определить из следующего равенства:

сЛроб-яр . (7.7)

) Влияние исходного материала сказывается через удельное сопротивление р и показатель степени Ь, а коэффициент а зависит главным образом от рода примесей, градиента их концентраций в р-л-переходе и распределения поля в нем.

У кремния о-проводимости значение коэффициента b лежит I пределах от 0,45 до 0,62, а коэффициент а круговой части р-о-перехода в зависимости от градиента концентраций примесей *лежит в пределах от 150 до 250. При диффузии алюминия этот



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.