Біполярнітранзисторизізольованимзатвором (БТІЗ)
Біполярні транзистори з ізольованим затвором (БТІЗ, англійською: IGBT- insulatedgate bipolar transistor] з'явилися у 80-х роках минулого століття і тепер інтенсивно використовуються в якості силових приладів, витісняючи у багатьох застосуваннях тиристори. Структура, умовне позначення та еквівалентна схема БТІЗ наведені на рис. 2.31. Як видно, він являє собою складну багатошарову структуру, створення якої стало можливим з розвитком інтегральної технології: це вже, фактично, інтегральна мікросхема. о емітер Рис. 2.31 - Структура (а), умовне позначення (б) та еквівалентна схема (в) БТІЗ БТІЗ поєднує властивості МОН-транзистора щодо керування з властивостями біполярного транзистора в силовому колі. Такі транзистори виконуються для напруги до 1200 В при частоті до 100 кГц та сил струму до 2000 А, що забезпечується паралельним з'єднанням великого числа елементарних транзисторів на одному кристалі (як у випадку СІТ-транзистора). Вони продукуються у вигляді модулів, у яких міститься від одного до трьох транзисторів, що дозволяє зменшити габарити електронних пристроїв. У поєднанні з широкою номенклатурою керуючих пристроїв у мікро-виконанні БТІЗ в наш час якнайширше застосовують у пристроях енер-Гетичної електроніки.
2.6. Перемикаючі напівпровідникові прилади (тиристори) Тиристор (від грецького thyra ~ двері + резистор) - це напівпровідниковий прилад, що має багатошарову структуру і BAX якого має ділянку з від’ємним опором. Його використовують як перемикач струму. Тиристори бувають двоелектродні (або діодні) - диністори та триелектродні (або тріодні)-триністори. 2.6.1.Диністори
Диністор має чотиришарову структуру, як зображено на рис. 2.32. У нього є три p-n переходи, причому, за зазначеної полярності джерела напруги UA, два крайніх з них (Я; і П}) зміщені у прямому напрямку, а середній (П2) - у зворотному (рис. 2.32,a).
/=/£»
Катод а) б) Рис. 2.32 - Структура диністора (а) та його модель у вигляді двохтранзисторів (б)
Таку структуру можна представити у вигляді еквівалентної схеми (моделі), ЩО складається з двох транзисторів VT1 та VT1 p-n-p та n-p-n типу відповідно фис. 2.32,6). Цю модель можна отримати, якщо подумки розітнути прилад уздовж площини A-A, а потім обидві частки електрично з'єднати. При цьому виходить, що переходи П: і П3 є емітерними переходами цих транзисторів, а перехід П2 для обох транзисторів є колекторним. Область бази Б, транзистора VT1 одночасно є колекторною областю транзистора F72, а область бази Б, транзистора VT1 - колекторною областю транзистора VT1. Відповідно, колекторний струм першого транзистора є базовим для другого ІК=ІК„ а колекторний струм другого транзистора - базовим першого ІК=ІБІ. Таке вмикання забезпечує внутрішній додатний зворотний зв'язок: якщо увімкнеться хоча б один транзистор, то надалі вони будуть підтримувати один одного в увімкненому стані. Струм диністора - це емітерний струм першого транзистора /£/ або другого ІЕГ У той же час він складається з двох колекторних струмів /и=а,/£1 та 7^=a,/p, де a, i a2 - коефіцієнти передачі емітерного стру-мутранзисторів vfl, VT2. Крім того, до складу струму диністора / входить початковий некерований (тепловий) струм колекторного переходу /да. Таким чином, можна записати I = a2IE[+a2IE]+IK0.
(2.24)
1-(а,+а2) Проаналізуємо вираз (2.26), вико-ристовуючи графіки залежності 0^ та а2 ВІД струму диністора, наведені на Рис. 2.33. 10^4 10'2 Для малих значень струмів Рис.2.33-Залежністьа,таа2 *i + cXj) < 1 і струм / теж порівняно від струму диністора невеликий. Із зростанням напруги на диністорі коефіцієнти а, та а2зрос-тають (за рахунок звуження баз транзисторів через розширення зворотно зміщеного переходу П2), а отже, зростає і струм через диністор /. При деякому значенні струму, що зветься струмом вмикання диніс-тора /gu, отримаємо (а,+ а2) = 1 і вихідний струм мав би зрости до нескінченності, якби не обмежуюча дія опору навантаження RH. Надалі прилад утримується в увімкненому стані за рахунок внутрішнього додатного зворотного зв'язку. BAX диністора наведена на рис. 2.34, на якому позначено:
U^ - напруга вмикання диністора;
/кІІ - струм вмикання; /— струм утримання; / - гранично допустимий струм приладу;
U - напруга, що відповідає Іг. Ділянка Oa BAX відповідає закритому стану диністора, ділянка аб - лавиноподібному перемиканню приладу (ділянка з : Рис. 2.34 - ВАХдиністора та його негативним опором, бо тут • а ділянка бв, подібна відрізку BAX діода - увімкненому стану диністо-1 pa фежим насичення), вона є робочою ділянкою характеристики. Для вимикання приладу (переведення його у непровідний стан) струм | у його колі повинен стати меншим за струм утримання. Основні параметри диністора: - напруга вмикання диністора U, що становить (20+1000) В; - максимальне середнє значення прямого струму за заданих умов - струм утримання / - мінімальний прямий струм увімкненого ди-І
- максимальне допустиме амплітудне значення зворотної напруги ^3imax " ' - час вмикання, тобто час переходу від закритого стану до відкри ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|