Тиристоры: принцип действия, конструкции, типы
Устройство и основы работы тиристора. Предельно допустимые значения и характеризующие параметры тиристоров. Вольтамперная характеристика и составляющие токов в тиристоре. Структура и вольтамперные показатели симистора. Принцип действия фототиристора.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.09.2017 |
Размер файла | 810,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Тиристоры: принцип действия, конструкции, типы
1. Устройство и принцип действия тиристора
Тиристором называется полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три и более p-n-перехода, который может переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот.
Существует несколько типов тиристоров: динистор, однооперационный тиристор, двухоперационный тиристор, симистор, фототиристор.
Структура одноопера-ционного тиристора
Кремниевый управляемый выпрямитель - однооперационный тиристор, представляет собой четырехслойную p-n-p-n структуру. Кристалл формируется диффузионным методом на базе пластинки кремния. Околокатодный слой образуется методом сплавления. Полученная таким образом “таблетка” закрепляется между молибде-
К верхнему слою приварен управляющий электрод. Полученный таким образом узел помещается в капсулу, используемую для охлаждения и защиты кристалла от механических воздействий.
У большинства приборов капсула имеет винтовую нарезку со стороны анода, катод выполнен в виде гибкого вывода. Мощные тиристоры выполняются в “таблеточном” исполнении, т.е. в виде плоского круглого устройства, у которого обе поверхности являются контактными (Рис.39,б). Маломощные тиристоры выпускаются в корпусах, аналогичных транзисторным.
Однооперационный тиристор новыми выводами анода и катода
Работу тиристора обычно рассматривают на модели двух транзисторов. Четырехслойная структура образует три p-n -перехода. П1 и П3 называются эмиттерными, П2 - коллекторным. Области p1 и n2 - эмиттеры, p2 и n1 - базы. Начнем с обратной ветви вольт-амперной характеристики.
Обратная ветвь. Внешнее напряжение приложено минусом к аноду. На рисунке 40 это соответствует полярностям без скобок. Переход П2 смещен в прямом направлении, П1 и П3 - в обратном. П2 открыт и напряжение на нем мало. Поэтому обратное напряжение распределяется между переходами П1 и П3. Концентрация примеси в слоях p2 и n2 больше по сравнению со слоями p1 и n1. Переход П3 узкий. При обратном смещении он пробивается, поэтому все напряжение приложено к переходу П1 и обратная ветвь вольт-амперной характеристики аналогична обратной ветви единичного p-n перехода. Поэтому справедливо все, что было сказано об обратной ветви вольт-амперной характеристики диода.
Составляющие токов в тиристоре
Прямое смещение. Внешнее напряжение приложено плюсом к аноду, приняты полярности в скобках. Переходы П1 и П3 смещены в прямом направлении, П2 - в обратном. Внешнее напряжение приложено к переходу П2. Эмиттеры p1 и n2 инжектируют неосновные носители заряда в область базы. Оба транзистора работают в режиме усилителя. Рассмотрим случай, когда ток управления равен нулю.
Эквивалентная схема замещения
В результате диффузии неосновные носители достигают коллекторный переход П2 и затягиваются в область коллектора. Часть носителей рекомбинирует в базовых областях с основными носителями. Обычно в транзисторах рекомбинационный ток основных носителей поступает от внешнего источника через базовый электрод. В рассматриваемом случае рекомбинационный ток в каждой из баз образуется из обратного тока коллекторного перехода и тока противоположного эмиттера. Обратный ток коллекторного перехода определяется из уравнения вольтамперной характеристики p-n перехода
Выражение для вольт-амперной характеристики неуправляемого тиристора получим в виде
где 1 и 2 - статические коэффициенты передачи тока условных транзисторов; Uк = U - Uэ1 - Uэ2; Uэ1 и Uэ2 - падение напряжения на эмиттерах p-n-p и n-p-n условных транзисторов; U - напряжение на тиристоре; Iа - общий ток через тиристор.
Токи эквивалентного транзистора Т1 обусловлены движением дырок через базу n1. Составляющая (1 - 1) Iэ1- ток базы Т1, а 1Iэ1 - ток коллектора Т1. В эквивалентном транзисторе Т2 ток переносится электронами (на рисунке 40 показано пунктиром). Составляющая ( 1 - 2) Iэ2 - ток базы Т2, а 2 Iэ2 - ток коллектора. Через смещенный в обратном направлении переход П2 течет ток неосновных носителей. Ток Iкр образован дырками n1-области, Iкn - образован электронами p2-области. Они образуют суммарный ток Iк.
Зависимость коэффициентов 1 и 2 от тока тиристора
Коэффициенты 1 и 2 зависят от тока (рис. 42). Коэффициент 2 больше 1 , т.к. база p2 тоньше базы n1 (это получено при изготовлении).
На начальном участке вольт-амперной характеристики (Рис.43, участок 0 - б) Ua мало, Ia мал. 1 и 2 близки к 0. Величины 1Iэ1 и 2Iэ2 также близки к 0. Используя приведенные выше уравнения, можно показать, что при (1 + 2) < 1,
UK < 0, т.е. коллекторный переход
смещен в обратном направлении.
Вольтамперная характеристика тиристора
В этом случае величина рекомбинационных токов неосновных носителей в базе превышает величину тока основных носителей, поступивших от противоположного эмиттера. Ток через П2 и тиристор определяется тепловым током Iк . Значит, началь-ный участок вольтамперной характеристики тиристора анало-гичен обратной ветви вольт- амперной характеристики перехода П2. По мере роста напряжения Ua растет ток Iк (растет поверхностный ток утечки и умножаются носители заряда). Растут 1 и 2 (Рис.43, участок б - в).
В соответствии с рис. 41 можно записать
IП2 = Iк1 + Iк2 + Iкб0 = 1Iэ1 + 2Iэ2 + Iкб0
Поскольку Iу = 0, Iа = IП2 = Iэ1 = Iэ2, получим:
IП2 = 1Iэ1 + 2Iэ2 + Iкб0 = Iа
Исходя из этого,
=
Рост тока при увеличении прямого напряжения приводит к увеличению 1 и 2. Пока (1 + 2) 1, коллекторные токи Iк1 и Iк2 невелики, мал. Рост 1 и 2 приводит к увеличению этих токов. Поскольку они являются базовыми токами, их рост приводит к увеличению инжекции носителей эмиттерами p1 и n2, что в свою очередь приводит к росту эмиттерных, а значит и коллекторных токов . Рост составляющих 1Iэ1, и 2Iэ2 приводит к росту концентраций носителей в базах n1 и p2. Снижается потенциальный барьер перехода П2. Одновременно снижаются потенциальные барьеры переходов П1 и П3, что приводит к дополнительной инжекции. Коэффициенты 1 и 2 еще более растут. Базы заполняются носителями зарядов. Это ведет к лавинному развитию процесса отпирания тиристора.
Точка в - граничная, в ней напряжение на тиристоре достигает значения напряжения переключения.
При (1 + 2) 1 оба транзистора переходят в режим насыщения и достигает максимальной величины.
Участок г-д (Рис.43) - открытое состояние тиристора. В точке г напряжение на переходе П2 равно нулю. При этом Iк = 0, (1 + 2) = 1
IП2 = 1Iэ1, + 2Iэ2
Напряжение на тиристоре равно сумме напряжений на переходах П1 и П3, смещенных в прямом направлении. Переход П2 из-за наличия избыточных зарядов - дырок, в базе p2 и электронов в базе n1, переводится в проводящее состояние, обеспечивая инжекцию носителей. Ток Iк меняет направление. Таким образом, на участке г-д все три перехода П1, П2, П3 смещены в прямом направлении. При (1 + 2) > 1, напряжение Uk > 0. Коллекторный переход смещен в прямом направлении. Рекомбинационный ток неосновных носителей в базе меньше тока основных носителей, инжектированных противоположными эмиттерами. Это соответствует началу участка отрицательного сопротивления. При этом ток через тиристор начинает резко возрастать при небольшом росте напряжения. Недостающую величину неосновных носителей инжектирует коллекторный переход. Это соответствует открытому состоянию тиристора. Поскольку все p-n переходы смещены в прямом направлении, в базах повышается концентрация носителей заряда. Сопротивление тиристора становится малым.
При наличии Iу 0 увеличивается базовый ток второго транзистора, что вызывает рост Iэ2 , а значит и Iк2 = 1Iэ1. Процесс насыщения транзисторов происходит при более низком напряжении .
Iу > 0, IП2 = Iэ1 = Iа, I э2 = Iа + Iу ,
При этом дополнительно растет 2 . Наличие 2Iу и быстрый рост 2 приводят к открытию тиристора при более низком напряжении на аноде.
При больших токах Iу участок закрытого состояния тиристора на прямой ветви характеристики исчезает. Вольтамперная характеристика тиристора приближается к вольтамперной характеристике p-n перехода.
Сущность отпирания управляющим током состоит в том, что при подаче прямого напряжения тиристор закрыт, через него протекает малый ток. В требуемый момент времени подается импульс Eу задающий необходимый импульс тока Iу . Он больше тока спрямления, поэтому рабочая точка переходит на ветвь г - д:
Для того, чтобы тиристор перешел в закрытое состояние, необходимо уменьшить его анодный ток до величины, меньшей тока удержания. Это можно сделать за счет изменения полярности анодного напряжения.
Предельно допустимые значения и характеризующие параметры тиристоров
Параметры силовых полупроводниковых приборов разделены на две группы: предельно допустимые значения и характеризующие параметры. Под допустимым значением следует понимать значение любой электрической, тепловой, механической величины, относящейся к окружающей среде, определяющее условия, при которых ожидается удовлетворительная работа прибора.
Предельно допустимое значение - это допустимое значение, которое определяет либо предельную способность, либо предельное условие, за пределами которых прибор может быть поврежден. Предельная способность и предельное условие могут быть максимальными и минимальными. Предельно допустимые значения устанавливаются на основе опыта, испытаний или расчетов.
Характеризующий параметр - значение электрической, тепловой или механической величины, которое характеризует соответствующее свойство прибора. Характеризующие параметры могут измеряться непосредственно или косвенно.
В действующем ГОСТе принята следующая система условных обозначений. Для обозначения величин (основные буквы) принято использовать прописные буквы (кроме мгновенных значений, для обозначения которых используются строчные). Индексы обозначаются преимущественно прописными буквами.
A - вывод анода
AV (AV) - среднее значение
(BO) - соответствует переключению
(BR) - соответствует пробою
D, d - закрытое состояние, в качестве второй буквы - неотпирающий
F - прямое направление (относится к диоду)
G, g - вывод управляющего электрода
H - соответствует удержанию
K - вывод катода
L - соответствует включению
M - основной вывод, импульсное (амплитудное) значение
O - разомкнутая цепь
(OV) - соответствует перегрузке
Q - запирающий
R, r - обратное направление, в качестве второй буквы - повторяющийся, соответствует восстановлению
RMS, (RMS) - действующее значение
S - короткозамкнутая цепь, в качестве второй буквы - неповторяющийся
T - открытое состояние тиристора, в качестве второй буквы - отпирающий
(TO) - пороговый
W - рабочий
com - коммутационный
crit - критическое значение
d - задержка
f - спад
m - максимально допустимое значение
min - минимально допустимое значение
r - нарастание
s - запаздывание
t - включение
tot - общее (суммарное) значение
К основным параметрам тиристоров стандарт относит следующие.
Повторяющиеся и неповторяющиеся импульсные напряжения. По характеристике, приведенной на рисунке 43, видно, что при превышении определенного обратного напряжения U(BR) у тиристора обратный ток может достигать больших значений, что приводит к выходу прибора из строя. Если превысить определенное значение прямого напряжения в закрытом состоянии U(BO) , то он переходит в открытое состояние без подачи управляющего сигнала, что при работе преобразователей является аварийным режимом.
Количественные характеристики основных параметров по напряжению
Класс полупроводникового прибора определяется по наименьшему из значений повторяющегося импульсного обратного напряжения URRM и повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоянии UDRM . URRM и UDRM .определяются путем умножения на коэффициент меньше единицы напряжений пробоя и переключения. Конкретное значение коэффициента определяет изготовитель. Число сотен вольт этих напряжений определяет класс прибора. Для предотвращения повреждения тиристоров в переходных режимах от коммутационных напряжений в справочниках приводят значения допустимых неповторяющихся напряжений URSM и UDSM. Рабочие напряжения выбираются обычно с запасом. Это напряжения URWM и UDWM.
Максимально допустимый средний ток . Это среднее за период значение прямого тока в однофазной однополупериодной схеме с активным сопротивлением нагрузки. Этот параметр определяется условиями работы тиристора. Возможно несколько значений. Максимально допустимый средний ток при заданной температуре корпуса - ITAVm. Этот ток определяется пороговым напряжением, дифференциальным сопротивлением, температурными условиями. Он может задаваться и для определенных условий охлаждения, для определенных условий работы. В последнем случае учитывается дополнительно форма кривой тока.
В отдельных случаях при хороших условиях охлаждения возможен ток выше ITAVm, но в любом случае он не должен превышать максимально допустимое действующее значение 1,57 ITAVm. В ряде случаев регламентируется допустимый ток при определенной длительности импульса тока и определенной частоте. При частоте , отличной от 50 Гц, допустимый средний ток снижается из-за дополнительных потерь при повышенных частотах и повышения амплитуды импульсов тока при пониженных частотах.
Характеризующие параметры перегрузочной способности. Для оценки возможности воздействия аварийных токов на полупроводниковый прибор без последующего воздействия напряжения используется значение ударного тока при открытом состоянии. Он должен быть больше расчетного значения ударного тока при коротком замыкании нагрузки. Изготовитель приводит зависимость максимально допустимой амплитуды ударного тока аварийной перегрузки ITSm от ее длительности в интервале от 10 до 200 мс. При выборе защиты необходимо, чтобы характеристики защиты проходили ниже характеристик вентилей. Перегрузки допускаются ограниченное число раз.
Характеризующие параметры тиристоров в состоянии высокой проводимости. Основным параметром, характеризующим состояние высокой проводимости, является импульсное напряжение в открытом состоянии. Этот параметр измеряется при нормальной температуре и токе 3,14 IATVm . Отрезок, отсекаемый линией аппроксимации на оси абсцисс, численно равен пороговому напряжению UT(TO) , а котангенс угла, под которым эта линия пересекает ось абсцисс, есть дифференциальное сопротивление rT .
Пороговое напряжение и дифференциальное сопротивление позволяют рассчитать среднюю мощность потерь, значение которых определяет нагрев структуры тиристора при заданном среднем токе. Пороговое напряжение мало зависит от конструктивных особенностей прибора и составляет около 1 В, а дифференциальное сопротивление прямо пропорционально толщине кремниевой структуры и обратно пропорционально ее площади. С ростом температуры UT(TO) уменьшается, а rT растет.
Обратный ток и ток в закрытом состоянии IRRm и IDRm. При приложении к прибору обратного напряжения или напряжения в закрытом состоянии при отсутствии управляющего сигнала, через прибор протекает ток, значение которого зависит от дефектов структуры в объеме и на поверхности , а также ток, обусловленный рекомбинацией носителей и искусственной шунтировкой , используемой как метод улучшения отдельных параметров прибора. При большом напряжении этот ток может возрасти до значений, при которых мощность, выделяемая на отдельных участках структуры прибора, может привести к перегреву , способному разрушить тиристор. Обратный ток и ток в закрытом состоянии являются одними из основных параметров-критериев годности тиристора. В процессе эксплуатации эти параметры контролируются, за счет чего можно выявлять ненадежные тиристоры.
Токи удержания и включения IH и IL . Если тиристор находится в открытом состоянии и через него протекает постоянный ток при отсутствии управляющего сигнала, то при плавном снижении этого тока наступает момент, когда тиристор переходит в закрытое состояние. Такое минимальное значение называется током удержания IH . Ток удержания возрастает с ростом температуры, поэтому в справочниках приводится его значение для всего диапазона рабочих температур.
При включении тиристора управляющим сигналом определенной амплитуды и длительности тиристор включится только тогда, когда ток в открытом состоянии превысит определенное значение, называемое током включения IL . Ток включения зависит от амплитуды и ширины управляющего импульса: чем они больше, тем ток включения ближе к току удержания. При коротких импульсах (менее 50 мкс) и амплитуде, близкой к отпирающему значению тока, значение тока включения может быть в несколько раз больше тока удержания.
Характеристики управляющего электрода. Амплитуда и длительность управляющих импульсов ограничены рядом требований. Для определения зон гарантированного отпирания приборов снимаются зависимости тока через управляющий электрод от прямого напряжения управления (входные характеристики ) для приборов с максимальным и минимальным входным сопротивлением RGm , RGmin.Процесс отпирания тиристора тем успешнее, чем шире импульс или выше его амплитуда. При этом, однако, не должна быть превышена мощность в управляющем p - n переходе. Минимальные значения напряжения UGT и тока IGT цепи управления ограничены значениями UGTmin и I GЕmin при которых возможно неоткрытие части тиристоров серии. Длительность управляющего импульса (10 - 50 мкс) tG4 < tG3 < tG2 < tG1.
Характеристики управляющего электрода
8. Временные характеристики процессов включения и отключения.
Время включения состоит из времени задержки и времени нарастания тока: tgt = tgd+tgr (Рис.46). Время задержки зависит в основном от амплитуды тока управления и длительности его фронта. Время нарастания зависит от амплитуды тока в открытом состоянии и увеличивается с ее возрастанием. Время включения для тиристоров одного и того же типа не одинаково. В справочниках дается максимальное значение этого параметра.
Характеристика процесса включения (а) и выключения (б) тиристора
К определению термина «ток включения»: IG1 < IG2 < IG3 - отпирающий ток управления; Iн - ток удержания
Чтобы уменьшить перегрузку тиристоров в преобразователе, вызванную разбросом времени включения, необходимо использовать отпирающие импульсы с коротким фронтом и большой амплитудой (скорость нарастания тока управления не менее 1 А/мкс, амплитуда - не менее 1 А).
Для ряда преобразовательных схем имеет значение время выключения тиристора tq (Рис.46,б). Оно зависит от величины тока в открытом состоянии, скорости его спада, амплитуды и скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии, температуры перехода.
Имеет значение и время восстановления trr. При переводе тиристора в непроводящее состояние под действием обратного напряжения в течение определенного времени обратный ток возрастает до значений, превышающих статическое, и при этом тиристор не способен воспринимать обратное напряжение.
Время восстановления определяет частотные свойства тиристора.
9. Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии.
При включении тиристора процесс распространения проводящей зоны начинается вблизи управляющего перехода и идет со скоростью 30 - 100 м/с. Поэтому каждый прибор характеризуется критической скоростью нарастания тока в открытом состоянии. Предприятия - изготовители устанавливают гарантированное значение diT/dt.
10. Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии. При приложении к тиристору напряжения в закрытом состоянии при большой скорости его нарастания через тиристор протекает емкостной ток, определяемый емкостью центрального перехода. Этот процесс сопровождается инжекцией неосновных носителей крайними переходами, отчего создаются предпосылки для включения тиристора. Поэтому критическое значение duD /dt нормировано.
11. Максимальная и минимальная температура перехода.
Электрические параметры полупроводниковых приборов зависят от температурного режима. Превышение определенного предела приводит к снижению класса прибора, росту токов утечки и времени включения, снижению помехоустойчивости и т.д. Заданы два значения предельных температур. Максимально допустимая температура - это температура, которая не должна быть превышена в длительных режимах эксплуатации. Минимально допустимая температура определяет предел, ниже которого не допускается не только работа, но и хранение прибора. Минимальная температура не должна быть ниже (- 50 - 60о С). Максимальная температура зависит от конструкции.
Тепловые параметры. Тепловые потери, возникающие при прохождении тока через тиристор, выделяются в основном в небольшом объеме полупроводниковой структуры. Далее тепловой поток проходит через ряд слоев различных материалов. При этом каждый слой оказывает свое тепловое сопротивление, вследствие чего создаются перепады температур. В справочниках приводится переходное тепловое сопротивление переход-корпус и переход-среда, которое позволяет рассчитать температуру перехода при определенных параметрах охладителя.
Ударная мощность обратных потерь. Лавинные приборы при эксплуатации могут выдерживать значительные перегрузки по току в обратном направлении. Основной характеристикой при этом является мощность обратных потерь PRSM. В справочниках дана зависимость этой мощности от длительности импульса обратного напряжения и частоты следования импульсов.
3. Разновидности тиристоров
Фототиристор - по принципу действия подобен рассмотренному. Отличие состоит в том, что увеличение числа носителей заряда в тиристоре, необходимое для его отпирания, производится за счет освещения слоя p2. В корпусе для этого предусмотрено специальное окно. Достоинством фототиристора является возможность обеспечить потенциальное разделение цепи управления и выходной цепи.
Двухоперационный тиристор - запирается импульсом управления обратной полярности. При этом ток базы в области p2 уменьшается, что уменьшает остальные токи и анодный ток. В результате тиристор запирается.
Симистор - представляет собой структуру, в которой при любой полярности создаются условия , соответствующие прямой ветви вольт-амперной характеристики обычного тиристора. Верхний слой металлизации связывает слои n1, p1, n4. Нижний слой металлизации объединяет слои p2 и n3. Пусть тиристор закрыт и на аноде положительный потенциал. Переходы П2 и П4 смещены в прямом направлении, П3 - в обратном. Все внешнее напряжение приложено к переходу П3. При подаче положительного импульса на управляющий электрод переход П5 смещается в прямом направлении и инжектирует электроны из слоя n4 в слой p1. Эти электроны диффундируют к переходу П2, ускоряются им и входят в слой n2 , снижая его потенциал относительно слоя p1. Прямое напряжение на переходе П2 растет, дырки из слоя p1 инжектируются в слой n2. Затем дырки ускоряются полем перехода П3 и перебрасываются в слой p2. Поскольку поле перехода П4 тормозит дырки, они переходят в вывод В через слой p2. Падение напряжения от тока через слой p2 увеличивает прямое смещение перехода П4. Растет поток электронов из области n3 в область p2 и далее в n2, что увеличивает поток дырок в направлении вывода В. При подаче напряжения обратной полярности структура n1 - p1 - n2 - p2 работает как обычный тиристор.
Запираемый (двухоперационный) тиристор (GTO - gate turn off). Это тиристор большой мощности, который можно перевести в закрытое состояние подачей обратного тока в цепь управляющий электрод - катод (УЭ - К) . От обычного тиристора отличается более сложной конструкцией . . Каждый n-слой разбит на сотни элементарных ячеек, равномерно распределенных по всей площади кристалла. P+ - база имеет большое число контактов с управляющим электродом. Таким образом, получается структура, соответствующая большому количеству тиристоров, соединенных параллельно. Это позволяет обеспечить более равномерное распределение анодного тока по объему кристалла.
Структура симистора. Вольтамперная характеристика симистора
Запираемый тиристор: а - условное обозначение; б - структурная схема
тиристор вольтамперный ток
Процесс открытия и удержания тиристора в открытом состоянии практически не отличается от однооперационного тиристора. При подаче обратного тока в цепь УЗ-К (рис. 50) происходит рассасывание избыточных носителей заряда в зоне р+ за счет усиленной рекомбинации. Переходы П2 и П3 запираются, ток анода падает до величины обратного тока. Зона n+ вблизи анода способствует быстрому рассасыванию зарядов n-базы, что увеличивает быстродействие.
Запираемые тиристоры требуют существенно более высоких токов управления. Ток открытия может быть от 3 А до 30 А. Ток запирания составляет 20-30; анодного тока. Эти тиристоры выпускаются на токи до 4000 А и напряжения до 6000 В. Их достоинства:
- способность к управляемому запиранию;
- высокая нагрузочная способность;
- рабочая частота до 250 Гц.
Недостатки:
- высокие потери во включенном состоянии;
- большие потери системы управления;
- большие потери на переключение.
Структура ячейки запираемого тиристора
На рис. приведены кривые токов анодного и управления при переводе тиристора из блокирующего состояния в открытое и обратно.
В середине 90-х был разработан новый вид тиристоров GCT - Gate Commutated Thyristor, который явился усовершенствованным вариантом GTO. Основное отличие - быстрое выключение за счет иной конструкции цепи управления. GTO свойственна чувствительность к восстановлению обратного напряжения и большие потери в защитной цепи. У GCT процесс запирания происходит иначе. Цепь управления отводит анодный ток, превращая структуру в p-n-p. Весь анодный ток отклоняется в систему управления. К переходу П3 прикладывается обратное смещение. Далее прибор выключается как обычный транзистор, что не требует применения снаббера. Скорость нарастания тока управления GCT - 3000 А/мкс (у GTO - 40 А/мкс) время выключения GCT - 10 мкс (у GTO - 100 мкс).
Графики изменения тока анода (IA) и управляющего электрода (IG)
Следующим шагом в развитии GTO стало создание Integrated Gate-Commutated Thyristors (IGCT). У них блок управления интегрирован с силовой структурой. Мощность управления снижена в 5 раз. Напряжение - до 6000 В, ток - до 4000 А.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Номенклатура силовых трансформаторов. Устройство и принцип действия трансформаторов. Конструкции линий электропередач и их составляющие. Виды и применение счетчиков электроэнергии. Действие электрического тока на организм человека, оказание первой помощи.
отчет по практике [465,9 K], добавлен 20.11.2013Характеристика и технические параметры тиристора, его разновидности, принцип работы, условное обозначение и применение. Устройство автотрансформатора, принцип его работы. Обслуживание и ремонт электрических двигателей. Чертежи жгутов, кабелей и проводов.
шпаргалка [156,4 K], добавлен 20.01.2010Назначение, устройство и принцип действия однофазного и трёхфазного трансформаторов, коэффициент трансформации, обозначение зажимов обмоток. Устройство и принцип работы асинхронного двигателя, соединение обмоток статора. Устройство магнитных пускателей.
шпаргалка [8,7 K], добавлен 23.10.2009Понятие и внутреннее устройство простейшей тепловой трубы, принцип ее действия и взаимосвязь элементов. Теплопередача при пленочном кипении, путем теплопроводности, конвекции и излучения через пленку пара. Предпосылки и причины температурного перепада.
реферат [603,0 K], добавлен 08.03.2015Основные особенности принципа действия конденсационной электростанции, принцип работы. Характеристика Ириклинской ГРЭС, общие сведения. Анализ структурной схемы проектируемой электростанции. Этапы расчета технико-экономического обоснования проекта.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.11.2012Классификация датчиков по принципу преобразования электрических и неэлектрических величин, виду выходного сигнала. Принцип действия тепловых датчиков, его основание на тепловых процессах. Термопреобразователи сопротивления, манометрические термометры.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 08.10.2012Понятие и функции тепловой трубы как устройства, обладающего свойством сверхтеплопроводности, работающее в высоком температурном диапазоне, в любом положении, независимо от наличия гравитационного поля. Ее внутреннее устройство и элементы, принцип работы.
презентация [600,2 K], добавлен 08.03.2015Устройство и принцип действия биполярного транзистора, униполярного транзистора. Силовые полупроводниковые приборы, основные требования, предъявляемые к ним. Характеристика динисторов и транзисторов. Параметры предельных режимов работы транзисторов.
лекция [424,0 K], добавлен 14.11.2008Сущность перенапряжения электрических установок. Внутренние и атмосферные перенапряжения. Принцип действия трубчатых, вентильных разрядников, разрядников постоянного тока. Серия нелинейных ограничителей перенапряжений. Схема длинно-искрового разрядника.
реферат [6,4 M], добавлен 06.09.2012Конструкция, принцип действия, технические данные и сфера применения малообъёмных масляных и вакуумных выключателей. Назначение рабочих и дугогасительных контактов. Принцип работы дугогасительной камеры при отключении масляным выключателем малых токов.
лабораторная работа [1,9 M], добавлен 29.05.2010