Найбільш широкою областю застосування напівпровідникових перетворювачів є електропривод постійного і змінного струмів, що використовується в різних сферах промисловості, енергетики, на транспорті, в комунальному господарстві та ін. За допомогою засобів сучасної електроніки створені принципово нові електромеханічні перетворювачі, робота яких без електронних приладів була б неможливою. До таких перетворювачів відносяться крокові, вентильні двигуни, синхронні генератори з самозбудженням і багато інших.
Управління потужними електричними процесами є саме тією проблемою, при вирішенні якої силові напівпровідникові прилади вже дуже широко використовуються, а інтенсивність їх застосування швидко зростає. Це пояснюється достоїнствами силових напівпровідникових приладів, основними з яких є висока швидкодія, мале падіння напруги у відкритому стані і малий струм в закритому стані (що забезпечує малі втрати потужності), висока надійність, значна навантажувальна здатність по струму і напрузі, малі розміри і вагу, простота в управлінні, органічну єдність з напівпровідниковими пристроями інформативною електроніки, що полегшує об'єднання потужнострумових і слабкострумових елементів.
У багатьох країнах розгорнуті інтенсивні науково-дослідні роботи по силовій електроніці і завдяки цьому силові напівпровідникові прилади, а також електронні пристрої на їх основі постійно удосконалюються. Це забезпечує швидке розширення області застосування силової електроніки, що, у свою чергу, стимулює наукові дослідження. Тут можна говорити про позитивного зворотного зв'язку в масштабах цілої області людської діяльності. Результатом є стрімке проникнення силової електроніки в самі різні галузі техніки.
Особливо швидке поширення пристроїв силової електроніки почалося після створення силових польових транзисторів і IGBT.
Цьому передував досить тривалий період, коли основним силовим напівпровідниковим приладом був незапіраемий тиристор, створений в 50-ті роки минулого сторіччя. Незапіраемие тиристори зіграли видатну роль у розвитку силової електроніки і широко використовуються в наш час. Але неможливість виключення за допомогою імпульсів управління часто ускладнює їх застосування. Десятиліття розробникам силових пристроїв доводилося миритися з цим недоліком, використовуючи в ряді випадків досить складні вузли силових схем для виключення тиристорів.
Широке поширення тиристорів зумовило популярність виниклого в той час терміна тиристорна техніка raquo ;, який використовували в тому ж сенсі, що і термін силова електроніка .
Розроблені в зазначений період силові біполярні транзистори знайшли свою область застосування, але радикально ситуацію в силовій електроніці не змінили.
Тільки з появою силових польових транзисторів і 10 ВТ в руках інженерів виявилися повністю керовані електронні ключі, що наближаються за своїми властивостями до ідеальних. Це різко полегшило рішення самих різних завдань з управління потужними електричними процесами.
Наявність досить досконалих електронних ключів дає можливість не тільки миттєво підключати навантаження до джерела постійної або змінної напруги і відключати її, але і формувати для неї дуже великі сигнали струму або напруги практично будь-якої необхідної форми.
Розвиток силової електроніки змінює і самі підходи до вирішення технічних завдань. Наприклад, виробництво силових польових транзисторів і IGBT істотно сприяє розширенню області застосування індукторних двигунів, які в ряді областей витісняють колекторні двигуни.
Істотним чинником, благотворно впливає на поширення пристроїв силової електроніки, є успіхи інформативною електроніки і, зокрема, мікропроцесорної техніки. Для управління потужними електричними процесами використовуються все більш складні алгоритми, які можуть бути раціонально реалізовані тільки при застосуванні досить досконалих пристроїв інформативною електроніки.
3. Основні характеристики силових напівпровідникових проборов по струму і напрузі
3.1 Температура напівпровідникової структури - критерій працездатності напівпровідникових приладів
Різноманіття областей застосування силових напівпровідникових приладів обумовлює необхідність мати найповнішу інформацію, що характеризує їх можливості. З цієї ж причини доцільним є використання для напівпровідникових приладів системи граничних параметрів (на відміну від системи номінальних параметрів, прийнятих для електротехнічних пристроїв).
Система граничних параметрів характеризує граничні можливості приладів незалежно від режимів їх роботи. Це дозволяє розробнику напівпровідникових пристроїв самому вибирати оптимальні умови роботи п...
