риладів з урахуванням вимог до техніко-економічними показниками і рівнем надійності проектованого апарату. У результаті коефіцієнт використання найважливіших параметрів може бути істотно підвищений, що має особливе значення при необхідності в груповому включенні великого числа тиристорів або діодів. Граничні (граничні) параметри приладів, так само як я граничні експлуатаційні умови їх роботи, ні за яких режимах не повинні бути перевищені (або занижені).
В інтервалі гранично допустимих режимів роботи властивості напівпровідникових приладів визначаються так званими характеризують параметрами. Останні доповнюють інформацію про характеристики приладів, розкривають їх взаємозв'язок при різних умовах роботи; вони можуть бути виміряні безпосередньо або побічно за відомою залежністю від інших параметрів.
У наступному викладі обмежимося розглядом тільки основних параметрів і характеристик напівпровідникових приладів, що мають важливе значення при розробці схем напівпровідникових електричних апаратів.
Температура напівпровідникової структури є основним критерієм працездатності приладів і стабільності їх характеристик протягом усього терміну служби. Нижня межа робочого діапазону температур обумовлений необхідністю обмеження механічних напруг, що виникають через відмінності в коефіцієнтах лінійного розширення окремих елементів конструкції.
Мінімально допустима температура для силових діодів і тиристорів вітчизняного виробництва становить мінус 40 ... 50 ° С. Максимальна робоча темпера туру плюс 125 ... 190 ° С обумовлюється допустимим рівнем зниження витримується структурою напруги (без перемикання в прямому напрямку для тиристорів), а також ціклоустойчівостью приладів в повторно-короткочасних режимах навантаження їх струмом.
Слід мати на увазі, що експериментальні та розрахункові методи визначення температури не дозволяють врахувати нерівномірність розігріву структури із-за різної щільності струму. Тому вводиться поняття про еквівалентної температурі напівпровідникової структури. Цей термін визначає усереднене за площею структури і в часі значення температури, виміряної по одному з залежних від температури параметрів при визначенні навантажувальної здатності напівпровідникових приладів в будь-яких режимах роботи.
При сталому тепловому стані взаємозв'язок між еквівалентної температурою структури Тj виділяється в ній потужністю і тепловими характеристиками конструкція приладу виражається залежністю
де-температура корпусу, виміряна у зазначеній виготовлювачем точці;
P?- Сумарні втрати потужності; - внутрішнє усталене тепловий опір.
Внутрішнє усталене тепловий опір характеризує властивість конструктивних елементів приладу чинити опір відведенню теплоти, що виділилася в РN-структурі. У відповідності з виразом, воно визначається як відношення перевищення температури напівпровідникової структури над температурою корпусу до розсіюваною в ній потужності, т.е.:
На практиці для поліпшення тепловідводу прилади монтуються на спеціальних охолоджувачах (радіаторах), які, у свою чергу, піддаються інтенсивному охолодженню. У цьому випадку тепловий стан системи в цілому характеризується загальним сталим тепловим опором
де B - внутрішнє усталене тепловий опір; o - тепловий опір контакту між приладом і охолоджувачем; о-а - тепловий опір між охолоджувачем і навколишнім середовищем.
При короткочасних або повторно-короткочасних режимах навантаження приладів струмом тепловий опір є функцією тривалості впливу імпульсу потужності електричних втрат. У цьому випадку тепловий стан системи прилад - охолоджувач характеризується перехідним тепловим опором ZT, яке визначається відношенням миттєвих значень перевищення температури структури над температурою навколишнього середовища Taк виділяється в імпульсі потужності:
Внутрішнє перехідне тепловий опір відповідно визначається виразом
Експериментально отримані залежності перехідних теплових опорів ZT від тривалості впливу імпульсу потужності при певних способах охолодження наводяться в довідкових матеріалах для кожного типу приладів у вигляді кривих, як це показано на малюнку 3.2.
Вони можуть бути використані для розрахунку навантажувальної здатності приладів в будь-якому режимі роботи у відповідності з методиками, застосовуваними при дослідженні напівпровідникових приладів, розрізняють статичну і динамічну вольт-амперні характеристики (ВАХ). [7]
Рис. 3.1 Перехідний тепловий опір тиристора Т143-300 при різних швидкостях обдування повітрям 1-? =0; 2-? =6 м/с; 3-? =12 м/с
...
