або поріг випрямлення діода; Uобр, Iобр - зворотна напруга, зворотний струм діод; Uпроб - пробивна напруга діода
Випрямні властивості діодів тим краще, чим менше пряме падіння напруги при заданому прямому струмі і чим менше зворотний струм при заданому зворотному напрузі.
Нахил дотичної АБ на рис.3.4 визначає динамічний опір діода в прямому напрямку:
Пряма гілка ВАХ випрямного діода характеризується також диференціальним опором:, що є відношенням малого збільшення прямої напруги діода (? Uпр) до малому приросту прямого струму (? Іпр) в ньому при заданому режимі по струму в прямому напрямку.
При розрахунку і моделюванні схем, що включають в себе напівпровідникові діоди, ВАХ діода ідеалізують, представляючи її лінійної ламаної кривою види: 1 - ідеальний вентиль, 2 - ідеалізований вентиль з втратами або 3 - ідеалізований вентиль з втратами і порогом випрямлення (рис.3.4).
а) б)
Рис.3.4 Реальна ВАХ діода (а) і варіанти її ідеалізації (б).
Поріг випрямлення кремнієвих діодів лежить в межах 0,4 - 0,8 В, а германієвих - 0,15 - 0,2 В. Для низьковольтних випрямлячів (випрямлена напруга менше 10 В) поріг випрямлення кремнієвих вентилів становить помітну частину вихідної напруги, його слід враховувати при виборі схеми випрямлення і при розрахунках, вибираючи в якості розрахункової модель вентиля з порогом випрямлення. При зворотній напрузі вентиль пропускає хоча і малий, але відмінний від нуля зворотний струм. Цим струмом, як правило, нехтують.
Тиристори випускаються на діапазон прямих струмів від десятків мА до декількох сотень А і напруги від десятків В до декількох кВ. До основних параметрів тиристорів відносяться: допустиме значення середнього прямого струму; максимальний постійний прямий струм; максимально допустима напруга; зворотний струм тиристора; напруга і струм утримання. Динамічні параметри тиристорів характеризують час переходу тиристора із закритого стану у відкритий (час включення t вкл) і час відновлення замикаючих властивостей (час вимикання t в).
На керуючий електрод подається напруга, що призводить до зростання струму через pn перехід і зниженню напруги включення V B. При досить великих значеннях струму I упр ВАХ тиристора вироджується в пряму гілку ВАХ діода. Критичне значення струму I упр, при якому на ВАХ тиристора зникає ділянку з негативним диференціальним опором і тиристор включається, минаючи замкнений стан, називається струмом випрямлення. Таким чином, наявність I упр принципово не змінює суть процесів, що визначають вид ВАХ тиристора, але змінює значення параметрів: напруга і струм перемикання.
Рис. 3.5 Вольт-амперна характеристика тиристора при різних значеннях керуючого
3.4 Взаємозв'язок температури напівпровідникової структури з втратами і тепловим опором
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 120 - 190 ° С. [10]
Існує два основні методи визначення температури напівпровідникової структури: графоаналитический та аналітичний. В даний час для розрахунку цієї температури найбільшого поширення набув перший метод, який заснований на використанні графічної залежності перехідного теплового опору приладу від часу.
Розглянемо деякі особливості, властиві цьому методу на конкретному прикладі розрахунку теплового режиму ПП при впливі на нього імпульсу потужності довільної форми. Реальна форма імпульсу потужності (рис. 3.6), що розсіюється в напівпровідниковій структурі, апроксимується відповідної ступінчастою функцією, як показано на цьому малюнку пунктиром. При цьому площі, обмежені реальної функцією і ступінчастою, повинні бути рівні.
Малюнок 3.6 Апроксимація графіка потужності
Для отриманої таким чином ступінчастої функції вираз для перевищення температури записується в наступному вигляді
? (ti)=P H1 (ri -ri - 1) + P H2 (ri - 1 -ri - 2) + ... + P Hi (r i- (i - 1)),
де? (ti) - перевищення температури напівпровідникової структури ПП вконце i-го елементарного імпульсу прямокутної форми (i=1, 2, ... 5); i -...
