ванічної розв'язки в комутованій ланцюга; в стані високої провідності пряме падіння напруги на ключі становить не менше 0,7-1,5 В (до 3-х В), що обумовлено контактною різницею потенціалів на кордоні напівпровідникових шарів; звідси - істотні втрати потужності, преобразующиеся в теплоту і необхідність застосування охолоджувачів
) залежність електричних параметрів від температури, прикладеної напруги, наявності джерел проникаючої радіації та ін .; істотні відмінності в електричних параметрах ключів одного типу і класу;
) існування граничних струмів (щодо включеного стану), потрібне забезпечення оптимальних умов охолодження напівпровідникових приладів
1.3 Специфічні вимоги до СППА в експлуатаційних режимах
Специфічні вимоги до СППА:
? Забезпечення швидкодіючих захисту СПП від перенапруг, струмів перевантаження і коротких замикань.
? Обмеження до допустимих значень швидкості наростання прямого напруги
? Обмеження швидкості наростання струму при включенні СПП
? Забезпечення оптимальних параметрів керуючих імпульсів
? Забезпечення оптимальних умов охолодження напівпровідникових приладів
Визначення допустимих режимів роботи СПП передбачає врахування багатьох факторів, що впливають на характеристики приладів, а також всіх механізмів їх відмови. Знаючи характеристики і встановивши типи відмов, можна визначити умови роботи, при яких гарантується надійна робота СПП протягом заданого терміну служби.
Для класифікаційних режимів роботи характеристики та значення допустимих параметрів СПП наводяться в технічній документації.
Але в багатьох застосуваннях умови роботи приладів значно відрізняються від класифікаційних, і розробник електрообладнання повинен сам встановлювати значення параметрів, при яких забезпечується необхідна надійність. Для цього необхідно насамперед визначити електричні характеристики СПП в тому діапазоні струмів, напруг і температур, в якому передбачається їх використання.
Розплавлювання і руйнування припоїв. При складанні СПП застосовуються олово і припої типу ПСР - 72 і ПОС - 61 для з'єднання кремнієвого диска з Термокомпенсатори і вентильного елемента з мідними підставами. Найбільш часто зустрічається дефектом в паяних з'єднаннях є несплошностях з'єднання. Залежно від умов пайки і застосовуваної технології площа пустот в з'єднанні може досягати 50% від номінальної площі контактної поверхні. Очевидно, що це призводить, насамперед, до зниження міцності спаю.
При циклічному навантаженні приладів струмом, що супроводжується поперемінним нагріванням у охолодження елементів конструкції в широкому інтервалі температур, припої відчувають значні механічні навантаження. Тому зниження міцності спаю викликає пластичні деформації припою на ділянках з бездефектно з'єднанням елементів та прогресуюче погіршення електричного і теплового контакту, аж до висновку приладу з ладу.
Розвитку цього механізму відмови сприяє також виникнення локальних областей з підвищеною температурою, обумовлене спотворенням ліній струмів через наявність дефектів у спае і значним збільшенням щільності струму на окремих ділянках. У режимах імпульсної струмового перевантаження приладів місцеве підвищення температури може призводити до часткового розплавлення припою, рекристалізації і, отже, поступового старіння його.
Процес старіння припоїв розвивається і у випадку, коли з'єднання виконано ідеально. У процесі термоциклирования через неидентичности коефіцієнтів лінійного розподілу з'єднувальних елементів (кремній-вольфрам, вольфрам-мідь) припій піддається періодично мінливих механічних навантажень і в осьовому і в радіальному напрямку.
Положення ускладнюється ще й тим, що сполучаються елементи неоднаково нагріваються. Зокрема, кремній, де відбувається основне тепловиділення, при коротких імпульсах струму через малу теплоємності нагрівається до істотно більшої температури, ніж Термокомпенсатори. Тому для даного режиму критичним фактором є не абсолютна температура нагріву, а різниця між температурами спаяних елементів конструкції.
Таким чином, число циклів нагрівання та охолодження, яке витримує паяні з'єднання до руйнування, залежить від багатьох чинників: якості спаю, визначального власну його механічну міцність, розподілу дефектів, фізичних характеристик матеріалів, з яких виготовлені сполучаються елементи , режиму навантаження приладу струмом та ін.
Втомне пошкодження кремнієвої структури. Причини і механізм розвитку втомного руйнування кремнію ті ж, що і розглянуті вище. Але кремній є дуж...
