ровідниковому приладобудуванні. За останні роки вітчизняна промисловість освоїла масовий випуск силових діодів і тиристорів з більш високими значеннями граничних струмів і напруг. Рівень струмів для тиристорів і діодів доведений відповідно до 5000 і 7 100 А. [2]
Періодичну напруга і у тиристорів і у діодів підвищено до 6.5 кВ. Значно поліпшені динамічні характеристики приладів: швидкодія при включенні - виключенні, допустима швидкість програми напруги в прямому закритому стані і допустима швидкість наростання струму при включенні.
Кращі зразки тиристорів допускають додаток напруги зі швидкістю 1000 - 2500 В/мкс. Важливо, що разом зі значним поліпшенням характеристик вартість СПП продовжує знижуватися.
Велике значення для розвитку напівпровідникового апаратобудування має освоєння промисловістю цілого ряду СПП з принципово новими можливостями: замикаються тиристорів (ТЗ), тиристорів з комбінованим вимиканням серії ТБК, тиристорів-діодів ТДЧ, потужних високовольтних транзисторів і ін. Замикаються по керуючому електроду і комбіновано вимикали тиристори дозволяють створювати захисні апарати з високою швидкодією при значно менших масогабаритних показниках в порівнянні з апаратами з ємнісний штучною комутацією тиристорів загального призначення.
Важливим для розвитку напівпровідникових апаратів є вдосконалення фотоуправляемих приладів і модулів. Досягнутий до теперішнього часу рівень граничних параметрів по струму і напрузі Фототиристори і фотодіодів порівняємо з параметрами приладів звичайного виконання. Застосування таких приладів дозволяє легко здійснити гальванічну розв'язку керуючих і силових ланцюгів напівпровідникових апаратів, спростити їх конструкцію і підвищити надійність. Особливо перспективним є застосування фотоуправляемих приладів в комутаційних і захисних апаратах високої напруги.
Відзначаючи загальну тенденцію інтенсивного розвитку апаратобудування на основі СПП, слід звернути увагу на особливості їх проектування. Тиристори або інші напівпровідникові прилади складають основу силової схеми будь-якого апарату. Вони визначають функціональні можливості, надійність і довговічність апарату.
Разом з тим досить прості зовнішні обриси в монолітність конструкції СПП часто проводять до недооцінки складності фізичних процесів, що протікають в багатошаровій структурі напівпровідникового приладу, і потенційного різноманіття можливих застосувань СПП. Розробник апаратури завжди повинен представляти внутрішній устрій того чи іншого приладу, особливості конструктивного виконання і технології виготовлення основних елементів, вплив різних факторів, у тому числі і конструктивних, на характеристики і параметри СПП.
2. Сучасна силова електроніка
2.1 Традиційний тип напівпровідникових приладів
2.1.1 Діод
Діод - електронний lt; # justify gt; Основою напівпровідникового діода є р-n-перехід, що визначає його властивості, характеристики і параметри. Залежно від конструктивних особливостей р-n-переходу і діода в цілому напівпровідникові діоди виготовляються як в дискретному, так і в інтегральному виконанні. За своїм призначенням напівпровідникові діоди підрозділяються на випрямні (як різновид випрямних - силові), імпульсні, високочастотні і надвисокочастотні, стабілітрони, тришарові перемикаючі, тунельні, варикапи, фото - і світлодіоди. Умовні графічні позначення діодів показані на рис. 2.2.
Рис. 2.1 Літерні позначення для діодів.
Принцип дії
Принцип дії більшості напівпровідникових приладів заснований на фізичних явищах, що відбуваються в області контакту твердих тіл.
При цьому переважно використовуються контакти: напівпровідник-напівпровідник; метал-напівпровідник; метал-діелектрик-напівпровідник. Якщо перехід створюється між напівпровідниками n-типу і p-типу, то його називають електронно-дірковим або pn переходом.
Електронно-дірковий перехід створюється в одному кристалі напівпровідника з використанням складних і різноманітних технологічних операцій.
Розглянемо pn перехід, в якому концентрації донорів N д і акцепторів N a змінюються стрибком на межі розділу (див. рис. 2.1). Такий pn перехід називають різким. Рівноважна концентрація дірок в p-області () значно перевищує їх концентрацію в n-області (). Аналогічно для електронів виконується умова gt;. Нерівномірний розподіл концентрацій однойменних носіїв зарядів в кристалі приводить до виникнення дифузії електронів з n-області в p-область і дірок з p-області в n-область. [3]
Рис. 2.2 Рівноважний стан pn переходу.
<...
