гах приладу при його комутації. Підвищення частоти збільшує втрати, тому на практиці тиристори GTO комутуються з частотою не більше 250-300 Гц. Основні втрати виникають в резистори RВ (Див. рис. 3) при виключенні тиристора Т і, отже, розряді конденсатора СВ. p> Конденсатор СВ призначений для обмеження швидкості наростання прямого напруги du/dt при виключенні приладу. Зробивши тиристор нечутливим до ефекту du/dt, створили можливість відмовитися від снабберной ланцюга (ланцюги формування траєкторії перемикання), що й було реалізовано в конструкції GCT.
Особливість управління і конструкції
Основною особливістю тиристорів GCT, в порівнянні з приладами GTO, є швидке вимикання, яке досягається як зміною принципу управління, так і вдосконаленням конструкції приладу. Швидке вимкнення реалізується перетворенням тиристорної структури в транзисторную при замиканні приладу, що робить пристрій не чутливим до ефекту du/dt.
GCT у фазах включення, що проводить і блокуючого стану управляється також, як і GTO. При виключенні управління GCT має дві особливості:
струм управління Ig дорівнює або перевищує анодний струм Ia (Для тиристорів GTO Ig менше в 3 - 5 разів);
керуючий електрод має низьку індуктивністю, що дозволяє досягти швидкості наростання струму управління dig/dt, рівній 3000 А/мкс і більше (для тиристорів GTO значення dig/dt становить 30-40 А/мкс).
В
Рис. 5. Розподіл струмів в структурі тиристора GCT при виключенні
На рис. 5 показано розподіл струмів в структурі тиристора GCT при виключенні приладу. Як вказувалося, процес включення подібний включенню тиристорів GTO. Процес вимкнення різниться. Після подачі негативного імпульсу управління (-Ig) рівного по амплітуді величиною анодного струму (Ia), весь прямий струм, що проходить через прилад, відхиляється в систему управління і досягає катода, минаючи перехід j3 (Між областями p і n). Перехід j3 зміщується у зворотному напрямку, і катодний транзистор npn закривається. Подальше вимкнення GCT аналогічно виключенню будь-якого біполярного транзистора, що не вимагає зовнішнього обмеження швидкості наростання прямого напруги du/dt і, отже, допускає відсутність снабберной ланцюжка.
Зміна конструкції GCT пов'язано з тим, що динамічні процеси, що у приладі при виключенні, протікають на один - два порядки швидше, ніж у GTO. Так, якщо мінімальний час виключення і блокуючого стану для GTO становить 100 мкс, для GCT ця величина не перевищує 10 мкс. Швидкість наростання струму управління при виключенні GCT становить 3000 А/мкс, GTO - не перевищує 40 А/мкс. p> Щоб забезпечити високу динаміку комутаційних процесів, змінили конструкцію виведення керуючого електрода і з'єднання приладу з формувачем імпульсів системи управління. Висновок виконаний кільцевим, оперізувальний прилад по колу. Кільце проходить крізь керамічний корпус тиристора і контактує: всередині з осередками керуючого електрода; ззовні - із пластиною, що з'єднує керуючий електрод з формувачем імпульсів.
Зараз тиристори GTO виробляють кілька великих фірм Японії та Європи: "Toshiba", "Hitachi", "Mitsubishi", "ABB", "Eupec". Параметри приладів по напрузі UDRM : 2500 В, 4500 В, 6000 В; по струму ITGQM (Максимальний повторюваний замикається струм): 1000 А, 2000 А, 2500 А, 3000 А, 4000 А, 6000 А.
Тиристори GCT випускають фірми "Mitsubishi" і "ABB". Прилади розраховані на напругу UDRM до 4500 В і струм ITGQM до 4000 А.
В даний час тиристори GCT і GTO освоєні на російському підприємстві ВАТ "Електровипрямітель" (м. Саранськ). Випускаються тиристори серій ТЗ-243, ТЗ-253, ТЗ-273, ЗТА-173, ЗТА-193, ЗТФ-193 (подібний GCT) та ін з діаметром кремнієвої пластини до 125 мм і діапазоном напруг UDRM 1200 - 6000 В і струмів ITGQM 630 - 4000 А.
Паралельно з замикаються тиристорами і для використання в комплекті з ними у ВАТ "Електровипрямітель" розроблені і освоєні в серійному виробництві бистровостанавлівающіеся діоди для демпфуючих (снабберних) ланцюгів і діоди зворотного струму, а також потужний імпульсний тра нзістор для вихідних каскадів драйвера управління (система управління).
Тиристори IGCT
Завдяки концепції жорсткого управління (тонке регулювання легуючих профілів, мезатехнологія, протонів і електронів опромінення для створення спеціального розподілу контрольованих рекомбінаційних центрів, технологія так званих прозорих або тонких емітерів, застосування буферного шару в n - Базової області та ін) вдалося добитися значного поліпшення характеристик GTO при виключенні. Наступним великим досягненням в технології жорстко керованих GTO (HD GTO) з точки зору приладу, управління і застосування стала ідея керованих приладів базуються на новому "замикається тиристорі з інтегрованим блоком управління (драйвером) "(англ. Integrated Gate-Commutated Thyristor (IGCT)). Завдяки технології жорсткого управління рівномірний перемикання збільшує область безпечної робот...
