y">
Благоустрій Основна схема тиристорної структури показана на рис.2.9 Вона являє собою чотиришаровий напівпровідник структури pnpn, у якому три послідовно сполучених pn-переходу J1, J2, J3. Контакт до зовнішнього p-шару називається анодом, до зовнішнього n-шару - катодом. У загальному випадку pnpn-прилад може мати до двох керуючих електродів (баз), приєднаних до внутрішніх шарів. Подачею сигналу на керуючий електрод здійснюється управління тиристором (зміна його стану). Прилад без керуючих електродів називається доданими тиристором або динисторах. Такі прилади управляються напругою, прикладеним між основними електродами. Прилад з одним керуючим електродом називають Тріодної тиристором або тріністором (іноді просто тиристором, хоча це не зовсім правильно). Залежно від того, до якого шару напівпровідника підключений керуючий електрод, тріністори бувають керованими по аноду і по катоду. Найбільш поширені останні.
Рис.2.9 Схеми тиристора: a) Основна чотиришарова pnpn-структура b) Діодний тиристор с) Тріодної тиристор.
2.2 Сучасні розробки силових напівпровідникових приладів
2.2.1 Тиристор GTO
Благоустрій
Замикається тиристор - повністю керований напівпровідниковий прилад, в основі якого класична чотиришарова структура. Включають і вимикають його подачею позитивного і негативного імпульсів струму на електрод управління. На Ріс.2.10пріведени умовне позначення (а) і структурна схема (б) вимикаємо тиристора. Подібно звичайному тиристору він має катод K, анод А, керуючий електрод G. Відмінності в структурах приладів полягає в іншому розташуванні горизонтальних і вертикальних шарів з n - і р-проводимостями. [5]
Рис. 2.10. Тиристор, що замикається:
а - умовне позначення;
б - структурна схема
Найбільшому зміни піддалося пристрій катодного шару n. Він розбитий на кілька сотень елементарних комірок, рівномірно розподілених по площі і з'єднаних паралельно. Таке виконання викликано прагненням забезпечити рівномірне зниження струму по всій площі напівпровідникової структури при виключенні приладу.
Базовий шар p, незважаючи на те, що виконаний як єдине ціле, має велике число контактів керуючого електрода (приблизно рівне числу катодних осередків), також рівномірно розподілених по площі і з'єднаних паралельно. Базовий шар n виконаний аналогічно відповідному шару звичайного тиристора.
Анодний шар p має шунти (зони n), що з'єднують n-базу з анодним контактом через невеликі розподілені опору. Анодні шунти застосовують у тиристорах, що не володіють зворотного блокуючої здатністю. Вони призначені для зменшення часу виключення приладу за рахунок поліпшення умов вилучення зарядів з базової області n.
Основне виконання тиристорів GTO таблеткові з Чотиришарова кремнієвою пластиною, затиснутої через термокомпенсирующих молібденові диски між двома мідними підставами, володіють підвищеною тепло - і електропровідністю. З кремнієвою пластиною контактує керуючий електрод, що має висновок в керамічному корпусі. Прилад затискається контактними поверхнями між двома половинами охолоджувачів, ізольованих один від одного і мають конструкцію, яка визначається типом системи охолодження.
2.2.2 Тиристори GCT
У середині 90-х років фірмами ABB і Mitsubishi був розроблений новий вид тиристорів GateCommutatedThyristor (GCT). Власне, GCT є подальшим удосконаленням GTO, або його модернізацією. Однак, принципово нова конструкція керуючого електрода, а також помітно відрізняються процеси, що відбуваються при виключенні приладу, роблять доцільним його рассмотреніе.разрабативался як прилад, позбавлений недоліків, характерних для GTO, тому спочатку необхідно зупиниться на проблемах, що виникають при роботі GTO.
Основний недолік GTO полягає у великих втратах енергії в захисних ланцюгах 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 резисторі RВ при виключенні тиристора Т і, отже, розряді конденсатора СВ.
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 (ланцюгу формування траєкторії перемикання), що й було реалізовано в конструкції GCT.
Особливість управління і конструкції
Основною особливістю тиристорів GCT, в порівнянні з приладами GTO, є шви...
