А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Коефіцієнт - замикання

Коефіцієнт замикання, таким чином, може мати широкий діапазон значень. Максимальне значення До залежить від багатьох факторів, зокрема від геометричних і електрофізичних параметрів шарів структури, струму через структуру, її температури, анодного напруги і ін. З урахуванням вищесказаного розглянемо в цьому розділі коефіцієнт замикання більш детально, зазначивши при цьому, що теоретичні міркування стосуються , в основному, максимальних значень К.

Тимчасові залежності інтенсивності рекомбінаційного випромінювання з областей я-бази, прилеглих до переходів /3 (крива /і /2 (крива 2 при /а 1 А. /у[1тг 100 мА.| Зависимость размеров токопроводящего канала от анодного тока для двух моментов сжатия при 1У /У2 100 мА. Одним из основных параметров запираемых тиристоров является коэффициент запирания.
Сказанное выше остается справедливым и для выражения коэффициента запирания, найденного еще в[48]Для одновимірної моделі. Зменшення ефективної дифузійної довжини описує той факт, що частина неосновних носіїв замість того, щоб рухатися до центрального р - л-переходу, йде через бічні стінки токового шнура, а фактичний коефіцієнт передачі при цьому падає, що в кінцевому підсумку призводить до виключенню структури.

Ставлячи режим вимірювання струму /СПР і коефіцієнта замикання Взап, необхідно враховувати залежність цих параметрів від опору навантаження (струму анода) прямого напруги на закритому тиристорі[/Пр и от температуры.
Основным параметром, определяющим степень неодномерности запирания, является коэффициент запирания. Получение высоких значений коэффициента запирания ( порядка нескольких десятков) может существенно уменьшить неблагоприятное влияние неодномерных-процессов и расширить диапазон токов и напряжений запираемых тиристоров. Эта цель может быть достигнута за счет оптимизации конструкции р-п-р-я - структуры с точки зрения выбора профилей легирующих примесей, толщин базовых областей ( особенно узкой базы) и диффузионных длин неосновных носителей в них.
Время выключения тиристора уменьшается с увеличением скорости нарастания запирающего тока, но коэффициент запирания при этом падает, что увеличивает требуемую для выключения амплитуду отрицательного тока управления. Таким образом, индуктивность контура запирания должна быть оптимизирована между требуемой скоростью процесса выключения и экономичностью выходного узла драйвера, определяемой токовой нагрузкой его элементов.
В заключение следует заметить, что принятый, по аналогии с транзисторами, коэффициент запирания К как отношение анодного и базового токов недостаточно полно характеризует эффективность управления запираемыми тиристорами. Действительно, в отличие от транзисторов даже при большой амплитуде импульса тока управления в силу малой его длительности энергия управления может быть незначительной по сравнению с коммутируемой. Этим запираемые тиристоры существенно и выгодно отличаются от мощных транзисторов, особенно при низких частотах коммутации. Видимо, для более полной характеристики эффективности управления запираемыми тиристорами и для более точного расчета цепей управления было бы целесообразным ввести коэффициент эффективности, учитывающий не только амплитуду импульса тока, но и его длительность.
Геометрические размеры структуры и сжатие в шнур токо-проводящей области при включении оказывают влияние на коэффициент запирания. Это влияние проявляется в следующем.
Зависимость амплитуды переключаемого тока от частоты следования анодных импульсов для трех значений тока управления. /- 1460 мА, 2 - 400 мА, 3 - 200 мА, 4 - среднее значение тока. Из таблицы видно, что в таком режиме возрастает не только выключаемый ток, но и коэффициент запирания.
Схема вихревого усилителя и общий характер распределения статического давления в вихревой камере.| Характеристики вихревого усилителя. Работа вихревого усилителя в предельном случае, когда происходит запирание канала питания, может быть охарактеризована коэффициентами запирания по расходу и давлению.
Для обычных структур GTO этот вариант не подходит, так как неограниченная скорость нарастания обратного тока в электроде управления уменьшает коэффициент запирания.
Детальное исследование процесса шнурования тока в тиристорах, выключаемых по управляющему электроду, его зависимости от характера распределения примесей в базовых слоях, от величины коэффициента запирания и от геометрии эмиттера и электрода управления должны привести к созданию запираемых тиристоров на токи порядка десятков ампер и напряжения порядка нескольких сотен вольт.

Для выходов, выполненных в виде отверстий, было обнаружено, что уменьшение высоты камеры от 3 05 до 1 78 мм при диаметре двух выходных сопел da 7 9 мм и диаметре камеры D 76 2 мм коэффициент запирания по расходу Л рз увеличивается. Однако при малых высотах камеры резко возрастает уровень шумов и появляется гистерезис. Такой же эффект наблюдается при уменьшении сечения сопел управления.
Типичные зависимости для коэффициента запирания ( температура перехода 100 С. Это означает, что время рассасывания, или время выключения, растет с ростом анодного тока /а. Зависимость коэффициента запирания при импульсном управлении k от /а принципиально не отличается от зависимости для постоянного тока управления с той лишь разницей, что при малых длительностях управляющего ( запирающего) импульса наблюдается снижение k по сравнению с Ъ для больших длительностей, причем этот эффект проявляется сильнее с ростом величины анодного тока.
Величины коэффициентов ал и а2 при изменении анодного тока могут меняться в зависимости от времени жизни носителей, степени легирования и геометрии структуры тиристора. Для повышения коэффициента запирания стремятся уменьшить ал за счет тщательного контроля эффективности анодного перехода. При этом изменение коэффициента инжекции данного перехода сильно зависит от плотности анодного тока из-за эффекта модуляции проводимости области широкой базы.
Основным параметром, определяющим степень неодномерности запирания, является коэффициент запирания. Получение высоких значений коэффициента запирания ( порядка нескольких десятков) может существенно уменьшить неблагоприятное влияние неодномерных-процессов и расширить диапазон токов и напряжений запираемых тиристоров. Эта цель может быть достигнута за счет оптимизации конструкции р-п-р-я - структуры с точки зрения выбора профилей легирующих примесей, толщин базовых областей ( особенно узкой базы) и диффузионных длин неосновных носителей в них.
Зависимость коэффициента мя действия импульса. Типич-запирания А от тока /а при разных J. Зависимость /С от напряжения изучена пока слабо. Можно лишь отметить, что, согласно экспериментальным данным, с ростом напряжения коэффициент запирания снижается, причем значение напряжения, при котором происходит снижение К, зависит от свойств структуры, в частности от градиента концентрации атомов примеси в коллекторном переходе и толщины узкой /7-базы. Уменьшается с ростом напряжения и значение выключаемого тока ( см. гл. Такая зависимость от напряжения осложняет коммутацию тока в цепях с индуктивной нагрузкой, поскольку всплеск напряжения в цепи во время спада тока ухудшает условия для выключения. Поэтому на практике в мощных электрических цепях параллельно запираемому тиристору подсоединяется демпфирующая цепочка, например, из конденсатора, резистора и диода ( так называемый снаббер)[92](Рис. 6 - 3), яка затягує наростання напруги на тиристорі і, отже, знижує напруга, при якому відбувається спад анодного струму.

Коефіцієнт m залежить від конструкції осередку і щільності розташування шарів керуючої сітки. при обриві в ланцюзі катода розглянутого тиристора струм через структуру протікати не буде, а на керуючому електроді буде наводитися потенціал, рівний відношенню анодного напруги до коефіцієнта замикання гл. Зазначені фізичні процеси покладені в основу так званого принципу катодного управління тиристором.

Температурна залежність імпульсного струму випрямлення. Зміна коефіцієнта Взап з температурою (рис. 4116) теж визначається температурною залежністю коефіцієнтів ап і ар. Таким чином, струм /спр повинен вимірюватися при мінімальній робочій температурі, а також мінімальних значеннях прямого струму анода /прмін і прямого напруги на аноді прмін - Коефіцієнт замикання Взап слід вимірювати при максимальній робочій температурі, прямій напрузі на аноді t /прмакс і при двох значеннях прямого струму анода: /прзап.

Коефіцієнт замикання, таким чином, може мати широкий діапазон значень. Максимальне значення До залежить від багатьох факторів, в Зокрема від геометричних і електрофізичних параметрів шарів структури, струму через структуру, її температури, анодного напруги і ін. З урахуванням вищесказаного розглянемо в цьому розділі коефіцієнт замикання більш детально, зазначивши при цьому, що теоретичні міркування стосуються, в основному, максимальних значень К.

. Щодо перспектив розвитку потужних замикаються тиристорів можна помітити, що в недалекому майбутньому слід очікувати істотного поліпшення основних параметрів приладів. За наявними відомостями[111]вже в даний час деякі зарубіжні фірми, зокрема японська фірма Тосіба[75], Мають зразки потужного замикається тиристора на напругу 2500 В і струм 600 А. Отримано також експериментальні дані, які свідчать про можливість підвищення коефіцієнта замикання До до значень 10 - 15 при високому робочому напрузі.

З підвищенням температури структури часи життя носіїв заряду в базах зростають, через це збільшуються ап і ар, а коефіцієнт К зменшується. Це видно з рис. 5 - 8 де представлена залежність /С /(/а) для одного із зразків замикаються тиристорів, отримана при різних температурах. З малюнка видно, що з ростом температури падають і значення вимикати струму, і коефіцієнт замикання.

Значно важче з причин, розглянутим в гол. Тому на практиці обмежуються, в основному, лише експериментальним підбором співвідношення товщини баз, їх легування і часів життя носіїв заряду. Як приклад можна навести дані для замикаються тиристорів з напругою перемикання понад 1000 В, залишковим напругою 2 - 3 В і коефіцієнтом замикання 7 - 15: Wp - 25 - f - 30 мкм, Ц7150 мкм, Тр 2 - - 3 ікс, питомий опір п-бази - 30 - 40 Ом - см. Розрахунок цих параметрів для комбіновано-вимикаються тиристорів може бути проведений за методикою, наведеною в[65]для звичайних тиристорів.

З попередніх глав відомо, що при подачі струму управління вимикання тиристора починається тоді, коли через зниження струму через емітерний перехід і виведення носіїв заряду з баз порушується рівновага між накопиченням і розсмоктуванням носіїв в сторону останнього процесу. Природно, що існує певний мінімальний критичний струм управління, при перевищенні якого починається вимикання. При збільшенні струму управління вище критичної позначки вимикання істотно прискорюється, проте коефіцієнт виключення при цьому знижується. Так як прискорення процесу виключення є однією з можливостей запобігання шнурування струму в структурах з великою робочою площею, то вимикати їх доводиться струмом, що значно перевищують критичний. Це, як буде показано нижче, є однією з основних причин зниження коефіцієнта замикання потужних тиристорів.

Залежність К. від WpILn (а і від Wn /L (б для різних значень щільності анодного струму. /- /400 А /см2 2 - 200 А /см2. 3 - 100 А /см2. 4 - 10 А /см2. На рис. 5 - 3 б наведені аналогічні залежності, розраховані для різних значень параметра Wn /L. Wn /L слабкіше залежить від режиму роботи. Характерно, що зі збільшенням Wp /Ln залежність К /(/а) наростає крутіше. На рис. 5 - 4 а і б побудовані розрахункові значення К в залежності від Wp /Ln і Wn /L для різних струмів. Добре видно, що суттєву перевагу за коефіцієнтом замикання можна отримати лише при великій щільності струму і при значеннях Wp /Ln, що перевищують 077 в го час як збільшення W /L призводить до практично лінійному зростанню до при всіх значеннях щільності струму.

Модуляція опору п - області тиристора інжектованих носіїв як з боку затвора (для нормально закритих структур), так і з боку анодного р - л - - переходу призводить до появи в даному шарі обох типів носіїв. Дійсно, в структурі SITh при прямому зміщенні анодного і зворотному - керуючого переходів можна виділити біполярний р-л-р-транзис - тор, з'єднаний з л-канальним польовим транзистором. Динамічні характеристики виключення при цьому визначаються часом життя дірок в епітаксиальні п - - шарі. Однак надмірне зменшення часу життя призводить до збільшення залишкових напружень на відкритій структурі. Тому оптимальне поєднання комутаційних і статичних втрат є актуальним для індукційного тиристора. Ефект коллектірованія дірок і розсмоктування накопиченого заряду завжди супроводжується протіканням щодо великої амплітуди негативного струму по ланцюгу затвора тиристора. Для характеристики цього процесу, як і в GTO, використовують коефіцієнт замикання по току. Цей параметр близький до одиниці для більшості структур SITh. Якісно процес протікання негативного струму в ланцюзі затвора тиристора не відрізняється від розглянутого раніше транзисторного варіанта, за одним винятком.