Реферат по предмету "Электроника и схемотехника"

Узнать цену реферата по вашей теме


Моделирование переходного процесса выключения тиристора проводящего в обратном направлении

Моделирование переходного процесса выключения тиристора, проводящего в обратном направлении. Принял: Мустафаев Г.А. Выполнил: студент 4 курса ФМЭиКТ Ульбашев А.А. Содержание. • Введение 3 • Моделирование переходного процесса выключения тиристоров, проводящих в обратном направлению 4 • Переходный процесс выключения асимметричного тиристора. 6 • Переходной процесс выключения тиристора – диода 17 •


Расчетная часть 20 • Литература 22 Введение. Силовые полупроводниковые приборы (СПП) широко применяются в энергетике, электротехнике, радиотехнике и автоматике. Существовавшие до последнего времени методы расчета и проектирования СПП не отличалось высокой точностью, а недостатки проектирования компенсировались многочисленными дорогостоящими и продолжительными экспериментами. Существенное повышение качества исходных материалов и уровня технологии


привело к уменьшению неконтролируемого разброса параметров СПП. Автоматизированное 7проектирование является важным фактором ускорения научно-технического прогресса в силовой полупроводниковой электронике, так как позволяет коренным образом изменить процесс проектирования и обеспечить необходимое соответствие между неуклонно растущей потребностью в СПП и методам реализации этих потребностей при ограниченных, трудовых ресурсах.


Модели СПП можно подразделить на технологические, физико-топологические и электрические : Технологическая модель. В этой модели исходным являются параметры технологических режимов (температура и время диффузии, концентрация диффузанта и др.). Эти параметры, а также выходные параметры на определенных технологических операциях ( поверхностное сопротивление, напряжение пробоя p-n перехода, например) измеряются, обрабатывается на ЭВМ и используется для корректировки и управления технологическим процессом.


Физико-топологическая модель. Эта модель является основой для автоматизированного проектирования СПП. Исходными здесь является геометрические размеры областей СПП и физические характеристики p-n переходов и слоев (концентрации примеси и ее профиль, время жизни неосновных носителей заряда, подвижность носителей заряда и др.).Геометрические размеры определяются рисунком фотошаблона, профилем боковой поверхности кремниевой структуры,


толщины пластины и глубиной залегания p-n переходов. Электрическая модель. Эта модель используется для автоматизированного проектирования схем преобразователей. Исходными параметрами этой модели являются обычно выходные параметры физико-топологической модели. Моделирование статической характеристики силовых тиристоров в закрытом состоянии и токов управления современных силовых тиристоров связано с решением неодномерных задач.


Эти вопросы, а также обоснование возможности перехода к одномерным моделям отражены ниже, где подробно изложен современный подход к моделированию вольт-амперных характеристик (ВАХ) при анализе переходных процессов. В современных СПП большой мощности неизбежно имеет место разброс параметров п/п структуры по площади СПП. Моделирование переходного процесса выключения тиристоров, проводящих в обратном направлении. Асиметричные тиристоры и тиристоры-диоды. Существует ряд преобразователей на основе


СПП, в которых используется встречно-параллельное соединение быстродействующих тиристоров и быстро восстанавливающихся диодов. При использовании тиристоров в подобных преобразователях от них не требуется высокой блокирующей способности в обратном направлении. Достаточно, чтобы тиристоры выдерживали в процессе их выключения обратное напряжение, равное сумме падений напряжений на диодах, включенных встречно-параллельно, и на паразитной индуктивности проводов, соединяющих диоды и тиристоры.


Это напряжение не превышает, как правило, несколько единиц или десятков вольт. В закрытом состоянии асимметричные тиристоры выдерживают такие напряжения, как и обычные тиристоры, не проводящие в обратном направлении. Поэтому асимметричные и обычные тиристоры имеют идентичные коллекторные переходы и отличаются, по существу, только распределением легирующей примесей в окрестностях анодного перехода j1 (рис.1). (рис.1) Распределение легирующей примеси в асимметричном тиристоре (пунктир - то


же в обычном тиристоре) Наличие n! – слоя ограничивается распространение области объемного заряда коллекторного перехода в сторону анодного перехода при приложении к тиристору напряжения в закрытом состоянии. Это позволяет при заданном значении напряжения переключения выбирать толщину n-базы асимметричных тиристоров существенно меньшей толщины этой базы обычных тиристоров. В то же время суммарная толщина анодного p1+-и n! –слоя в асимметричных тиристорах не превышает, как


правило, толщину анодного p –слоя в обычных тиристорах. Поэтому именно благодаря меньшей толщины n –базы при заданном напряжении переключении асимметричные тиристоры имеют меньшие времена выключения и, кроме того, при прочих равных условиях несколько меньше потери при включении и открытом состоянии. При одинаковых толщинах базовые n –слоев и, следовательно, при одинаковом быстродействии асимметричные тиристоры могут быть существенно более высоковольтными,


чем обычные тиристоры. Асимметричные тиристоры являются составной частью тиристоров –диодов, которые сочетают в себе характеристики тиристора и встречно –параллельного включения с ним диода. ВАХ асимметричных тиристоров и тиристоров изображены на рис.2. (рис.2) ВАХ асимметричного тиристора (кривая 1) и тиристора –диода (кривая 2). Тиристоры –диоды имеют определенные преимущества перед дискретными асимметричными тиристорами и диодами,


соединенными встречно –параллельно. К ним относятся удобства монтажа (один прибор вместо двух), отсутствие паразитной индуктивности проводов, соединяющих диод и тиристор, экономия материалов (один корпус вместо двух) и т.д. Однако технология изготовления тиристоров – диодов заметно сложнее. Кроме того, для различных областей применения требуется тиристоры –диоды с различным соотношением средних токов тиристора и диода. Это обуславливает потребность в большой номенклатуре тиристоров –диодов.


В то же время наличие ряда дискретных быстро восстанавливающихся диодов и асимметричных быстродействующих тиристоров позволяет выбрать наиболее оптимальную пару этих приборов для различных областей применения. Переходный процесс выключения асимметричного тиристора. Возможны два варианта соединения асимметричного тиристора и диода –последовательное и встречно –параллельное. Схематически зависимости от времени тока и напряжения на тиристоре в процессе его выключения для этих


вариантов изображены на рис.3. (рис.3) Зависимость от времени тока и напряжения на асимметричном тиристоре в процессе его выключения при последовательном (а,б) и встречно –параллельном (в,г) соединении диода. (рис.3) Зависимость от времени тока и напряжения на асимметричном тиристоре в процессе его выключения при последовательном (а,б) и встречно –параллельном (в,г) соединении диода. При последовательном соединении диод следует подбирать так, чтобы время его обратном восстановлении


было меньше времени обратного восстановления тиристора. В этом случае обратный ток ограничивается диодом и напряжением на тиристоре не достигает напряжения лавинного пробоя анодного перехода. Однако низковольтный анодный переход тиристора, образованный сильнолегированным p1+ и т n! –слоями (рис.4), может восстанавливаться быстрее, чем высоковольтный p –n переход диода. В этом случае обратное напряжение на тиристоре кратковременно может достичь напряжения лавинного пробоя


анодного перехода. Это может привести (при большой разнице времен обратного восстановления указанных переходов) к заметному увеличению времени выключения тиристора. Последнее связано с тем, что при пробое анодного перехода тиристора в его n –базу поставляются электроны, что приводит к росту избыточного заряда неравновесных электронов и дырок в этой базе. Ниже при расчетах будем считать, что эффект не имеет места.


При встречно –параллельном соединении асимметричного тиристора и диода пунктиром на рис.3,в показана зависимость от времени тока через диод. Напряжение на тиристоре при таком соединении приборов ведет себя более сложным образом.



Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Доработать Узнать цену написания по вашей теме
Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме:

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :