Транзисторные вентили

Принципиальное отличие транзисторных вентилей от тиристорных в том, что для первых необходимо наличие сигнала управления в течение всего времени прохождения прямого тока, а для вторых достаточно короткого управляющего импульса.

Биполярные транзисторы позволяет изменением тока базы р-n-перехода база — эмиттер, смещенного в прямом направлении, управлять в десятки раз большим током, текущим через выходной переход база -коллектор, смещенным в обратном направлении. Так как обратное напряжение на коллекторном (выходном) переходе может быть также в десятки раз больше прямого напряжения на входном переходе база – эмиттер.

Полевые транзисторы - имеют ряд преимуществ по сравнению с биполярными, в первую очередь это низкие затраты мощности на управление и высокое быстродействие. Однако предельные значения
выходного напряжения и тока полевых транзисторов заметно ниже чем у
биполярных, что определяет их использование в низковольтных устройствах
силовой электроники с высокими частотами процессов преобразования
электрической энергии.

  Комбинированные транзисторы. В последнее десятилетие появился комбинированный прибор, конструктивно объединяющий полевой транзистор с изолированным затвором (на входе) и биполярный транзистор (на выходе), названный биполярным транзистором с изолированным затвором (БТИЗ) или транзистором IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor). Он имеет высокое входное сопротивление и не требует в статике мощности на управление, как полевой транзистор. При этом значения выходных напряжения и тока у этих транзисторов значительно выше, чем у полевых.

Графическое обозначение и соответствующая ему эквивалентная схема соединения в структуре IGBT показаны на рисунке 1.6.

                                  а)                                                                                        б)

Рис. 1.8. Графическое обозначение (а) и эквивалентная схема IGBT-транзистора

Процесс включения IGBT - транзистора можно разделить на два этапа: открытие полевого транзистора под действием положительного напряжения между затвором и истоком; открытие биполярного транзистора током стока полевого.

В настоящее время за рубежом производятся IGBT - транзисторы четвертого поколения с выходными токами до 1200 А, с напряжением до 6500 В и частотой коммутации до 50 кГц. Эти транзисторы выпускаются, как правило, в виде модулей в прямоугольных корпусах с односторонним прижимом и охлаждением (" Mitsubishi ", " Siemens ", " Semikron " и др.) и с двухсторонним охлаждением (" Toshiba Semiconductor Group "). С 2002 года в России на Саранском заводе «Электровыпрямитель» осуществляется выпуск мощных высоковольтных IGBT -модулей, рассчитанных на ток до 1200 А и напряжение до 3300 В.

Лекция 2

Управляемые