Рис. 3.21. Распределенный или разветвленный управляющий электрод: I а - гребенка ; б - периферийный; в - Т-образный; г - спицы колеса ; д - снежин-К ка ; е - эвольвента

вленного электрода. Пример таких конструкций показан на рис. 3.21. Кроме улучшения начальной стойкости di/dt удается также улучшить время распространения включения тиристора, так как начиная с большей первоначально включенной области процесс включения заканчивается значительно быстрее. Г Из примеров, показанных на рис. 3.21, управляюший электрод типа гребенка используется для маломощных тиристоров квадратной формы, особенно при работе на высокой частоте. Расстояние между зубцами может быть очень маленьким, благодаря чему обеспечивается быстрая скорость распространения плазмы и высокая стойкость к эффекту di/dt.

Периферийный и Т-образный управляющие электроды при-; Меняются для тиристоров большого диаметра, когда эмиттер довольно широкий и время распространения плазмы от централь-(Ного управляющего электрода очень большое. Управляющий

электрод типа спицы колеса также используется для приборов с большой площадью, но имеет преимущество по сравнению с краевым управляющим электродом, которое состоит в том, что его можно легко совместить с отдельным управляющим электродом в центре прибора. В результате существенно упрощается конструкция тиристора с точки зрения сборки в корпус.

Управляющие электроды типа снежинка и эвольвента [Storm, St Clair, 1974] применяются для быстродействующих тиристоров. Особый интерес представляет управляющий электрод типа эвольвента , так как использование свойств эвольвенты позволяет достичь равноудаленности между краем эмиттера и управляющим электродом, что очень важно, когда необходимо обеспечить однородное распределение поперечных сопротивлений управляющего электрода.

Управляющий электрод типа снежинка распространен наиболее широко в силу целого ряда исторических причин. Большинство образцов эмиттеров производятся в настоящее время методами компьютерного моделирования. Ранее такие способы были недостижимы, а изготовление образцов типа эвольвента без компьютерного управления затруднено. Структура типа снежинка может быть спроектирована без привлечения ЭВМ. Другое условие, которое ограничивает использование управляющего электрода типа эвольвента , состоит в том, чтобы он соответствовал расположению шунтов катодного эмиттера.

Например, в случае использования требуемого расположения шунтов управляющий электрод должен быть согласован с направлениями, определяемыми тремя сторонами треугольника, как показано на рис. 3.22. Это обеспечивает распределение однородности сопротивления между управляющим электродом и шунтами эмиттера вдоль ветвей управляющего электрода, которые способствуют однородному включению.

При конструировании разветвленных управляющих электродов руководствуются следующими критериями.

1. Поперечное сопротивление между управляющим электродом и эмиттером должно быть однородно вдоль границы управляющего электрода.

2. Длина управляющего электрода определяется стойкостью к эффекту di/dt исходя из первоначальной области включения и допустимой плотности тока. Однако она не должна быть больше, чем это необходимо, так как в противном случае потребуются чрезмерно большие токи управляющего электрода для достижения однородного включения.

3. Следует учитывать эффект dv/dt и включение за счет тока утечки. Ширина ветвей управляющего электрода должна быть минимальной, чтобы ограничить область прибора, генерирующую эти токи.

4. Ширина ветвей управляющего электрода должна позволять

оооооооо о

ооо о ссооо

с о ос сссс ооо ovo о о о о

ооо 0(О)у7777л о о о о о о ооо о О

о о оШО о о о о о о о оЩ о о о о о О ооооооооо

Рис. 3.22. Форма управляющего электрода при треугольном расположении шунтов

() Катод

Рис. 3.23. Принцип регенеративного

управляющего электрода: 1 - управляющий тиристор; 2 - основной тиристор

разносить ток управления без значительного падения напряжения вдоль их длины.

К сожалению, вследствие использования разветвленных и распределенных управляющих электродов ток управления увеличивается пропорционально длине края управляющего электрода. Благодаря применению регенеративного управляющего электрода, который как управляющий электрод с полем в эмиттере и инжектирующий управляющий электрод использует собственный ток нагрузки в качестве источника энергии для обеспечения .управления прибором, эту проблему удается решить.

3.5.6. Регенеративный управляющий электрод

Схема регенеративного управляющего электрода показана на рис. 3.23. Прибор состоит из вспомогательного или управля-

! ющего тиристора /, соединенного общим анодом с основным

, тиристором 2. Катод вспомогательного тиристора связан с управляющим электродом основного тиристора через сопротивление. При включении электрода ток управления прикладывается к вспомогательному тиристору и он включается. Ток нагрузки течет

в цепь управления основного тиристора и включает последний

более мощным током.

Описанный принцип включения прибора используется при кольцевой конструкции регенеративного управляющего .электрода с поперечным сечением (рис. 3.24). Ток включения вспомогательного тиристора

2nVe

1ат\Р) -

И основного тиристора

2л I/,

(3.40)

(3.41)

Как правило, вспомогательный тиристор должен включаться первым, причем конфигурация управляющего электрода должна быть такой, чтобы выполнялось неравенство 1ст(Р)<1ст{М)- По-