с помощью диэлектрика, нечувствительного к влаге и другим атмосферным воздействиям. Пластмассовые корпуса обладают рядом преимуществ: они имеют низкую стоимость, малую массу, легко монтируются в схему и могут быть использованы для совместной сборки нескольких выпрямительных элементов. Кроме того, многие пластмассовые корпуса имеют встроенный изолирующий слой для того, чтобы электрически изолировать прибор при сохранении термического контакта с его охладителем (см. §6.2).

1.4. Типы тиристоров и их применение

1.4.1. Применение

На рис. 1.9 представлены основные области применения мощных приборов, классифицированные в зависимости от коммутируемой мощности и частоты. На низких частотах при определенных мощностях спектра мощные коммутирующие приборы используются для создания оборудования для высоковольтных линий электропередач постоянного тока, а также компенсаторов реактивной мощности. На высоких частотах при малых мощностях они используются в устройствах управления светом, ультразвуковых генераторах, мощной высокочастотной преобразовательной аппаратуре, коммутирующих источниках питания. Следующей широкой областью применения является электропривод и мощные источники питания. Обычно использование электропривода охватывает диапазон от небольших электродвигателей для бытовой техники до электродвигателей большой мощности для прокатных станов. Как правило, применяются несколько типов коммутирующих полупроводниковых приборов. Мощные МОП-транзисторы используются при частотах свыше 20 кГц, биполярные транзисторы - до частоты 50 кГц и мощности 500 кВ-А, а тиристоры - для частот ниже 10 кГц и мощности

Рис. 1.9. Диаграмма основных областей применения мощных тиристоров:

- статические компенсаторы реактивной мощности; 2 - электропривод; 3 - мощные источники питания; 4 - коммутирующие мощные источники питания, высокочастотная преобразовательная аппаратура; 5 - световые ультразвуковые генераторы

10 10 10 10 Ю 10

Частота,Ги,

до 15 MB-А. Основной областью применения тиристоров является электропривод, мощные источники питания, а также преобразовательные устройства постоянного и переменного тока высокого напряжения.

1.4.2. Типы тиристоров

Существует несколько различных типов тиристоров, причем некоторые из них разработаны специально для конкретных применений. Большинство из них базируется на четырехслойной тиристорной структуре, но в то же время каждый тип имеет свои специфические особенности, которые обсуждаются в гл. 4. Ниже кратко рассматриваются различные типы тиристоров и области их применения.

Базовые тиристоры, обладающие приблизительно равными прямой и обратной блокирующими способностями, подразделяются на два больших класса. Первый класс тиристоров используется в преобразователях для работы при низкой частоте и конструируется таким образом, чтобы обеспечить низкое падение напряжения в открытом состоянии. Однако это приводит к медленному выключению прибора. Второй класс - это тиристоры для инверторов или быстродействующие THpnctoi. Они конструируются для работы на высоких частотах и характеризуются быстрым временем выключения. В основном такие тиристоры имею1 значительно большие падения напряжения в открытом состоянии, чем класс преобразовательных приборов, описанный выше. В дополнение к базовому тиристору существует несколько специальных приборов, характеристики которых приведены в табл. 1.1.

У фототиристора отсутствует электрический контакт с управляющим электродом и спроектирован он таким образом, чтобы реагировать только на оптический сигнал. Обычно оптический сигнал очень слабый и, следовательно, прибор должен иметь высокий коэффициент усиления. Основной проблемой при конструировании фототиристора является достижение высокого коэффициента усиления при малой чувствительности к эффекту dv/di. В связи с появлением фототиристоров разработчикам обо- рудования постоянного тока высокого напряжения удается обеспечить высоковольтную изоляцию между тиристором и цепью управления: это требование выполняется при использовании волоконной оптики.

Тиристор, проводящий в обратном направлении, обычно объединяет в одном кристалле быстродействующие тиристор и диод. В преобразователях и импульсных схемах время выключения тиристора должно быть очень малым, чтобы обеспечить функционирование прибора на высокой частоте. Диод соединяется с тиристором для того, чтобы проводить обратный ток. К сожалению, наличие индуктивности у провода между диодом и ти-18

ристором может вызвать увеличение схемного времени выключения тиристора. За счет объединения диода и тиристора влияние этой индуктивности исключается и реализуется очень быстрое выключение прибора.

Тиристор с комбинированным выключением имеет электрод, который может быть смещен в обратном направлении в процессе выключения для того, чтобы способствовать удалению накопленного заряда из прибора.

В запираемом тиристоре отсутствует один из главных недостатков базового тиристора. Речь идет о том, что прибор может как включаться, так и выключаться по управляющему электроду. Это достигается благодаря точной регулировке его коэффициентов усиления и применению распределенного управляющего электрода. Основными областями применения запираемого тиристора являются переключатели и преобразователи для электропривода и других промышленных устройств.

Тиристор, проводящий в обратном направлении, не обладает обратной блокирующей способностью, так как его п-база содержит дополнительный и + -слой, смежный с переходом Л. Это дает возможность использовать более тонкую п-базу, чем у основного