В настоящее время в эксплуатации находится большое количество самых разнообразных видов и типов силовых полупроводниковых Ттриборов. При этом каждый полупроводниковый прибор характеризуется целым рядом параметров, каждый из которых, в свою очередь, определяется несколькими зависимостями от других параметров и от различных условий работы. Естественно, что подробное описание характеристик каждого прибора привело бы к непомерному возрастанию объема справочника. Наряду с этим некоторые общие особенности условий работы силовых полупроводниковых приборов, их параметров и характеристик дают возможность обобщить отдельные данные с целью сокращения объема справочника.

В таблицах предельно допустимых значений параметров приборов указывается диапазон повторяющихся напряжений для каждого типа приборов. При этом внутри диапазона деление на классы по значениям повторяющегося напряжения производится в соответствии с табл. 1.4 (§ 1.1) Значения неповторяющегося напряжения, соответствующие определенным классам, должны быть вычислены как 1,16 повторяющегося напряжения, значение рабочего напряжения - как 0,8 и значения постоянного напряжения - как 0,7 повторяющегося напряжения. Аналогично в таблицах параметров многих приборов приведены диапазоны значений таких параметров, как время включения и выключения, критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии и напряжения в закрытом состоянии и др. При этом внутри диапазона деление на группы производится в соответствии с таблицами § 1.1.

В справочных данных отдельные параметры указываются в относительных единицах. За базовые значения в этих случаях принимаются значения параметров, указанных в таблицах предельно допустимьи значений и характеристик для каждого типа прибора.

Контрольные точки измерения импульсного прямого напряжения (импульсного напряжения в открытом состоянии) и температуры корпуса указаны на рисунках габаритных размеров приборов. При этом для приборов штыревого исполнения контрольные точки измерения импульсного прямого напряжения (напряжения в открытом состоянии) обозначены ml, а температуры корпуса - т2. Для таблеточных приборов эти контрольные точки расположены на основаниях на окружности 5 - 10 мм относительно оси прибора.

В отдельных столбцах таблиц справочника приводится несколько значений одного параметра. При этом порядок указания значений соответствует порядку указания типов приборов в заголовке столбца.

Например, в разд. 5 (§ 5.2) в табл. 5.5 приведены значения при Tj = = 25 °С ударного неповторяющегося тока (Itsm) fll 7,0 и 8,2 кА, а в заголовке этого столбца указаны типы диодов Д161-200, Д161-250 и Д161-320 Это значит, что для диода Д161-200 значение Itsm равно 6,0 кА, для Д161-250 7,0 кА и для Д161-30 8,2 кА.

Ввиду того что значения таких параметров, как критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии, критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии, время выключения и критическая скорость нарастания коммутационного напряжения, различны для одних и тех же групп по прежней и новой системам обозначений, в таблицах параметров некоторых приборов диапазон значений вышеуказанных величин приведен в скобках. В этих случаях деление на группы внутри указанного диапазона должно производиться 3 соответствии с таблицами § 1.1 по значениям, указанным в этих таблицах в скобках.

В разд. 18 приведены справочные данные нового направления силового полупроводникового приборостроения - силовые транзисторы, в которых использовались материалы технических условий и экспериментальных исследований.

Справочные данные охватывают транзисторы на токи коллектора 16-100 А, напряжение коллектор-база до 800 В. В них не вошли данные на опытио-конструкторские разработки транзисторов с пред-усилением (Дарлингтона) на токи 16-125 А, напряжение до 1000 В. Появление транзисторов Дарлингтона (ТУ. 16.432.045-84) имеет огромную перспективу, так как приборы данной серии позволят скомпенсировать снижение коэффициентов передачи при повышенных плотностях тока.

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

РАЗДЕЛ 1

КЛАССИФИКАЦИЯ И СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЙ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

1.1 КЛАССИФИКАЦИЯ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

к силовым полупроводниковым приборам относятся диоды, триодные тиристоры, непроводящие в обратном направлении (в дальнейшем тиристоры), тиристоры, проводящие в обратном направлении, и симметричные тиристоры на максимально допустимые средние или действующие токи 10 А и более или максимально допустимые импульсные токи 100 А и более, стабилитроны и симметричные стабилитроны с максимально допустимым значением рассеиваемой мощности 15 Вт и более, ограничители напряжения и симметричные ограничители напряжения с максимально допустимым значением рассеиваемой энергии 5 Дж и более, транзисторы с током коллектора 10 А и более, предназначенные для применения в статических преобразователях электроэнергии, а также в других цепях постоянного и переменного тока различных силовых установок.

По принципу действия силовые полупроводниковые приборы делятся на следующие основные виды: диоды, тиристоры, тиристоры симметричные, стабилитроны, ограничители напряжения, транзисторы.

Внутри каждого из указанных видов приборы подразделяются на типы: диоды - по значениям максимально допустимого среднего прямого тока, тиристоры - по значениям максимально допустимого прямого тока в открытом состоянии, симметричные тиристоры - по значениям максимально допустимого действующего тока в открытом состоянии, стабилитроны - по значениям максимально допустимой мощности рассеяния, ограничители напряжения - по значениям максимально допустимой рассеиваемой энергии.

Приборы одного типа подразделяются на классы: диоды - по значениям повторяющегося импульсного обратного напряжения, тиристоры - по значениям повторяющегося импульсного обратного напряжения и'повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоянии, тиристоры, проводящие в обратном направлении, и симметричные тиристоры - по значениям повторяющегося напряжения в закрытом состоянии, стабилитроны - по значениям напряжения стабилизации, ограничители напряжения - по значениям напряжения лавинного пробоя.

Кроме того, виды диодов и тиристоров подразделяются на подвиды в зависимости от коммутационных параметров, ч Для диодов:

а) диод - время обратного восстановления не нормируется;

б) быстровосстанавливающийся диод - время обратного восстановления равно или менее нормы

Для тиристоров:

а) тиристор - время включения и время выключения не нормируется;

б) быстровыключающийся тиристор - время выключения равно или менее нормы;

в) быстровключающийся тиристор - время включения равно или менее нормы;

г) быстродействующий тиристор - время включения и время выключения равно или менее нормы.

В зависимости от отличительных признаков диоды и тиристоры подразделяются следующим образом:

тиристор, управляемый с помощью внешнего светового сигнала,- фототиристор;

тиристор, управляемый с помощью внутреннего светового сигнала от светоизлучающего диода при воздействии внешнего электрического сигнала, - оптотиристор (тиристорная оптопара);

тиристор, проводящий в обратном направлении, допускающий работу в обратном направлении в качестве диода,-тиристор-диод;

диод (тиристор), имеющий лавинные вольт-амперные характеристики, - лавинный диод (лавинный тиристор).

, Кроме того, приборы подразделяются по конструктивным признакам и по полярности, о чем подробнее сказано в следующем. параграфе.

1.2. СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЙ И МАРКИРОВКА

В 1980 г. введен в действие стандарт [1], регламентирующий порядок обозначения типов приборов в зависимости от их вида, конструктивного исполнения, размеров и т. д. До его введения приборы обозначались по порядковому номеру разработки (конструктивного исполнения). Например, по мере разработки новьи конструктивных исполнений диодов их обозначения изменялись: В, В2, ВЗ, В12. Такой же порядок обозначения был для тиристоров, симметричных тиристоров и др.

Стандарт регламентирует однозначное обозначение вида прибора в зависимости от его отличительных признаков, конструктивного исполнения, размеров и др.

Необходимо заметить, что новая система обозначений распро-

Под нормой подразумевается граничное значение коммутационного параметра, установленное в стандарте или технических условиях на конкретный тип прибора.

страняется на приборы, выпускаемые по упомянутому стандарту, являющиеся наиболее перспективными, серийный выпуск которых будет продолжаться в течение нескольких десятков лет и которые разра-ботайы взамен устаревших неконкурентоспособных изделий. Наряду с такими приборами Промышленностью в течение ряда лет будут выпускаться приборы, применяемые в данный период в больших количествах и пользующиеся большим спросом (например, В200, Т160, Т2-320 и др.). Для таких приборов система обозначений остается прежней, а в справочных данных сведения о них даны с примечанием В новых разработках не применять .

В целях облегчения понимания различных систем новая система обозначения раскрывается ниже в сравнении с прежней.

Обозначения приборов по видам

Обозначение

Вид прибора новое прежнее

Диод ................... Д В

Тиристор, не проводящий в обратном направлении

(тиристор)................. Т Т

Тиристор, проводящий в обратном направлении .... ТП -

Тиристор симметричный............ ТС ТС

Стабилитрон................. С СК

Ограничитель напряжения............ ОН КСОН

Транзистор................. ТК -

Наименования и обозначения видов по новой системе приборов должны дополняться в зависимости от отличительных признаков в следующем порядке (подвиды):

а) для тиристоров, управляемых с помощью внешнего светового сигнала, к обозначению вида прибора после буквы Т добавляется буква Ф, а к слову тиристор - приставка фото ;

б) для тиристоров, управляемьи с помощью внутреннего светового сигнала от светоизлучающего диода при воздействии внешнего электрического сигнала, к обозначению вида прибора после буквы Т добавляется буква О, а к слову тиристор ~- приставка опто ;

в) для тиристоров, проводящих в обратном направлении, допускающих работу в обратном направлении в качестве диода, в обозначении вида прибора буква П заменяется на Д, при этом прибор должен называться тиристор-диод ;

г) для диодов (тиристоров), имеющих лавинные вольт-амперные характеристики, к обозначению вида прибора после буквы Д (или Т) добавляется буква Л, а к названию - слово лавинный .

Для приборов с установленной границей некоторых коммутационных параметров к обозначению вида прибора добавляется:

буква Ч для диодов с нормируемым значением времени обратного восстановления; при этом к названию вида добавляется слово бы-стровосстанавливающийся ;

буква Ч для тиристоров с нормируемым значением времени выключения; при этом к названию вида добавляется слово быстровы-ключающийся ;

буква И для тиристоров с нормируемым значением времени включения; при этом к названию вида добавляется слово быстро-включающийся ;

буква Б для тиристоров с нормируемыми значениями времени включения и выключения; при этом к названию вида добавляется слово быстродействующий .

Если по прежней системе обозначений после обозначения вида прибора следовали Щ1фры (или их не было вообще), означающие номер конструктивного исполнения, присваиваемого в порядке возрастания по мере разработки новых приборов, то сейчас введено новое обозначение, характеризующее вид конструкции прибора. Оно должно состоять из трех знаков: первый знак - порядковый номер модификации, указанный в стандартах и технических условиях на отдельные типы приборов (обычно это цифры 1, 2 или 3, указывающие на то, что в одном и том же корпусе прибора смонтированы выпрямительные элементы различного диаметра); второй знак - цифра в соответствии с табл. 1.1 в зависимости от размера шестигранника под ключ для

Таблиг/а 1.1

Примечание. При разработке приборов с большим размером шестигранника под ключ или с Большим диаметром таблетки первый знак устанавливается в соответствии со стандартами или техническими условиями иа эти типы приборов.

штыревых приборов и диаметра корпуса для таблеточньи приборов; третий знак - цифра в соответствии с табл. 1.2 в зависимости от конструктивного исполнения корпуса прибора.

После обозначения вида конструкции прибора должна быть цифра, означающая:

максимально допустимый средний прямой ток для диодов, максимально допустимый средний ток в открытом состоянии для тиристоров, максимально допустимый импульсный ток для быстровключаю-щихся (импульсных) тиристоров, максимально допустимый действующий ток в открытом состоянии для симметричных тиристоров;

максимально допустимую рассеиваемую мощность стабилитронов;

Таблица 1.2

Примечания: 1. Для приборов, конструктивные признаки которых не отражены в табл. 1.2, первым знаком должна быть цифра 0. 2. При разработке приборов с конструктивным исполнением корпуса, отличным от указанных, второй знак должен указываться в стандартах или технических условиях на эти приборы.

максимально допустимую рассеиваемую энергию для ограничителей напряжения.

В зависимости от конструктивного расположения анодного и катодного выводов приборы штыревого исполнения по новой системе обозначений подразделяются на приборы с прямой полярностью (на основании корпуса анод) и приборы с обратной полярностью (на основании корпуса катод). Для приборов с обратной полярностью после значения максимально допустимых нагрузочных параметров должна ставиться буква X.

Буквы и цифры, означающие вид, подвид конструкции, цифры, означающие максимально допустимый нагрузочный параметр (ток в амперах, мощность в ваттах или энергию в джоулях), а также буква, означающая полярность прибора, составляют условное обозначение типа прибора.

Примеры условных обозначений типов приборов, выпускаемых по новому стандарту:

диода штыревого исполнения с гибким выводом, порядковым номером модификации конструкции 1, размером шестигранника под ключ 32 мм, на максимально допустимый средний прямой ток 200 А, прямой полярности: Д161-200;

тиристора таблеточного исполнения с порядковым номером модификации конструкции 1, диаметром корпуса 58 мм, на максимально допустимый средний ток в открытом состоянии 500 А: Т143-500;

стабилитрона штыревого исполнения с гибким выводом, порядковым номером модификации конструкции 1, диаметром корпуса 40 мм, максимально допустимой рассеиваемой мощностью 15 Вт: С121-15:

ограничителя напряжения таблеточного исполнения с порядковым номером модификации конструкции 1, максимально допустимой рассеиваемой энергией 50 Дж:ОЯ/25-50.

Классы приборов (кроме стабилитронов) обозначаются цифрами, соответствующими числу сотен вольт.

И

Классы диодов и тиристоров

Класс Повторяющееся импульс- Класс Повторяющееся импульсное обратное напряжение, иое обратное напряжение, повторяющееся импульс- повторяющееся импульсное напряжение в закры- ное напряжение в закрытом состоянии. В, ие том состоянии. В, не менее менее

1 100 22 2200

2 200 24 2400

3 300 28 2800

32 3200

15 1500 36 3600

16 1600 40 4000 18 1800 44 4400 20 2000 50 5000

Примечание. Обозначение классов и соответствующие им значения напряжений полностью соответствуют прежней системе

Классы транзисторов обозначают в соответствии с табл. 18.1, а стабилитронов - цифрами, соответствующими напряжению стабилизации в вольтах, и устанавливаются в стандартах и технических условиях на конкретные типы приборов.

Приборы одного типа и класса подразделяются на группы в зависимости от подвида.

Быстровосстанавливающиеся диоды делятся на группы по значению времени обратного восстановления (в прежней системе обозначений деление на группы по этому параметру не производилось):

Группа....... О 1 23456789

Время обратного восстановления, мкс, не

более......Не норми- 5,0 4,0 3,2 2,5 2,0 1,6 1,0 0,63 0,4

Тиристоры и тиристоры, проводящие в обратном направлении, подразделяются на группы по значению критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии:

Группа..... О 12345 6789

Критическая ско-рорть нарастания напряжения в закрытом состоянии,

В/мкс, не менее Не 20 50 100 200 320 500 1000 1600 2500 норми- (20) (50) (100) (200) (500) (1000) руется

В скобках показаны значения параметров, соответствующих указанным группам в прежней системе обозначений.

Симметричные тиристоры и тиристоры, проводящие в обратном

направлении, подразделяются на группы по значению критической скорости нарастания коммутационного напряжения:

Группа...... О 1 23456 789

Критическая ско-

рост ь нарастания

коммутационного

напряжения, В/мкс,

не менее .... Не нор- 2,5 4,0 6,3 10 16 25 50 100 200 мируется (5) (10) (20) (30) (50)

Тиристоры быстровыключающиеся подразделяются на группы по значению времени выключения:

Группа..... О 1 2345 6789

Время выключения,

мкс, не более. . .Не нор- 63 50 40 32 25 20 16 12,5 8,0 мирует- (250) (150) (100) (70) (50) (30) (20) (15) (12)

По новой системе группы по времени выключения входят в условное обозначение только для быстровыключающихся тиристоров.

Тиристоры быстровключающиеся подразделяются на группы по значению времени включения

Группа..... О 1 2 3456 789

Время включения,

мкс, не более Не иор- 4,0 3,2 2,5 2,0 1,6 1,2 1,0 0,63 0,4 мируется

До введения стандарта [1] подразделения тиристоров на группы по времени включения не существовало, а в стандартах, технических условиях и справочных данных указывалось гарантированное значение этого параметра.

Тиристоры быстродействующие подразделяются на те же группы по значениям времени включения и времени выключения.

В условных обозначениях приборов группы по времени обратного восстановления, критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии, критической скорости нарастания коммутационного напряжения, времени включения, времени выключения обозначают цифрами. Кроме того, для приборов, предназначенных для параллельной работы, в условном обозначении должны быть указаны пределы по импульсному прямому напряжению (для диодов) или импульсному напряжению в открытом состоянии (для тиристоров).

Примечание. Перед обозначением класса, группы по времени обратного восстановления и пределов импульсного прямого напряжения ставится тире.

Таким образом условное обозначение диода должно содержать: слово Диод; тип диода; класс диода;

группу по времени обратного восстановления для быстровосста-навливающихся диодов (кроме группы О, которая в условное обозначение не входит);

пределы по импульсному прямому напряжению с разбросом до ± 5 % для диодов, предназначенных для параллельной работы.

Пример условного обозначения диода типа Д161-200 пятого класса с импульсным прямым напряжением от 1,25 до 1,35 В: Циод Д161-200-5-1,25-1,35.

Пример условного обозначания диода типа ДЧ151-100 восьмого класса второй группы по времени обратного восстановления: Диод быстровосстанавливающийся Д Ч151-100-8-2.

Условное обозначение тиристоров и тиристоров, проводящих в обратном направлении, симметричных тиристоров должно содержать:

слово Тиристор, Тиристор, проводящий в обратном направлении, Тиристор симметричный;

тип прибора;

класс прибора;

группу по критической скорости нарастания напряжения в открытом состоянии;

группу по критической скорости нарастания коммутационного напряжения (для тиристоров, проводящих в обратном направлении, и симметричных тиристоров);

группу по времени выключения (для быстровыключающихся и бйстродействующих приборов);

группу по времени включения (для быстровключающихся и быс^ тродействующих приборов);

пределы по импульсному напряжению в открытом состоянии с разбросом + 5 % для тиристоров, предназначенных для параллельной работы.

При этом перед обозначанием класса, группы по критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии, группы по скорости нарастания коммутационногр напряжения и пределов импульсного напряжения в открытом состоянии ставится тире. Если для прибора все группы его коммутационных параметров соответствуют цифре О одновременно (параметры не нормируются), то в условном обозначении прибора нули не указываются.

Примеры условных обозначений:

тиристора быстродействующего типа ТБ133-250, восьмого класса, с критической скоростью нарастания напряжения в закрытом состоянии по группе 5, временем выключения по группе 2: Тиристор быстродействующий ТБ133-250-8-52;

тиристора типа Т143-500, двенадцатого класса, с критической скоростью нарастания напряжения в закрытом состоянии по группе 4, с импульсным напряжением в открытом состоянии от 1,70 до 1,80 В: тиристор Т143-500-12-4-1,70-1.80;

тиристора симметричного типа ТС161-160, пятого класса, с критической скоростью нарастания коммутационного иапряхения по группе 3: тиристор симметричный ТС161-160-5-3.

Условное обозначение стабилитронов, симметричных стабилитро-