- •1. Предмет электроники, ее роль в науке и технике
- •2. Полупроводниковые приборы
- •2.1. Электрические свойства полупроводниковых материалов
- •2.2. Механизм электропроводности полупроводников
- •2.2.1. Собственная электропроводность
- •2.2.2. Примесная проводимость
- •2.3. Электронно-дырочный переход (эдп)
- •2.3.1. Технологии изготовления эдп
- •2.3.1.1. Сплавная технология
- •2.3.1.2. Диффузионная технология
- •2.3.2. Эдп при отсутствии внешнего напряжения
- •2.3.3. Эдп при прямом напряжении
- •2.3.4. Эдп при обратном напряжении
- •2.3.4.1. Механизм установления обратного тока при приложении
- •3. Полупроводниковые диоды
- •3.1. Вольт-амперная характеристика (вах) диода
- •3.2. Параметры полупроводниковых диодов
- •4. Виды пробоев эдп
- •4.1. Зеннеровский пробой
- •4.2. Лавинный пробой
- •4.3. Тепловой пробой
- •4.4. Поверхностный пробой
- •5. Основные типы полупроводниковых диодов
- •5.1. Устройство точечных диодов
- •5.2. Устройство плоскостных диодов
- •5.3. Условное обозначение силовых диодов
- •5.4. Условное обозначение маломощных диодов
- •5.5. Конструкция штыревых силовых диодов
- •5.6. Лавинные диоды
- •5.7. Конструкция таблеточных диодов
- •5.8. Стабилитрон
- •5.9. Туннельный диод
- •5.10. Обращенный диод
- •5.11. Варикап
- •5.12. Фотодиоды, полупроводниковые фотоэлементы и светодиоды
- •6. Транзисторы
- •6.1. Распределение токов в структуре транзистора
- •6.2. Схемы включения транзисторов. Статические вах
- •6.3. Схема включения транзистора с общей базой
- •6.4. Схема включения транзистора с общим эмиттером
- •6.5. Схема включения транзистора с общим коллектором
- •6.6. Схемы включения транзистора как усилителя
- •6.7. Краткие характеристики схем включения транзистора. Области применения схем
- •6.7.1. Схема включения транзистора с общей базой
- •6.7.2. Схема включения транзистора с общим эмиттером
- •6.7.3. Схема включения транзистора с общим коллектором
- •6.8. Режимы работы транзистора
- •6.9. Работа транзистора в ключевом режиме
- •6.10. Малосигнальные и собственные параметры транзисторов
- •6.11. Силовые транзисторные модули
- •6.12. Параметры биполярных транзисторов
- •6.13. Классификация и системы обозначений (маркировка) транзисторов
- •6.14. Полевые транзисторы
- •6.14.1. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом
- •6.14.2. Вольт-амперные характеристики полевого транзистора
- •6.14.3. Основные параметры полевого транзистора
- •6.14.4. Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •6.14.4.1. Мдп-транзисторы со встроенным каналом
- •6.14.4.2. Мдп-транзистор с индуцированным каналом
- •6.14.5. Достоинства и недостатки полевых транзисторов
- •6.15. Технологии изготовления транзисторов
- •6.16. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (igbt - транзисторы)
- •6.17. Силовые модули на основе igbt-транзисторов
- •7. Тиристоры
- •7.1 Назначение и классификация
- •7.2. Диодные и триодные тиристоры
- •7.3. Переходные процессы при включении и выключении тиристора
- •7.3.1. Переходные процессы при включении тиристора
- •7.3.2. Переходные процессы при выключении тиристора
- •7.4. Основные параметры тиристоров
- •7.5. Маркировка силовых тиристоров
- •7.6. Лавинные тиристоры
- •7.7. Симметричные тиристоры (симисторы)
- •7.8. Полностью управляемые тиристоры
- •7.9. Специальные типы тиристоров
- •7.9.1. Оптотиристоры
- •7.9.2. Тиристоры с улучшенными динамическими свойствами
- •7.9.2.1. Тиристоры тд (динамические)
- •7.9.2.2. Тиристоры тб (быстродействующие)
- •7.9.2.3. Тиристоры тч (частотные)
- •7.9.3. Тиристор, проводящий в обратном направлении (асимметричный)
- •7.9.4. Тиристор с обратной проводимостью (тиристор-диод)
- •7.9.5. Комбинированно-выключаемый тиристор (квк)
- •7.9.6. Полевой тиристор
- •7.10. Конструкции тиристоров
- •8. Групповое соединение полупроводниковых приборов
- •8.1. Неравномерности распределения нагрузки при групповом соединении
- •8.2. Параллельное соединение полупроводниковых приборов
- •8.3. Последовательное соединение полупроводниковых приборов
- •8.4. Параллельно-последовательное соединение полупроводниковых приборов
- •9. Охлаждение силовых полупроводниковых приборов
- •9.1. Способы охлаждения полупроводниковых приборов
- •9.2. Воздушное естественное и принудительное охлаждение
- •9.3. Испарительное охлаждение с промежуточным теплоносителем
- •9.4. Сравнение систем охлаждения
9.4. Сравнение систем охлаждения
Ниже приведены обобщенные значения тепловых сопротивлений воздушной, водяной и испарительной систем охлаждения для СПП штыревого и таблеточного исполнения.
Исполнение………………………………………. |
Штыревое |
Таблеточное |
Предельный ток, А………………………………. |
30-400 |
200-800 |
Тепловое сопротивление, ºС/Вт: |
|
|
Rthjc ………………………………………... |
0,8-0,08 |
0,1-0,04 |
Rthha при охлаждении: |
|
|
воздушном: |
|
|
естественном…………………… |
1,2-0,5 |
0,5-0,25 |
принудительном…………………. |
0,4-0,15 |
0,2-0,08 |
водяном………………………………. |
0,08-0,06 |
0,04-0,02 |
испарительном………………………. |
– |
0,03 |
Испарительное охлаждение с тепловыми трубами позволяет получить результаты по интенсивности теплоотвода, сопоставимые с водяным охлаждением. При этом упрощается конструкция и снижаются затраты на эксплуатацию преобразователей. Сравнение по удельным габаритным показателям показывает, что для мощных СПП на токи 500-2000 А требуется объем на один прибор при обычных охладителях примерно 15 дм3, а для тепловых труб – 5 дм3. Поэтому наиболее эффективно применение мощных СПП с испарительной системой охлаждения.
Библиографический список
1. Бурков А.Т. Электроника: физические основы, полупроводниковые приборы и устройства: Учебное пособие / А. Т. Бурков. СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 1999. 290 с.
2. Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / А. Т. Бурков. М.: Транспорт, 1999. 464 с.
3. Лачин В. И. Электроника: Учебное пособие / В. И. Лачин, Н. С. Савелов. Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2005 (2004). 704 (576) с.
4. Миловзоров О. В. Электроника: Учебник для вузов / О. В. Миловзоров, И. Г. Панков. 2-е изд., перераб. М.: Высшая школа, 2005. 288 с.
5. Воронин П. А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение / П. А. Воронин. М.: Изд. дом «Додэка-ХХI», 2001. 384 с.
6. Прянишников В. А. Электроника: Полный курс лекций / В. А. Прянишников. СПб: «КОРОНА принт», 2004. 416 с.
7. Жеребцов И. П. Основы электроники / И. П. Жеребцов. Л.: Энергоатомиздат, 1985. 352 с.
8. Засорин С. Н. Электронная и преобразовательная техника: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / С. Н. Засорин, В. А. Мицкевич, К. Г. Кучма. М.: Транспорт, 1981. 319 с.
9. Вайсбурд Ф. И. Электронные приборы и усилители: Учебник для техникумов / Ф. И. Вайсбурд, Г. А. Панаев, Б. Н. Савельев. М.: Радио и связь, 1987. 472 с.
10. Зорохович А. Е. Основы электроники для локомотивных бригад / А. Е. Зорохович, С. С. Крылов. М.: Транспорт, 1983 (1992). 224 с.
11. Основы промышленной электроники: Учебник для вузов / В. Г. Герасимов, О. М. Князьков, А. Е. Краснопольский и др.; Под ред. В. Г. Герасимова. М.: Высшая школа, 1986. 336 с.
12. Чебовский О. Г. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник / О. Г. Чебовский, Л. Г. Моисеев, Р. П. Недошивин. М.: Энергоатомиздат, 1985. 400 с.
13. Бервинов В. И. Электроника и микропроцессорная техника на подвижном составе / В. И. Бервинов. М.: Транспорт, 1997. 216 с.
14. Диоды: Справочник / О. П. Григорьев, В. Я. Замятин, Б. В. Кондратьев и др. М.: Радио и связь, 1990. 336 с.
15. Тиристоры: Справочник / О. П. Григорьев, В. Я. Замятин, Б. В. Кондратьев и др. М.: Радио и связь, 1990. 336 с.
16. Хазен М. М. Исследование теплового сопротивления охладителей на базе тепловых труб для силовых полупроводниковых приборов / М. М. Хазен, Н. П. Красова // Развитие систем тягового электроснабжения: Сб. науч. тр. / ВНИИЖТ. М., 1991. С. 91 – 99.
17. Литовченко В. В. Современные силовые управляемые полупроводниковые приборы / В. В. Литовченко, О. Б. Баранцев, А. Е. Чекмарев // Локомотив. 1998. № 10. С. 24 – 28.