120 ?

IIP0404F

Optical

114732

5.6k

Puc. 2.606Драйвер управления с оптическим запуском.

включены два последовательно соединенных диода.

2.4. Особенности применения СИТ в предельных режимах

Надежность работы СИТ сводится в общем случае к обеспечению положения рабочей точки (в статике и динамике) в границах области безопасных режимов (ОБР) (рис.2.61). Для СИТ имеет смысл различать четыре вида ОБР: прямая ОБР (или просто ОБР) и ОБР выключения для полевого режима СИТ, прямую и обратную ОБР для биполярного режима СИТ.

Ртах

Прямая ОБР определяет границы работы по току, напряжению и мощности. На рис. 2.613,6 приведены прямые ОБР для полевого и биополярно-полевогб режимов. Максимально допустимое напряжение определяется линией А и не должно превышаться даже кратковременно. Линия Д определяет максимально-допустимый ток: ее положение прежде всего задается конструкцией (топологией СИТ) и тепловым сопротивлением. Ли)1ия С определяет максимально допустимое значение мощности, задаваемое максимальной температурой структуры TJmax - 150 С, максимальным тепловым сопротивлением кристалл-корпус (RJc). В бипо-

Рис 2.61а,6. Прямые ОБР СИТ в полевом а) и биполярном б) режимах

йс%пахИс%пах г)

Рис. 2.61в,г. Обратные ОБР СИТ в полевом а) и биполярном б) режимах

ляриом режиме ОБР дополнительно ограни< 1вается линией С, что связено с возрастанием воздействия электротепловой обратной связи ( теплорой нестабильности ): мощность, выделяемая в СИТ, и тепловое сопротивление увеличиваются с ростом температуры стру£Туры Tj. -в результат TJ либо 9ф9НИ<в<вается на 01Ч>едеяенном уровне (большем, чем в отсутствие обратной свяэ 0 или растет неограниченно. На некоторых o6peet(ax СИТ наблюдалось отклонение от линии Сив полевом режиме (при высок ( напряжениях - более (300-400) В) при лавинном пробое стоковой части рч1 перехода.

При обратом смещении (выключении) CWT в биполярном режиме происхсдит локализамия зйерши в цВнтре полоски эламектарного истока и сврвпшя ОБР (бОБР) су-жвакя. В попевом режиМе ООБР СЙТ Обычно не имеет ограийчений и огеделяется квадратом lenex й Ucumax (аффект dU/dt шяш ограничить ООБР йа-аа емкостного тока конденсатора Сдс). Это связано с разлтной картиной распределения тока по кристаллу прибора и длине элементарного истока в данных режимах работы.

Типичные ООБР в полевом и биполярном режимах СИТ приведены на рис.2.61в.г. Защита СИТ, обеспечивающая положение рабочей точки в границах ОБР, сводится к следующим основным моментам:

1. Ограничение напряжения.

2. Формирование, безопасной траектории рабочей точки.

3. Формирование безопасной ООБР (при -работе в биполярном режиме).

Оценка тепловых режимов СИТ практически сводится к определению положения рабочей тйчки СИТ по отношению к температурной границе прямой

ОБР и, соответственно, различается в полевом и биполярном режимах (рис. 2.62). Для статической ОБР тепловой расчет СИТ в полевом режиме уд но проводить с помощью зависимости нормированного значения сопротивления Геи открытого СИТ от температуры структуры TJ (рис. 2.63). Методика оценки теплового режима СИТ сводится к следующеиу. Электрическая мощность в открытом состоянии СИТ выделяется в сопротивлении Гси:

(2.1)

Температура структуры СИТ в. статическом режиме определяется выражением:

Tj-P(Tj)(Rjc+RcfRra)+Ta

(2.2)

где Rjc - статическое тепловое сопротивление структура-корпус;

Rcr - тепловое сопротивление корпус-охладитель;

Rra - тепловое сопротивление охладитель-среда;

Та - температура окружающей среды.

Мощность потерь Р и температура TJ СИТ взаимозависимы, т.к. сопротивление Геи растет с ростом Tj; введем температурную нормировку мощности потерь:

p(Tj)=P(Tj}/P(25°C)= I

Tc(Ti)rcu(Tj}/l/(25°C)rc (25C)

rcu{Tf)

(2.3)

IT /Ucu

a) --max g)

Puc. 2.62 Прямая ОБР СИТ для полевого а) и биполярного 6) режимов работы.

/Ucu

-40-SIP О 20 40 60 80 100 120 140 Tj/C

Рис. 2.63 Иллюстрация к тепловому расчету СИТ в полевом режиме.

АЛЛ --ш

1с=а/у/Т

Рис. 2.64 Типичные формы импульсов тока стока СИТ.

1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5

0.4 0.3

0.1 о.оэ 0.08 0.07 0.06 0.05

0.04 0.03

0.02

0.01

Кз=0.5

0.1 0.05

rjc=r(t)Rja Rjc=0.83 С/Вт

одиночные

0.01 0.02 0.03 0.о4 0.05 0.08 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60.70.81.0

Рис.2.65 Переходное тепловое сопротивление СИТ.

2.0 3.0 -4.0 5.о6.07.о 10.0

t,MC