Изобретение относится к способу управления транзистором, работающим в режиме, сопровождаемом необратимой трансформацией структуры.
Известен способ коммутации электрических цепей одноразового действия с использованием транзисторов с трансформируемой структурой путем подачи импульсов на электроды эмиттер-база [И.П.Степаненко. "Основы теории транзисторов и транзисторных схем", ГЭИ, 1970.].
Недостатком указанного способа является значительный расход энергии для необратимого пробоя участка эмиттер-коллектор.
Целью изобретения является уменьшение энергии, необходимой для необратимого пробоя участка эмиттер-коллектор.
Указанная цель достигается благодаря тому, что на электроды эмиттер-база подают импульс обратной полярности, амплитуда которого выбирается достаточной для пробоя транзистора.
Изобретение поясняется чертежами (фиг.1, 2, 3)
На фиг.1 представлена типовая транзисторная структура, где:
1, 3 и 5 - соответственно, эмиттер, база и коллектор прибора;
8, 7 и 6 - соответственно, выводы эмиттера, базы и коллектора;
4 - коллекторный и эмиттерный переходы;
2 - омический контакт базы;
9 - источник базового смещения;
10 - сопротивление в цепи база-эмиттер;
11 - разделительный конденсатор;
12 - источник питания в цепи эмиттер-коллектор;
→ - линии тока, вызывающего пробой участка база-эмиттер;
-- - области (фронты) распространения теплового потока;
-·→ - ток коллектора при пробое.
На фиг.2: Iб - ток базы, Uбэ - напряжение между базой и эмиттером, Р - мощность, вызывающая пробой участка база-эмиттер, А и А1 - рабочие точки на вольтамперной характеристике, Есм - напряжение смещения на базу.
На фиг.3: Iк - ток коллектора, Uкэ - напряжение между коллектором и эмиттером, Zк - сопротивление в цепи коллектора, Б - экстремальная точка из вольтамперной характеристики.
В исходном состоянии на переход база-эмиттер подано запирающее напряжение от источника базового смещения 9 (Есм), напряжение которого заведомо ниже напряжения пробоя р-п перехода эмиттер-база (фиг.2). Между эмиттером и коллектором приложено рабочее напряжение, меньшее, чем пробивное напряжение коллектор-база транзистора (фиг.3). Ток коллектора Iк равен току закрытого транзистора Iкэз.
При подаче управляющего импульса на переход база-эмиттер (см. фиг.2) рабочая точка меняет свое положение, перемещаясь из точки А в точку А1. В этом случае на переходе база-эмиттер выделяется мощность Р (фиг.2). Протекающий при этом ток показан на фиг.1 сплошными линиями. Выделяющаяся на переходе база-эмиттер мощность Р повышает температуру соседних с ним областей.
Вследствие малой толщины базы (единицы микрон) тепловой поток за сравнительно малый промежуток времени распространяется в область коллекторного перехода, что приводит к снижению пробивного напряжения на участке коллектор-база. Распределение теплового потока на фиг.1 показано пунктирными линиями.
Точка Б (фиг.3), представляющая собой экстремальную точку на вольтамперной характеристике, соответствующая Zк=0 /Zк - сопротивление в цепи коллектора (при подаче управляющего импульса перемещается вместе с характеристикой в сторону уменьшения напряжения Uкэ/Uкэ - напряжение между коллектором и эмиттером), занимая последовательно положения 1, 2, 3 и т.д.
При этом область умножения носителей перемещается влево. Когда выходная вольтамперная характеристика займет положение, при котором погрузочная прямая пересечет ее в точке, соответствующей Zк=0 (фиг.3), произойдет обратимый пробой перехода коллектор-база транзистора за счет энергии источника 12.
На первой же стадии пробоя между коллектором и эмиттером потечет коллекторный ток. На фиг.1 линии этого тока показаны штрих-пунктирными линиями, концентрирующимися в узкой области под эмиттером. Это приведет к локальному повышению температуры в этой области, дальнейшей концентрации тока, расплавлению электродного сплава коллектора или эмиттера и, в конечном счете, к проплавлению базовой области и образованию короткозамыкающей перемычки между коллектором и эмиттером.
Положительный эффект, создаваемый предложением, заключается в возможности снижения энергии, необходимой для необратимого термоэлектрического пробоя р-п перехода, что крайне существенно из-за ьлшл, что бортовые источники питания нередко являются сравнительно маломощными.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
МНОГОКАСКАДНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ | 2000 |
|
RU2183380C2 |
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР СО ВСТРОЕННОЙ ЗАЩИТОЙ В ЦЕПЯХ УПРАВЛЕНИЯ И НАГРУЗКИ | 2010 |
|
RU2428765C1 |
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ТРАНЗИСТОР С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ | 1998 |
|
RU2175461C2 |
КОММУТАТОР ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ | 1995 |
|
RU2095927C1 |
Способ определения предельной величины блокирующего напряжения силовых транзисторов | 2018 |
|
RU2694169C1 |
НОВЫЙ СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОМ | 2003 |
|
RU2265276C2 |
КЛЮЧЕВОЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ | 1991 |
|
RU2014725C1 |
Устройство для управления симистором | 1989 |
|
SU1713042A1 |
ТРАНЗИСТОР С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ | 1991 |
|
RU2037237C1 |
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР С СИММЕТРИЧНОЙ ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ | 1993 |
|
RU2064716C1 |
Изобретение относится к способу управления транзистором, работающим в режиме, сопровождаемом необратимой трансформацией структуры. Технический результат заключается в уменьшении энергии, необходимой для необратимого пробоя участка эммитер-коллектор. Для этого в способе на электроды эмиттер-база подают импульс обратной полярности, амплитуда которого выбирается достаточной для пробоя транзистора. 3 ил.
Способ коммутации электрических цепей одноразового действия с использованием транзисторов с трансформируемой структурой путем подачи импульсов на электроды эмиттер-база, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергии, необходимой для необратимого пробоя участка эмиттер-коллектор, на упомянутые электроды подают импульс обратной полярности, амплитуда которого выбирается достаточной для пробоя транзистора.
Авторы
Даты
2008-06-20—Публикация
1971-03-11—Подача