Home - Rasfoiesc.com
Educatie Sanatate Inginerie Business Familie Hobby Legal
Meseria se fura, ingineria se invata.Telecomunicatii, comunicatiile la distanta, Retele de, telefonie, VOIP, TV, satelit




Aeronautica Comunicatii Constructii Electronica Navigatie Pompieri
Tehnica mecanica

Electronica


Index » inginerie » Electronica
» Dispozitive multijonctiune - dioda pnpn


Dispozitive multijonctiune - dioda pnpn




DISPOZITIVE MULTIJONCTIUNE

Dispozitivele multijonctiune sunt dispozitive semiconductoare cu mai mult de doua jonctiuni.

Tehnologia actuala permite realizarea unor dispozitive compuse avand mai multe jonctiuni (spre exemplu tranzistori Darlington, sau tranzistori cu efect de camp cuplati cu tranzistori bipolari sau cu tiristori, s.a.). In cadrul capitolului vor fi prezentate dispozitivele clasice care pot constitui structuri de sine statatoare si anume:




dioda PNPN;

tiristorul;

triacul;

tranzistorul unijonctiune – realizat asa cum spune numele si realizat cu structuri multijonctiune.

1. Dioda PNPN

Dioda PNPN este formata din patru zone semiconductoare, ca in figura 1a - zonele de conectare a electrozilor fiind mai puternic dopate cu impuritati. Simbolul dispozitivului este prezentat in figura 1b.


Accesul la dispozitiv se face prin electrozii A – anod si K – catod.

Aplicand tensiunea de alimentare , jonctiunile J1 si J3 vor fi polarizate direct pentru ca J1 primeste tensiune pozitiva pe zona P+ iar J3 primeste tensiune negativa pe zona N+ a jonctiunii.

Tensiunea pozitiva a sursei se aplica prin rezistenta mica a jonctiunii J1 (in conductie) pe zona N a jonctiunii J2 . Tensiunea negativa a sursei se aplica prin rezistenta mica a jonctiunii J3 (in conductie) pe zona P a jonctiunii J2 . Rezulta ca jonctiunea J2 va fi polarizata invers.

Polarizarea inversa a jonctiunii J2 determina zone de golire in semiconductorii centrali N si P ceea ce conduce la aparitia campului electric intern E0 ce se opune transferului de electroni din N in P si transferului de goluri din P in N.

Odata cu cresterea tensiunii , zona de golire se extinde si intensitatea campului E0 creste; J1 si J3 fiind polarizate direct rezulta ca exista un transfer de goluri din zona P+ in N si de electroni din zona N+ in P.

In figura 2 este prezentata caracteristica statica a diodei PNPN.

Pana in acest punct a fost prezentata portiunea OA a caracteristicii statice.

In conditiile in care VAK ajunge la intensitatea campului E0 a crescut suficient pentru ca golurile provenite din zona P+ sa fie preluate de forta datorata campului E0 si sa fie transferate in zona P a jonctiunii J2. La fel se petrec lucrurile cu electronii proveniti din zona P+ care vor fi transferati in zona N a jonctiunii J2 .

S-a stabilit un transfer de electroni si goluri prin J2 => J2 a basculat in conductie, astfel apare un curent de goluri care se inchide de la zona P+ la catodul K si un curent de electroni de la N+ la anodul A.

Astfel vom avea de-a face cu trei jonctiuni polarizate direct (in conductie) care determina saltul din A in B.


Scaderea tensiunii in punctul B este datorata faptului ca toate jonctiunile sunt in conductie si VB ar trebui sa fie 3x0,65V = 1,95 V.

Portiunea BC reprezinta cresterea curentului celor trei jonctiuni cand tensiunea aplicata creste.

Curba ODE se obtine pentru toate trei jonctiunile in polarizare inversa.

Recapituland avem:

OA – zona de blocare la polarizarea directa a dispozitivului, pentru tensiunea (se numeste tensiunea de amorsare)

OD – zona de blocare la polarizarea inversa a dispozitivului (se obtine pentru tensiuni negative < (tensiunea de strapungere).

In ambele OA si OD curentii sunt mici.

DE – zona de multiplicare in avalanse a purtatorilor

BC – zona de conductie a dispozitivului .

Functionarea dispozitivului mai poate fi explicata pe baza teoriei tranzistorului, constatand ca structura semiconductoare poate fi descompusa ca in figura 3.

Se constata ca dioda PNPN este formata din doi tranzistori diferiti Unul PNP si celalalt NPN interconectati.

In figura 4 sunt prezentate conexiunile celor doi tranzistori.


In figura 5 este prezentata variatia factorului static de amplificare in conexiunea baza comuna αF la modificarea curentului de emitor (de fapt curentul anodic al diodei PNPN).

αF1 se refera la tranzistorul PNP

αF2 se refera la tranzistorul NPN

Curentii de colector se exprima in functie de curentii de emitor.

Dar succesiv putem scrie:

,

.

Conform relatiei de mai sus dintre curentii de emitor si curentul anodic obtinem:

.

Expresia curentului anodic permite o explicatie a saltlui curentului cand tensiunea VAK atinge valoarea tensiunii de amorsare.

Cresterea VAK => cresterea iA ,ceea ce conduce la cresterea sumei (), conform figurii Cand tensiunea , curentul iA (iE) a crescut suficient pentru ca () sa fie egal cu unitatea. Anulandu-se numitorul din expresia curentului iA T efectueaza un salt din punctul A al caracteristicii statice in punctul B . Curentul creste in continuare pe ramura BC a caracteristicii statice. Cresterea curentului se opreste la o valoare stabilita de elementele externe dispozitivului.


Spre exemplu daca circuitul arata ca in figura 6 se poate scrie teorema K II pe ochiul de circuit , relatie numita dreapta de sarcina. Ecuatia dreptei de sarcina impreuna cu ecuatia caracteristicii statice determina punctual static de functionare (PSF), determina de fapt valoarea la care se stabileste curentul in circuit .


In figura 7 este rezolvat grafic sistemul. Prin intersectia dreptei de sarcina cu graficul caracteristicii statice se determina pozitia punctului static de functionare, notat pe figura PSF.

Iesirea din conductia dispozitivului se face numai prin scaderea curentului prin dispozitiv sub valoarea curentului de mentinere Im.

Intrarea in conductie a dispozitivului poate avea loc:

cresterea tensiunii VAK peste valoarea tensiunii de amorsare VAm0 , cum s-a vazut mai sus;

prin cresterea temperaturii, care conduce la cresterea factorilor statici de amplificare si a curentului iA (prin cresterea curentilor reziduali ) determinand anularea numitorului si bascularea in conductie;

prin viteze mari de crestere a tensiunii VAK (prin efectul (Cj – capacitatea jonctiunii) care conduce la cresterea si la bascularea in conductie a jonctiunii J2.

Ultimele doua moduri de intrare in conductie a dispozitivului nu sunt dorite si se iau masuri pentru a fi prevenite.

Dispozitivul este utilizat la protectia impotriva supratensiunilor accidentale aplicate circuitelor, montandu-se in paralel cu circuitul protejat. In conditiile in care tensiunea de alimentare a circuitului protejat depaseste , dispozitivul intra in conductie si tensiunea scade la valoarea tensiunii de amorsare(in jur de 2V).

2. Tiristorul conventional

Tiristorul este realizat ca dioda PNPN, dar in apropierea catodului, pe zona semiconductoare de tip P este montat un terminal (electrod) cu functia de comanda numit grila sau poarta, ca in figura 8 a.




Simbolul dispozitivului este prezentat in figura 8a.

Electrodul de comanda al tiristorului (grila) injecteaza purtatori in zona jonctiunii polarizate invers a structurii PNPN. Campul electric intern creste ceea ce face ca purtatorii din zona P+ sa intre sub influenta campului electric la tensiuni VAK mai mici si jonctiunea sa basculeze din blocare in conductie. Rezulta ca grila, prin curentul injectat, scade tensiunea de amorsare. Curentul IA se stabileste in circuit pentru valori mai mici ale tensiunii aplicate.

De aici ideea care a condus la aplicatiile tiristorului – folosind tensiuni de alimentare VAA< VAm0 tiristorul nu va intra in conductie decat daca se aplica un semnal de comanda pe grila tiristorului, altfel tiristorul ramane blocat.

Anularea curentului IA si iesirea dispozitivului din conductie se face numai prin scaderea, pe o cale oarecare, a valorii curentului IA sub valoarea curentului de mentinere (IA< Im). Grila nu are nici un rol in blocarea tiristorului conventional.

Pentru a realiza blocarea exista doua posibilitati:

scaderea catre zero a tensiunii de alimentare;

aplicarea unei tensiuni de polaritate opusa circuitului anod – catod.

Valori maxime:

IAmax = 5,500 A

VAK inv max = VBR = VB0 =6,500 V

Utilizari : circuite de redresare, circuite pentru conversia puterii, invertoare, circuite de control a puterii transmise sarcinii, circuite pentru comanda actionarilor electrice, circuite pentru imbunatatirea factorului de putere.

Domeniul: circuite de putere mare si foarte mare.

Realizari constructive ale tirstorului conventional

Tiristoarele se realizeaza in urmatoarele tipuri principale :

(1)- Tiristoare pentru aplicatii la frecventa retelei (50Hz sau 60Hz)

(2)- Tiristoare pentru invertoare

(3)-Tiristoare cu blocare asistata de poarta (ASCR)

(4)-Tiristoare asimetrice

(5)-Tiristoare cu conductie inversa (RCT)

(6)-Tiristoare cu comanda optica (optotiristoare)

(7)-Tiristoare cu blocare pe poarta (GTO)

In continuare sunt comentate principalele caracteristici, utilizand urmatoarele notatii pentru marimile :

IT - curentul anod-catod, cind tiristorul este in conductie;

VT - caderea de tensiune VAK, cind tiristorul este in conductie;

VGT - tensiunea apilcata intre grila si catod VGK;

IGT - curentul absorbit de grila cind tiristorul este in conductie;

VDRM = VB0 – tensiunea maxima in sens direct (VAK > 0) care nu

determina amorsarea fara comanda pe grila;

VRRM - tensiunea inversa (VAK < 0) maxima – de strarungere ;   

PD - puterea maxim disipata;

dVAK dt - viteza maxima de crestere a tensiunii anodice;

dIT dt - viteza maxima de crestere a curentului anodic;

tc - timpul de comutare in conductie (din blocare);

tq - timpul de blocare (comutare din conductie in blocare).

(1) Tiristoarele pentru aplicatii la frecventa retelei sunt utilizate in circuite la care blocarea se efectueaza prin comutatie naturala, adica blocarea dispozitivului are loc la trecerea prin zero a curentului anodic.

Au o viteza redusa de comutatie (tc =15ms ; tq =300 ms) ceea ce face ca sa aiba o cadere mica de tensiune in conductie VT 2,3 V.

Curentul in sens direct este    IT= 5, . ,3000 A.

Tensiunea pe poarta pentru amorsare VGT 3V la curenti IGT 1A.

Tensiunea inversa maxima VDRM=VRRM 4kV.

dVAK dt=50,,1000 V ms ; dIT dt < 50 A ms ;

(2)Tiristoarele pentru invertoare sunt utilizate in circuite alimentate cu tensiune continua, motiv pentru care se construiesc cu timpi de blocare mici din domeniul tq=5,,50ms.

IT < 1500 A    ;VRRM 1200 V VDRM=VBO 2500 V

(3)-(4)Tiristoarele asimetrice si tiristoarele cu blocare asistata pe poarta au posibilitatea de a bloca numai tensiunea aplicata la polarizarea directa VDRM=VBO 2 kV , pentru curenti IT 400 A.

La polarizarea inversa (VAK<0 ) tensiunile de blocare au valori foarte mici.

Asistarea pe poarta consta in aplicarea unui impuls negativ pe poarta IGT 1 A (VGT= - 4,,- 8 V) in momentul cand tiristorul trece din conductie in blocare.

(5)Tiristorul cu conductie inversa are la polarizarea directa caracteristica statica a tiristorului iar la polarizarea inversa are caracteristica statica a unei diode in conductie. Lucreaza la frecvente de comutare mari 20kHz.

(6) Tiristorul cu comanda optica (Optotiristorul) poate fi amorsat prin iluminare pentru lungimi de unda din domeniul l mm. Rolul grilei este jucat de fibra optica prin care se transporta lumina. Puterea optica pentru comanda tiristorului este 0.2 mW.

Alte caracteristici:

IT 1500A ; VDRM=VRRM 4kV;

dV dt=1500,..,2000 V ms ,; di dt = 250 A ms.

(7)Tiristorul cu blocare pe poarta (GTO) amorseaza prin semnal pozitiv aplicat pe poarta si se blocheaza cu semnal negativ pe poarta (chiar daca VAK > 0). Necesita putere de comanda mult mai mare decat cea necesara pentru un tiristor.

Spre exemplu pentru IT=500 A (VT=1.9 V) este necesar un curent IGT=250 mA la VGK=6 V, comutarea efectuandu-se in    tc ms.

Valori maxime IT=2000 A VRRM = 16 V;VDRM=4500 V; VT=2V; IGT=0.8 A; tq = 30ms; tc ms .

3. Triacul

Triacul este un dispozitiv semiconductor realizat ca sa indeplineasca functia a doi tiristori conectati antiparalel.


In figura 9a sunt evidentiate zonele semiconductoare iar in figura 9b este prezentata schema echivalenta a triaclui.


Pentru ca circulatia curentului poate avea loc in ambele sensuri electrozii principali sunt numiti anozi A1 si A2 , iar electrodul de comanda pastreaza numele de G grila, in figura 10 fiind prezentat simbolul triacului.

Caracteristica statica a triacului este formata din caracteristicile statice ale celor doi tiristori cuplati. Pentru tensiuni VAK = VA1A2 pozitive caracteristica statica este prezentata in figura 2.

Semnalul de comanda aplicat pe grila poate avea orice polaritate fata de anodul A2, dar sensibilitatea maxima a comenzii se obtine daca polaritatea tensiunii de comanda VGA2 este aceeasi cu polaritatea tensiunii VA1A2.

Raportul intre puterea din circuitul principal si puterea de comanda este in favoarea utilizarii tiristorilor, uc toate ca circuitele de comanda sunt mai complicate.

Valori maxime:

IAmax = 500 A

VAK inv max = VBR = VB0 =4,500 V

Utilizari: circuite pentru comanda masinilor electrice, invertoare, circuite de control a puterii transmise sarcinii, circuite pentru comanda iluminatului.

Domeniul: circuite de putere mica si medie.



4. Tranzistorul unijonctiune

Tranzistorul unijonctiune este un dispozitiv electronic avand o caracteristica statica, prezentata in figura 11, care prezinta o zona de rezistenta negativa.


Constatam ca in zona AB panta curbei este negativa ( ).

Dispozitivul electronic numit TUJ are o implementare practica in doua variante, una contine o singura jonctiune numit TUJ clasic (fig. 12a) iar cealalta contine trei jonctiuni si se cunoaste sub numele de TUJ programabil (fig. 12b).

 


Electrozii dispozitivului se numesc baze B1 si B2 iar electrodul de comanda se numeste emitor.

TUJ – ul clasic, prezentat in figura 12a, este realizat dintr-o bara semiconductoare de tipul N (formand cele doua baze), iar la o distanta controlata de unul din capete s-au difuzat impuritati acceptoare asa fel incat sa se realizeze jonctiunea PN a emitorului. Bara semiconducuctoare prezinta rezistenta sub jonctiune si rezistenta deasupra jonctiunii, ca in figura 13. Jonctiunea emitorului este reprezentata de dioda din schema echivalenta.


Cat timp tensiunea de alimentare a emitorului VE este mica dioda, constituita din jonctiunea PN, este blocata, ceea ce inseamna ca avem de-a face cu o zona de golire care se extinde cu precadere in semiconductorul de tipul N.

Dida intra in conductie cind este indeplinita conditia VE≥VD+VA, unde tensiunea VA se exprima in functie de tensiunea VCC

.

Se poate face aproximarea de mai sus pentru ca prin dispozitiv circula un curent mic si caderea de tensiune pe RS poate fi neglijata.

Jonctiunea PN intra in conductie determinind injectarea de purtatori in spatiul definit de rezistenta . Crescand numarul de purtatori va creste conductivitatea zonei N aflata sub jonctiune, determinand o scadere brusca a rezistentei , ceea ce conduce la cresterea curentului IE.

Constatam ca la tranzitia din blocare in conductie a dispozitivului nu avem o multiplicare in avalansa a purtatorilor ci numai cu o scadere a rezistentei .

Se defineste raportul intrinsec de divizare a bazelor prin

.

Tensiunea la care se produce bascularea VP se numeste tensiune de prag, vezi caracteristica statica din figura 11, iar VV se numeste tensiune de vale. In figura 14 sunt prezentate simbolurile celor doua tipuri de tranzistori unijonctiune:

a)      trnzistorul unijonctiune clasic;

b)      trnzistorul unijonctiune programabil.

Deosebirea intre cele doua tipuri consta in faptul ca raportul intrinsec de divizare a bazelor in cazul TUJ-ului clasic este fix, pe cand la

TUJ-ul programabil raportul intrinsec de divizare se stabileste din exterior, cu cele doua rezistoare din figura 14b, avand expresia .


In figura 15 se prezinta schema si formele de unda asociate unui oscilator de relaxare cu TUJ

programabil. La conectarea sursei de alimentare, dispozitivul este blocat si condensatorul C se incarca, de la Vcc cu o tensiune, care tinde catre valoarea tensiunii de alimentare intr-un timp notat cu T0. Momentrul T0 reprezinta momentul de timp cand tensiunea pe condensator este suficient de mare pentru ca doda din schema echivalenta sa intre in conductie, determinind scaderea rezistentei de sub emitor.

Tensiunea pe condensator are valoarea:

VC(T0)=Vs+ηVCC= ηVCC .

La T0 incepe procesul rapid de descarcare a sarcinii de pe condensator prin rezistenta de valoare mica de sub zona emitorului si primarul transformatorului TR.

Din conditia de mai sus se deduce valoarea timpului de crestere a impulsului ,

unde s-a notat constanta de timp cu .

Dispozitive multijonctiune hibride

Termenl de „hibrid” se refera la faptul ca dispozitivul multijonctiune nu este realizat numai pe baza jonctiunilor semiconductoare ci contine si jonctiuni metal – semiconductor.

Mai intai, in figura 16, prezentam domeniile in care se utilizeaza principalele dispozitive electronice de putere.


Fig. 5.16.

 

Incadrarea dispozitivelor se face in functie de curentul, tensiunea si frecventa la care poate functiona dispozitivul. Avem urmatoarele domenii :

tranzistori bipolari (TBP), pentru f < 50 kHz

;

tranzistori MOS-FET pentru f < 200 kHz

;

tiristori conventionali, prevazuti cu circuite auxiliare care sa

determine iesirea comandata din conductie, pentru f < 500Hz

;

tiristori GTO, pentru f < 2 kHz

;

tiristori I.G.B.T pentru f < 20 kHz

;

tranzistori Darlington – cu domeniul stabilit de TBP.

In continuare prezentam principalele dispozitive hibride.

Tiristorul MOS (MOS controlled thyristor = MCT)

Este o structura formata din doi tranzistori care modeleaza un tiristor, la care se adauga un tranzistor MOS care sa realizeze blocarea structurii. Schema de principiu a dispozitivului este prezentata in figura 17. Tranzitorii bipolari complementari Q1, Q2 modeleaza tiristorul. Daca se aplica un impuls pozitiv pe G1 fata de K, tiristorul intra in conductie. Tranzistorul MOS Q3 este blocat, tensiunea VDS fiind mica si anume egala cu VG1K. Pentru a bloca structura se impune a aduce in conductie tranzistorul Q3, ceea ce se realizeaza prin aplicarea unui impuls pe G2 (fata de K). Tranzistorul Q2 se blocheaza si astfel se anuleaza curentul anodic.

In figura 18 este prezentata a) o realizare fizica a MCT si b) schema structurala.

Tranzistorul NPN este in paralel cu un canal de tipul N (on FET) avand rolul de a initia procesul regenerativ de intrare in conductie a structurii.

Tranzistorul PNP este in paralel cu un canal de tipul P (off FET) avand rolul de a initia procesul regenerativ de blocare a structurii.

 



Fig. 5.17.

 

 

 


b)

Fig. 5.18.

 


Un impuls de tensiune pozitiv aplicat pe grila determina acumularea de purtatori de sarcina – electroni - in canalul de tipul N (care devine conductor). Se realizeaza astfel o legatura conductoare intre K – N+ - P(canalul) – N-. Apare o jonctiune polarizata direct intre A si K, ceea ce inseamna ca dispozitivul a basculat in conductie (se inchide un curent intre anod si catod).

Un impuls negativ aplicat pe grila VGK actioneaza asupra canalului de tipul P determinand iesirea din conductie a dispozitivului.

Procesul de intrare in conductie si de blocare fiind regenerativ nu este necesar sa fie mentinuta tensiunea de comanda pe grila.

Tiristorul GTO cu blocare pe poarta (Gate turn off thyristor)

Tiristorul cu blocare pe poarta GTO este o structura multijonctiune similara cu cea a tiristorului conventional SCR (Silicon controlled rectifiers), prezentata in figura 19a, dar factorul de amplificare in curent al tranzistorului NPN din structura este mult mai mare decat al tranzistorului PNP.

Factorul de amplificare in curent este scazut tehnologic, ceea ce se reflecta in schema echivalenta din figura 19b, prin rezistenta Rs, cu rol de suntare a curentului ce se injecteaza in structura.

Atat tiristorul SCR cat si GTO intra in conductie, cand tensiunea VAK > 0, daca grila primeste un impuls pozitiv. Procesul de intrare in conductie este regenerativ si se face intr-un timp foarte scurt (curentul injectat este amplificat de tranzistorul NPN, care aplicat in baza tranzistorului PNP este amplificat din nou si curentul de colector rezultat este adunat la intrare, rezulta o reactie pozitiva sau altfel spus un proces regenerativ).


Blocarea structurii se face intr-un timp lung, dupa eliminarea sarcinii stocate, ceea ce stabileste frecventa maxima de lucru la 1,.., 2 kHz.

Pentru blocarea tiristorului conventional SCR se recurge la anularea curentului anodic sau la inversarea polaritatii tensiunii anodice VAK< 0 (ceea ce conduce, de fapt, tot la anularea curentului anodic).

Pentru blocarea tiristorului GTO se aplica un impuls negativ pe grila, la un curent de grila de 10,,20% IAK din valoarea curentului anodic.

Rezulta ca factorul de amplificare in curent al GTO este mai mic decat al SCR si consumul de putere pentru comanda este mai mare dar poate fi blocat cu impulsuri negative aplicate pe grila, ceea ce inseamna ca schema de comanda este mai simpla.

Daca in serie cu tiristorul se afla o inductivitate atunci blocarea este lenta. Cu toate ca s-a aplicat o comanda de blocare, curentul anodic nu se anuleaza pana nu s-a epuizat toata energia acumulata in campul magnetic al inductivitatii. Pentru a creste viteza de blocare, paralel cu tiristorul se conecteaza o retea „Snubber”– un circuit de accelerare a blocarii‚ prezentat in figura 20. In timpul conductiei tiristorului condensatorul C este incarcat cu polaritatea din figura si prin circuitul derivatie nu circula curent (aste mic).


Comanda de blocare determina cresterea VAKIL va incarca condensatorul C prin dioda D, ca in figura 21.


Se constata ca circuitul de accelerare a blocarii formeaza o cale pentru descarcarea energiei inductivitatii L, pentru ca sa se poata anula curentul prin tiristor inainte de anularea curentului prin inductivitate.

Tranzistorul Darlington

Tranzistorul Darlington este o structura, realizata pe o pastila de siliciu, formata din doi tranzistori bipolari in conexiune Darlington, ca in figura 22. Tranzistorul Q2 este tranzistorul de putere, iar tranzistorul Q1 are rolul de a creste factorul de amplificare (global) in curent, astfel incat (stiut fiind ca al tranzistorului de putere are valori mici -< 30 - si scade puternic pentru valori apropiate de curentul maxim suportat de tranzistor.


Dioda D este dioda de accelerare a blocarii tranzistorului de putere Q2. Daca lipseste Q2 se va bloca dupa ce se blocheaza Q1. Cu dioda D incepe simultan procesul de blocare pentru ambii tranzistori.

Caderea de tensiune in conductie este mai mare decat caderea de tensiune ce s-ar obtine cu Q2 singur - cand tranzistorul Darlington este saturat caderea de tensiune este 0,8 V fata de 0,2 V.

Performantele din punctul de vedere al aplicatiilor de puteri mari sunt stabilite pentru tranzistorul Darlington de catre tranzistorul final al structurii si anume de Q2.

Tranzistorul I.G.B.T.(Insulated gate bipolar transistor)

Structura I.G.B.T. este un montaj Darlington modificat, format din doi tranzistori, un transistor bipolar PNP de putere si un transistor cu efect de camp MOS pentru comanda tranzistorului de putere, ca in figura 23.


Caderea de tensiune a IGBT in conductie este a unui tranzistor bipolar saturat (0,2V) si anume a tranzistorului de putere.

Intrarea in conductie si blocarea tranzistorului IGBT se face ca si in cazul oricarui tranzistor cu efect de camp MOS, deci prin comanda cu tensiune pozitiva aplicata pe grila acesta intra in conductie. Procesul de intrare in conductie nefiind regenerativ comanda trebuie mentinuta. Timpii de comutare sunt stabiliti de tranzistorul bipolar.

Arie de diode controlata FCD (Field controlled diodes

Structura semiconductoare numita arie de diode controlata, prezentata in figura 24a este similara celei a unui transistor cu efect de camp cu jonctiune J-FET cu deosebirea ca in cazul acestui dispozitiv zona drenei de tipul N+ a fost inlocuita, pentru a realiza zona catodului, cu un semiconductor de tipul P+.

In figura 24b este prezentata schema echivalenta a dispozitivului.


Emitorul tranzistorului este reprezentat de zona semiconductoare P+, care constituie si anodul dispozitivului. Colectorul tranzistorului este reprezentat de zona semiconductoare N+, care constituie si catodul dispozitivului. Zona bazei este N-.

Intre grila G (zona P+ a grilei) si zona semiconductoare N- exista o jonctiune polarizata invers care moduleaza rezistenta bazei, de fapt rezistenta canalului conductor A – N- - K.

Aceasta este explicatia schemei echivalente, pentru ca modificarea rezistentei canalului conductor se face prin modificarea potentialului de polarizare inversa a jonctiunii semiconductoare grila –catod.

Dispozitivul FCD nu functioneaza pe baza unui proces regenerativ, ca si IGBT, singura deosebire constand in tipul tranzistorului de comanda J-FET in primul caz si MOS-FET in celalalt caz.

Modul de comanda este diferit,

FCD este normal in conductie si se blocheaza cu tensiune negativa pe grila iar

IGBT este normal blocat si intra in conductie prin aplicarea unei tensiuni pozitive pe grila.








Politica de confidentialitate





Copyright © 2021 - Toate drepturile rezervate

Electronica




Rindeaua electria
Cuptorul cu arc electric ca generator de armonici
Electromagnetism - electrostatica - intensitatea campului electric.
Convertorul Boost
Generalitati privind aparatele electrice si electronice pentru masurarea marimilor neelectrice
ELECTRICITATEA STATICA
Variatoare de tensiune continua pentru comanda motoarelor electrice de curent continuu
MASURI DE SECURITATE A MUNCII PENTRU EXECUTAREA LUCRARILOR LA LINIILE ELECTRICE AERIENE DIN EXPLOATARE
Divizorul de tensiune capacitiv
ASPECTE PRIVIND STRUCTURA UNUI STRUNG REVOLVER CU COMANDA NUMERICA CU POSIBILITATE DE PRELUCRARE