Увеличение размеров приборов с целью повышения тока и коэффициента усиления привело к ухудшению частотных свойств ключа. Увеличение площадей переходов и повышение допустимых напряжений увеличивали паразитные емкости и сопротивления каналов. В начале 60-х годов были изготовлены тиристоры на токи до сотен ампер и напряжения до 1000 В.
Основой первых силовых приборов становится кремний (Si), что позволило расширить температурный диапазон, увеличить пробивное напряжение и мощность приборов. В 1955 году под руководством Молла исследуются кремниевые приборы с тиратронной характеристикой (тиристоры). В 1958 году Тешнер повысил мощность униполярного транзистора за счет цилиндрической геометрии. (Текнетрон) (рис. 4).
Первый маломощный транзистор со структурой металл-диэлектрик-полупроводник МДП (MOS - Metal Oxide Semiconductor Transistor) был предложен Хофстейном и Хейманом в 1963 году, с использованием интегральной технологии (рис. 3).
1949-1950г. Шокли на основе германия (Ge) разработал первый маломощный плоскостной биполярный транзистор - БТ (BJT - Bipolar Junction Transistor). В 1952 году был создан полевой транзистор с управляющим р-п-переходом -унитрон (Unipolar Transistor) (рис. 2).
В основу первых полупроводниковых ключей были положены теория выпрямления на границе р-п-перехода и открытие принципа полевого эффекта. Исследования завершились созданием Бардиным и Браттеином в 1948 году точечного биполярного транзистора (рис. 1).
• Конец 90-х годов, характеризуется широким применением "интеллектуальных" приборов, субмикронных технологий, внедрением управляющих структур с изолированным затвором в структуры мощных тиристорных ключей. Наметилась тенденция по созданию универсального полупроводникового ключа, управляемого по изолированному затвору, с мощностью переключения, как у "тиристора", и остаточным напряжением, как прямое напряжение обычного диода.
• Начало 90-х годов. Охарактеризовалось совершенствованием технологии, улучшением, качественных показателей ключевых приборов по быстродействию и остаточным напряжениям.
• В 80-х годах были разработаны мощные гибридные модули с применением методов интегральной электроники. Появились совмещенные биполярнополевые монолитные структуры. Коммутируемые токи составили сотни ампер и напряжения тысячи вольт. Тиристорные ключи стали полностью управляемыми с мегаваттным диапазон мощностей.
• В 70-х годах была разработана планарная технология, совершенствовались методы диффузии в полупроводниковые структуры и на базе вертикальных и многоканальных структур появились мощные биполярные и полевые транзисторы, способные рассеивать мощность в несколько ватт, затем были разработаны составные транзисторные и тиристорные ключи на дискретных элементах, сочетающих преимущества биполярных и полевых приборов.
• С 40-х до 60-х годов были разработаны основные типы управляемых полупроводниковых ключей (биполярных и униполярных транзисторов и обыкновенных тиристоров). Повышение мощности приборов достигалось, за счет увеличения физических размеров структуры, что позволило обеспечить коммутируемые токи до 100 Аи напряжение до 1000 В.
Разработка силовых ключей проходила поэтапно:
» Разработка силовых ключей
Силовая электроника
Разработка силовых ключей | btc-it.ru
Комментариев нет:
Отправить комментарий