Рабочая программа по дисциплине "Электроника" (Цель, задачи и содержание разделов дисциплины), страница 3

Полевые транзисторы. Виды, структурные схемы и схемы включения. Режимы работы, характеристик и параметры, конструкции и системы обозначений полевых транзисторов. Достоинства и недостатки полевых транзисторов.

Биполярные транзисторы с полевым управлением. Мощные (силовые) транзисторы. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT-транзисторы). Силовые модули на основе IGBT-транзисторов. Элементная база транзисторных преобразователей ТПС и ЭПС.

3.1.4. Тиристоры. Основные определения и классификация, физические процессы в многослойной полупроводниковой структуре. Динисторы и тринисторы, принципы действия и назначение. Математические модели тиристоров. Вольт-амперные характеристики и характеристики цепи управления тиристора. Способы включения и выключения тиристора. Предельные и характеризующие параметры. Конструктивное исполнение штыревых и таблеточных тиристоров.  Системы обозначения тиристоров. Лавинные тиристоры. Симисторы. Тиристоры с улучшенными динамическими свойствами (тиристоры ТД, ТБ и ТЧ).  Асимметричный тиристор, тиристор с обратной проводимостью (тиристор-диод), комбинированно-выключаемый тиристор (КВК).

Полностью управляемые (запираемые, двухоперационные) тиристоры (ТЗ или GTO-тиристоры). Физические основы работы. Переходные процессы при включении и выключении GTO-тиристора. Параметры, характеристики, конструкции и система обозначения запираемых тиристоров.  Принципы построения устройства управления запираемым тиристором.

Другие типы силовых тиристоров: запираемый тиристор с форсированным выключением – GCT-тиристор; тиристор с управляющей МДП-структурой – MCT-тиристор (IGCT-тиристор). Элементная база тиристорных преобразователей ТПС и ЭПС.

3.2.  Режимы работы силовых полупроводниковых приборов

3.2.1. Групповое соединение силовых полупроводниковых приборов. Расчёт допустимых длительных нагрузок и кратковременных перегрузок. Параллельное соединение, методика расчёта, требования к параллельно соединяемым приборам, устройства для выравнивания тока. Последовательное соединение, методика расчёта, меры по обеспечению равномерного распределения напряжения на последовательно включённых приборах. Параллельно-последовательное соединение полупроводниковых приборов.

3.2.2. Охлаждение силовых полупроводниковых приборов. Потери энергии в силовых полупроводниковых приборах, их нагревание и системы охлаждения. Тепловые характеристики и параметры силовых полупроводниковых приборов. Способы охлаждения полупроводниковых приборов. Воздушное естественное и принудительное охлаждение. Испарительное охлаждение с промежуточным теплоносителем. Сравнение систем охлаждения.

3.3. Лабораторный практикум

Целью проведения лабораторных работ является закрепление теоретических знаний студентов о свойствах и характеристиках электронных приборов, понимание сути физических процессов, происходящих в них, приобретение студентами навыков творческой исследовательской деятельности, а также навыков работы со стандартной электронной измерительной аппаратурой (амперметры, вольтметры, электронные осциллографы типа С1–83 и С1–137). В процессе выполнения работ студенты должны не только получить количественные характеристики, но и уяснить суть явлений и взаимозависимостей.

Перечень лабораторных работ, проводимых на стендах, изготовленных в УМЦ при СПб ГУТ им. Бонч-Бруевича:

– исследование полупроводниковых выпрямительных диодов (кремниевого и германиевого);

– исследование биполярных транзисторов и схем их включения (схемы с ОБ и ОЭ);

– исследование полевых транзисторов и схем их включения;

– исследование однооперационного (обычного) тиристора (тринистора);

– исследование двухоперационного (запираемого, GTO) тиристора;

– изучение устройства и конструкции электронного осциллографа (типа С1–83 и С1–137) и овладение навыками производства измерений амплитудных и временных параметров различных электрических величин (тока, напряжения, частоты, мощности, сдвига фаз, параметров импульсов и т.д.).

Перечень лабораторных работ, проводимых на установках, созданных в ОмГУПС с использованием реального оборудования:

– изучение конструкции  и основных параметров силовых блоков типа БСЕ (на базе диодов таблеточной конструкции Д173–2500–22(24));

– монтаж, диагностирование и эксплуатация силовых блоков типа БСЕ;

– диагностирование силовых полупроводниковых вентилей преобразовательных установок по значению импульсного обратного тока;

– изучение конструкции и основных параметров тиристорных модулей (на тиристорах таблеточного типа Т173–2000–24) в составе выпрямителя АТУ–У–1,6к–825УХЛ4, предназначенного для системы электроснабжения метрополитена;