Розрахунок силового тиристора Т-132

3. Розрахунок силового тиристора Т-132

Таблиця 3 - Вихідні данні

Найменування параметру	Величина
1. Імпульсна зворотна напруга, яка повторюється UDRM, В	1200
2. Середній струм у відкритому стані ІFAV, А	40
3. Глибини залягання переходів xj1 і xj2, мкм	85
4. Коефіцієнт запасу к1	1,2
5. Узагальнюючий коефіцієнт к2	3
6. Максимально припустима температура p-n переходу, Tjm °С	125
7. Температура залягання p-n переходу, Tjc °С	85

Першим етапом розраховуємо питомий опір вихідного кремнію.

Напруга лавинного пробою p-n переходу U_BR, В

                                                 (35)

Питомий опір вихідного кремнію ρ_n, Ом·см

                              (36)

Спочатку розраховуємо товщину шару об'ємного заряду колекторного переходу в базі n₁, мкм

                               (37)

Далі розраховуємо збільшення ефективної товщини бази n₁, мкм

                                         (38)

Розраховуємо товщину бази n₁ і час життя дірок в базі n-типу, мкм

                            (39)

де k₁≈1,2; k₂=3 – поправочні коефіцієнти

Визначаємо товщину кремнієвої пластини, мкм

                                         (40)

Визначаємо час життя в базі n₁, мкс

                                              (41)

Визначаємо радіальний розмір фаски, мм

                                 (42)

Визначаємо активну площу структури для діаметрів 6, 8, 10, 13, 16, 18, та 20, см²

                                  (43)

Щільність прямого струму знаходимо з формули, А/см²

                                              (44)

Пряму напругу на тиристорі у відкритому стані визначаємо з формули U_F, В

                                          (45)

Визначаємо потужність прямих втрат P_FAV, Вт

                                           (46)

Визначаємо потужність розсіювання, Вт

                                              (47)

Результати зводимо до таблиці 4.

Таблиця 4 – Данні для розрахунків

dbe	Rt	Ske	Sакт	JF	UF	PFAV	Pроз
6	2,3	0,07	0,174	576,331	2,761	110,432	17,391
8	1,4	0,07	0,378	264,806	1,871	74,855	28,571
10	1,2	0,07	0,644	155,372	1,433	57,338	33,333
13	0,7	0,07	1,159	86,313	1,068	42,736	57,143
16	0,4	0,07	1,813	55,166	0,854	34,166	100
18	0,26	0,2	2,198	45,494	0,766	31,072	153,846
20	0,16	0,2	2,773	36,058	0,691	27,622	250

Графік 1 – Графік залежності середньої потужності прямих втрат P_fav та потужності, котра розсіюється P_роз від d_в.е.

Значення діаметру випрямляючого елементу визначається по значенню на осі Х яке відповідає точці перехрещення кривих. При цьому вибирається найбільше значення зі стандартного ряду. Згідно з даними графіка вибираємо діаметр випрямляючого елемента 13 мм.

Перевірка відповідності розрахованих і заданих основних параметрів тиристора. Для вибраних діаметрів випрямляючого елементу:

R_t= 0,7 °С/Вт

S_кер= 0,07 см²

S_акт= 1,159 см²

J_F=86,313 А/см²

U_F=1,068 В

P_FAV=42,736 Вт

P_роз= 57,143 Вт

P_роз >P_TAV

Так як P_роз >P_TAV, діаметр випрямляючого елементу вибрано вірно.