Кремниевых эпитаксиально

В силовые цепи тягового агрегата входит следующее основное оборудование: силовой трансформатор Тр, понижающий напряжение контактной сети; полупроводниковые (кремниевые) выпрямители; тяговые двигатели электровоза Д1Э—Д4Э, дизельной секции Д1С—Д4С, моторного думпкара Д1Д—Д4Д. Тяговые двигатели соединены в две группы по шесть параллельно включенных двигателей в каждой группе. Каждая группа двигателей питается от своей выпрямительной установки. Кроме того, к силовому оборудованию относятся: коммутационная аппаратура (токоприемник, линейные контакторы), аппаратура, обеспечивающая изменение режима работы и направление движения (генераторы, тормозные переключатели), и аппаратура, обеспечивающая защиту тяговых двигателей и тормозных резисторов в аварийных режимах (главный выключатель ВГ, реле перегрузки).

При электрической тяге на постоянном токе каждая тяговая подстанция состоит из следующих основных элементов: распределительного устройства переменного тока, преобразовательных установок, распределительного устройства постоянного тока, устройств собственных нужд, управления и сигнализации. Для преобразования переменного тока в постоянный используют металлические ртутные или полупроводниковые (кремниевые) выпрямители. За последние годы полупроводниковые выпрямители получают все более широкое распространение благодаря своим высоким технико-экономическим показателям. Тем не менее на ряде карьеров ртутные выпрямители продолжают оставаться в эксплуатации.

К числу существенных недостатков германиевых вентилей относится невысокая рабочая температура; рабочий диапазон от — 50 до + 7Q°~C; при длительном воздействии температуры выше + 60° С в них проявляется тепловое старение, приводящее к ухудшению электрических параметров; при низких температурах наблюдается значительное понижение обратного сопротивления. Кремниевые выпрямители могут работать при температуре до + 200° С. С точки зрения работы при высоких частотах кремниевые диоды имеют перед германиевыми преимущества, заключающиеся в большей чувствительности к слабым сигналам (пороговое напряжение у первых 0,01 В, у вторых от 0,1 до 0,25 В). Характеристики кремниевых вентилей, возможность получения больших выпрямленных мощностей в установках малых габаритов, особенно при использовании искусственного охлаждения, делают их исключительно прогрессивными. Поскольку кремний и германий являются элементами IV группы таблицы Менделеева, дырочная проводимость в них создается примесями элементов третьей группы, а электронная — элементов пятой группы. Для кремниевых полупроводников часто применяют алюминий, бор, для германиевых — индий в качестве акцепторной примеси; мышьяк и сурьма (элементы V группы) — в качестве донорных примесей.

Неуправляемыми нелинейными активными сопротивлениями являются электрическая дуга, германиевые и кремниевые выпрямители, тирито-вые сопротивления, термисторы, бареттеры, лампы накаливания и др. Их основные свойства и вольт-амперные характеристики обсуждались в гл. 13.

Кремниевые вентили по устройству мало отличаются от германиевых. Для получения кремниевых вентилей применяется кремний с дырочной проводимостью. Дырочная проводимость кремния создается путем добавления в чистый кремний во время плавления доли процента бора, алюминия или бериллия. Слиток распиливается на пластинки толщиной 0,35—0,8 мм. Одна сторона шлифуется до зеркальной поверхности, а потом пластинки прогреваются на воздухе при температуре 1000 °С до образования слоя окиси кремния. На шлифованную поверхность наплавляется алюминий, а на обратную — свинец. Между алюминием и кремнием образуется р — /г-переход, обеспечивающий высокий коэффициент выпрямления (порядка 108). Силовые кремниевые выпрямители с плоскими контактами дают возможность получить при водяном охлаждении.выпрямленный ток до 500 А при напряжении 100 В. В настоящее время создаются кремниевые диоды на пробивное напряжение 5000 В и выше.

9. Где применяются германиевые и кремниевые , выпрямители?

Выпрямление тока в постоянный осуществляется при помощи механических или полупроводниковых выпрямителей. Механические выпрямители достаточно надежны, однако имеют ряд существенных недостатков, которые ограничили их применение в настоящее время. Более современными являются полупроводниковые выпрямители. Они имеют более высокий к. п. д. и срок службы, меньшие габариты и более стойки к механическим воздействиям. Для агрегатов питания используют селеновые и кремниевые выпрямители.

,Схема 40-3, б применяется заводом «Электросила» для: турбогенераторов мощностью 150 МВт и выше. В' этой .схеме обмотка возбуждения 2 главного генератора 1 получает возбуждение от индукторного генератора (возбудителя) 3 частотой 500 Гц через кремниевые выпрямители 5. Генератор 8 имеет две обмотки возбуждения: обмотку независимого возбуждения 4, получающую, питание от вспомогательного генератора (подвозбудителя) 9 через выпрямители 5, и обмотку последовательного самовозбуждения 6. Генератор 9 имеет полюсы в виде постоянных магнитов. Генераторы 3 и 9 расположены на одном валу с главным генератором 1. Индукторный генератор не имеет обмоток на роторе,и поэтому очень надежен в работе. Параллельно к .обмотке его якоря присоединена трех-

на на неподвижном статоре, а трехфазная обмотка переменного тока — на вращающемся роторе. Обмотка LE получает питание через выпрямители VDE от подвозбудителя GEA индукторного типа с постоянными магнитами. Переменный ток трехфазной обмотки якоря возбудителя выпрямляется с помощью вращающихся с той же частотой вращения выпрямителей, в качестве которых используют неуправляемые полупроводниковые (кремниевые) выпрямители — диоды и управляемые — тиристоры. На 20.18,6 показана бесщеточная система с тиристорами VD, которые смонтированы на дисках Д1; расположенных на валу между возбудителем и соединительной муфтой У. В том же месте на других дисках Д2 расположены делители напряжения, выравнивающие распределение напряжения на тиристорах, и плавкие предохранители, отключающие пробитые тиристоры. Количество тиристоров выбрано с таким расчетом, чтобы при выходе из работы части их (около 20%) оставшиеся в работе могли обеспечить возбуждение в режиме форсировки. Поскольку обмотка переменного тока возбудителя, тиристоры и обмотка возбуждения генератора вращаются с одной частотой вращения,

прямленного напряжения. В качестве выпрямителей применяются кремниевые выпрямители с воздушным принудительным или естественным Охлаждением.

При сварке на постоянном токе питание сварочной цепи осуществляется от вращающегося преобразователя. В настоящее время для питания сварочной цепи на постоянном токе широкое применение получили статистические преобразователи переменного тока в постоянный (кремниевые выпрямители). В целях использования парка сварочных трансформаторов для сварки на постоянном токе в системе НПО «Электромонтаж» Минмонтажспецстроя СССР применяются специальные выпрямительные приставки типа ПВ-400 к сварочным трансформаторам. Для работ в монтажной зоне применяется сварочный комплект «Малютка», состоящий из сварочного трансформатора (типа СА65м) и выпрямителя (типа ВП-1) на т-ок 350 А. Масса комплекта — 43 кг.

Диодные матрицы, состоящие из восьми изолированных кремниевых эпитаксиально-планарных диодов. Предназначены для использования в коммутаторах тока и других импульсных схемах.

Диодные матрицы, состоящие из кремниевых эпитаксиально-планарных диодов.

Диодные матрицы, состоящие из кремниевых эпитаксиально-планарных диодов. Предназначены для работы в импульсных переключающих схемах с малым временем обратного восстановления.

Диодная матрица, состоящая из кремниевых эпитаксиально-планарных диодов.

Диодные матрицы, состоящие из кремниевых эпитаксиально-планарных диодов.

Диодные матрицы, состоящие из кремниевых эпитаксиально-планарных диодов с общим анодом. Предназначены для применения в герметизированной аппаратуре.

Сборки, состоящие из трех (КВС120А) и двух (КВС120Б) кремниевых эпитаксиально-планарных варикапов с общим катодом.

Транзисторные сборки, состоящие из четырех кремниевых, эпитаксиально-планарных п-р-п переключательных высокочастотных маломощных транзисторов.

Парные транзисторы, состоящие из двух отдельных кремниевых эпитаксиально-планарных n-p-п транзисторов с раздельными выводами. Транзистор 2Т381Г-1 одиночный.

Транзисторные сборки, состоящие каждая из двух кремниевых эпитаксиально-планарных п-р-п универсальных маломощных транзисторов с раздельными выводами.

Транзисторные сборки, состоящие каждая из двух изготовленных на одном кристалле кремниевых эпитаксиально-планарных п-р-п усилительных сверхвысокочастотных маломощных транзисторов с раздельными выводами.