Несколько транзисторов

С целью сокращения длины1 проводов низковольтных сетей, а они имеют значительное сечение, и бесперебойного снабжения электроэнергией приемников целесообразно устанавливать не один трансформатор на один цех или промышленное предприяие, а несколько и включить их параллельно. При аварийном выходе из строя или профилактическом ремонте одного из них остальные обеспечат электроэнергией приемники. С той же целью бесперебойного снабжения промышленных предприятий на электрических станциях устанавливаются несколько трансформаторов, включенных параллельно. На 8.18, и изображена схема двух параллельно включенных трехфазных трансформаторов.

При увеличении мощности потребителя обычно устанавливают дополнительный трансформатор и включают его параллельно с ранее работающими. Несколько трансформаторов на подстанции обеспечивают более экономичную и надежную работу системы распределения электроэнергии. При аварийном выходе из строя или отключении для ремонта одного трансформатора оставшиеся будут нести нагрузку наиболее ответственных потребителей. При спаде нагрузки целесообразно отключать некоторые трансформаторы с тем, чтобы оставшиеся были загружены до номинальной мощности, что улучшает к. п. д. установки.

Если в цехе установлено несколько трансформаторов, то рабочая и аварийная осветительная нагрузки присоединяются к разным трансформаторам. Для осветительных сетей применяют магистральные или магистрально-радиальные схемы и, конструк-

2. В цехе планируется установить несколько трансформаторов (трансформаторных подстанций).

Сначала по (6.42) определяют минимальное число трансформаторов и округляют его до ближайшего большего целого числа NI. Затем принимают несколько вариантов, отличающихся числом трансформаторов N2 = N\ + ] (вариант 2), N) = = NI +2 (вариант 3) и т.д. Обычно ограничиваются тремя вариантами.

Пусть мы имеем несколько вариантов с числом трансформаторов М\, N^ ... Д„. Запишем (7.20) для числа трансформаторов Nt в виде

Особенности проверки каскадных ТН. Для уменьшения размеров и массы однофазные ТН НО кВ и выше выполняют по каскадной схеме, представляющей собой несколько трансформаторов с последовательно соединенными первичными обмотками. Трансформаторы 110 кВ выполняются в виде фарфорового блока, трансформаторы более высокого напряжения состоят из нескольких блоков ( 9.5). Для равномерного распределения мощности по всем ступеням в трансформаторах используются выравнивающие обмотки Я (для выравнивания мощности в первичной обмотке одного магнитопровода и уменьшения ЭДС рассеивания, вызванной неравномерным распределением обмоток по магни-топроводу) и связующие обмотки Р (для передачи мощности с обмоток одного магнитопровода на обмотки другого).

В некоторых случаях приходится соединять несколько трансформаторов параллельно, приключая их первичные обмотки к общей питающей сети, а вторичные — к общей сети потребления. Такой случай может быть при расширении существующей установки или при больших колебаниях нагрузки, когда выгодно подключать или отключать отдельные трансформаторы, чтобы обеспечить оптимальную нагрузку включенных трансформаторов для получения максимума к. п. д.

Условия включения на параллельную работу. В большинстве случаев при значительной мощности электрической установки целесообразно иметь не один, а несколько трансформаторов меньшей мощности, включенных параллельно на общую нагрузку. Такое дробление общей трансформаторной мощности позволяет лучше решать проблему энергоснабжения потребителей, отключать часть трансформаторов при уменьшении нагрузки, проще4 проводить профилактический ремонт трансформаторов и пр.

Один мощный трансформатор делать выгоднее, чем несколько трансформаторов на ту же суммарную мощность. В мощном трансформаторе меньше расход активных материалов и выше энергетические показатели. Однако часто в энергетических установках необходимо включать несколько трансформаторов на параллельную работу. При этом легче решается проблема резервирования энергоснабжения потребителей, упрощается организация ремонтных работ, при недогрузках можно отключить часть трансформаторов. На крупных распределительных установках иногда нельзя установить один трансформатор, так как предельная мощность, на которую может быть построен трансформатор, меньше мощности распределительной подстанции.

В тех случаях, когда в сети имеется несколько трансформаторов с заземленными пулевыми точками, установленных на различных подстанциях, защита от замы-каний на землю выполняется направленной. Длх быстрого отключения замыканий на землю применяются токовые отсечки нулевой последовательности.

С ростом мощности РК необходимая площадь теплоотвода 5Т растет, примерно, по гиперболической кривой. Поэтому целесообразно работать на пологой части кривой 5Т = ф (Рк)> а для получения больших значений Р% включать несколько транзисторов параллельно, с добавкой симметрирующих резисторов R3 ( VIII.22, а). При этом общий теплоотвод для двух (к примеру) транзисторов будет меньше, чем теплоотвод для одного транзистора. Величина сопротивления резистора R3 должна быть такой, чтобы напряжение на нем превысило разброс напряжения ?/Э.Б на транзисторах примерно на 10—15%. Для этого иКэ должно быть 0,6—1В. Такая величина UK приводит к падению к. п. д., что особенно заметно при малых напряжениях ?/кттдоп

Несколько транзисторов с каналами /7-типа, расположенные в одном кармане, разделяются областями углубленного окисла.

Важную роль играют конструктивно-технологические параметры и характеристики ЛЭ: площадь, занимаемая ЛЭ на кристалле (при заданном минимальном топологическом размере), и количество основных технологических операций, используемых при изготовлении микросхемы. Площадь ЛЭ наряду с потребляемой мощностью определяет максимально достижимую степень интеграции, а количество основных технологических операций — процент выхода годных микросхем и их стоимость. Для уменьшения площади ЛЭ стремятся упростить их электрическую схему, уменьшить число используемых в ней транзисторов, диодов и резисторов. При проектировании топологии и структуры ЛЭ для снижения его площади уменьшают число карманов, размещая там, где это возможно, несколько транзисторов или резисторов в одном кармане. Используют поликремниевые пленочные резисторы, сформированные на поверхности кристалла над транзисторами. Применяю! совмещение областей транзисторов; в этом случае одна область кристал ла может использоваться для нескольких транзисторов, например как база одного и коллектор другого биполярного транзистора (см. § 7.5).

Коэффициент разветвления по выходу показывает, на сколько логических входов может быть одновременно нагружен выход данного логического элемента. Для транзисторных логических элементов фактором, ограничивающим коэффициент разветвления, является коэффициент усиления по току выходных транзисторов. Поэтому для повышения коэффициента разветвления выходные цепи логических элементов содержат несколько транзисторов.

Коэффициент разветвления по выходу показывает, на сколько логических входов может быть одновременно нагружен выход данного логического элемента. Для транзисторных логических элементов фактором, ограничивающим коэффициент разветвления, является коэффициент усиления по току выходных транзисторов. Поэтому для повышения коэффициента разветвления выходные цепи логических элементов содержат несколько транзисторов.

Подобный метод построения может быть применен и к более сложным схемам, например, к интегральным, содержащим несколько транзисторов, диодов, сопротивлений и источников постоянных напряжений и токов.

Простейший усилитель содержит один усилительный элемент. При необходимости получения усиления большего, чем может обеспечить один элемент, используется более развитый усилитель, содержащий несколько транзисторов, ламп и т. д., соединяемых так, что сигнал, усиленный одним элементом (пусть транзистором) , подводится к следующему и т. д. Между источником сигнала и первым транзистором, между соседними транзисторами и между последним транзистором и нагрузкой усилителя в общем

Сегодня мощные МОП-транзисторы выпускают все изтотовители дискретных полупроводниковых приборов (например, в США такие фирмы, как GE, IR, Motorola, RCA, Siliconix, Supertex, TI; наряду с ними европейские компании, такие как Amperex, Ferranti, Siemens и SGS, а также многие из японских компаний) под такими названиями, как УМОП, ТМОП, вертикальные ДМОП и HEXFET (гексагональные ПТ). Они могут оперировать с удивительно высокими напряжениями (до 1000 В) и допускают пиковые токи до 280 А (постоянно через них может проходить ток до 70 A), a RBKJl очень мало-0,02 Ом. Небольшие мощные МОП-транзисторы стоят существенно меньше доллара, и выпускаются они во всех обычных транзисторных корпусах, а также по несколько транзисторов в удобном корпусе DIP, в котором выпускаются и большинство ИМС. Ирония судьбы заключается в том, что теперь уже трудно найти дискретные маломощные МОП-транзисторы, зато нет проблем с мощными МОП-транзисторами. В табл. 3.5 перечислены наиболее представительные типы мощных МОП-транзисторов.

Замечания о радиаторах. 1. В схемах, где рассеиваются большие мощности, например несколько сотен ватт, может понадобиться принудительное воздушное охлаждение. Для этого выпускаются большие радиаторы, предназначенные для работы с вентиляторами и имеющие очень низкое тепловое сопротивление от радиатора к внешней среде-от 0,05 до 0,2 °С/Вт. 2. Если транзистор должен быть электрически изолирован от радиатора, как это обычно и необходимо, особенно если несколько транзисторов установлено на одном радиаторе, то используют тонкие изолирующие прокладки между транзисторами и радиаторами, а также изолирующие вкладыши для монтажных винтов. Прокладки выпускаются под стан-

В транзисторных регуляторах из-за низкой перегрузочной способности силовых транзисторов необходимо уделять особое внимание ограничению аварийных токов и перенапряжений. Для всех рабочих режимов регулятора необходимо, чтобы рабочая точка в семействе коллекторных характеристик транзистора не выходила из области безопасной работы, для чего необходимо ограничить максимальный коллекторный ток 1Ктах (в импульсном режиме), максимальную мощность потерь Рптах и максимальное напряжение коллектор — эмиттер Ь'^этах- С этой целью в некоторых случаях приходится включать последовательно или параллельно несколько транзисторов ( 6.10,6). В последнем случае необходимо обеспечить равномерное деление тока по транзисторам, что часто осуществляется за счет соответствующего регулирования токов базы.

Другое решение предложил Фолкнер [4], когда несколько транзисторов соединяют параллельно, как это показано на 4.11. Главная особенность этого метода заключается в том, что,

Одним инжектором можно питать несколько транзисторов, расположенных вокруг инжектора.