Напряжение лавинного

В каталогах и в паспорте трансформатора сообщаются технические данные, необходимые для нормальной эксплуатации трансформатора. В них даны: тип трансформатора: номинальная мощность 5ПОМ, кВ-А; линейное номинальное напряжение первичной 1/,10М, кВ„ и вторичной Lf2]10M, кВ, обмоток; потери мощности при холостом ходе ДР0 = ДРСТ, кВт; потери мощности при коротком замыкании АРК> кВт; напряжение короткого замыкания, % номинального соответствующей обмотки ик; КПД при полной и половине номинальной нагрузке при cos(p2 = l и группа соединения. Например, ТМ-100/6 означает: ТМ — трансформатор с трансформаторным маслом, естественным воздушным охлаждением, 100 - номинальная мощность, кВ • А, 6 — номинальное напряжение обмотки высшего напряжения, кВ. Номинальная мощность SHOM = }/3 (./2ном/2„ом -мощность, которую может отдавать трансформатор дли-

Напряжение короткого замыкания и является важным параметром трансформатора, на основании которого определяются изменения вторичного напряжения нагруженного трансформатора (см. § 9.8). Напряжение короткого замыкания указывается на щитке трансформатора.

Напряжение короткого замыкания трансформатора пропорционально произведению номинального первичного тока /1ном трансформатора на его полное сопротивление короткого замыкания ZK. Если эти напряжения у двух трансформаторов равны, то

Напряжение короткого замыкания (13.26) связано с сопротивлением ZK соотношением

Для сокращения речи номинальное напряжение короткого эамнка-ния обычно в технической литературе и в государственных стандартах на трансформаторы называет просто напряженней короткого ваын-канил. Наряду о остальными номинальными величинами ( Д« , кВА \

приводится с паспорте I на щитке) трансформатора, под обозначением UK' или в„ в процентах от номинального напряжения первичной обмотки. Оо ГОСТ^на трансформаторы для трансформаторов различной мощности номинальное напряжение короткого замыкания находится в пределах 5,5 -10, Ж. В паспорте трансформатора приводится также значение мощности (потерь) короткого аамыкания иг.н . Это есть мощность, которая выделяется в трансформаторе при номинальном а-тряхении короткого еамыкания и номинальном токе IH *° •'iH •

Поскольку поддав сопротивление намагничивающей ветви Ни в схеме замещения трансформатора имеет значительную величину, а напряжение короткого замыкания У« не превосходит значении (5,5 - 10,5$) от номинального напряжения трансформатора, то ток Х0 в режиме короткого замыкания небольшой. Поэтому сопротивлением 2« в схеме замещения короткого замыкания трансформатора, иеображенной на 1,10;а,можно пренебречь и схему замещения короткого вамыкания трансформатора представить так, как показано на 1.1CJ0. Эту схему еамещения назовем упрощенной схемой замещения короткого замыкания. Неучет 2i« в этой схеме замещения дает результаты, отличные от рассчитанных по точной схеме еамещения ( 1. !Qa)7Ha 7-8%, что вполне приемлемо для практических расчетов ? 1~] .

напряжение короткого ваынкания трансформатора, авятов по его паспортным данным и выраженное в относительных единицах; угол ^ определяется по параметрам короткого .еамнкания по соотношениям (1. Ь7,а). Иыея в виду характер изменения внешних характеристик 1 1. 20) при различных видах нагрувок трансформатора и пользуясь соотношениями .(1.49) и (1.50), формулу для расчета внешних характеристик в относительных единицах можно еаписать следующим образом:

Напряжение короткого вамыкания,% от

Напряжение короткого вашканидД от номинального 10,5 6,65

Напряжение короткого еамдаания,^ 8,0

где N — концентрация примеси на слаболегированной •стороне, см"3. Напряжение лавинного пробоя имеет сильную температурную зависимость с типовыми значениями температурного коэффициента (3 • 10-*...1,3 x X IQ-'K"1), которая тем сильнее, чем выше напряжение пробоя [8].

где U — модуль обратного напряжения; UM — напряжение лавинного пробоя, при котором М — оо; п — коэффициент, зависящий от материала полупроводника.

Следует отметить, что с увеличением температуры напряжение лавинного пробоя для кремниевого р — /г-перехода ( 4.8, б) возрастает, поскольку при этом уменьшается средняя длина пробега свободных носителей и затрудняется возникновение ударной ионизации, приводящей к лавинному пробою. Напряжение туннельного пробоя уменьшается с ростом температуры, так как при этом уменьшается ширина запрещенной зоны полупроводника.

где М — коэффициент ударной ионизации; (УЛЛ1 — напряжение лавинного пробоя; п — параметр, значение которого зависит от материала проводника и типа электропроводности.

обратного напряжения, падает допустимая величина прямого напряжения, при которой запертый тиристор не отпирается. У прибор>ов с контролируемым лавинным пробоем с ростом температуры возрастает напряжение лавинного пробоя.

Пробой стокового р-п перехода. В транзисторе с длинным каналом напряжение лавинного пробоя стокового р-п перехода не зависит от L, но увеличивается сростом (У3и 13). Последнее объясняется уменьшением напряженности электрического поля на краю стока под затвором, где происходит пробой вследствие снижения разности потенциалов между стоком и затвором. В транзисторе с коротким каналом при тех же остальных параметрах структуры напряжение пробоя меньше, причем с ростом l/зи или понижением L оно уменьшается.

В полупроводниках с широким p-n-переходом может произойти лавинный пробой. Его механизм состоит в том, что в сильном электрическом поле может возникнуть ударная ионизация атомов р-п-перехода; носители заряда на длине свободного пробега приобретают кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы при столкновении с атомом кристаллической решетки полупроводника выбить из ковалентных связей электроны. Образовавшаяся при этом пара свободных носителей заряда «электрон — дырка» тоже примет участие в ударной ионизации. Процесс нарастает лавинообразно и приводит к значительному возрастанию обратного тока. Пробивное напряжение лавинного пробоя составляет десятки и сотни вольт.

где б'прос — напряжение лавинного пробоя резкого р+-п перехода.

С ростом температуры напряжение лавинного пробоя увеличивается. Это связано с увеличением рассеяния носителей на тепловых колебаниях решетки. Для кремния относительный температурный коэффициент напряжения лавинного пробоя составляет примерно 0,1 %/°С. Обратные ветви ВАХ диодов при различных температурах приведены на 1.23.

ческую конфигурацию, а вблизи углов — сферическую с радиусом кривизны го, примерно равным глубине залегания р-п перехода Xj. Напряжение лавинного пробоя t/проб резкого перехода может быть рассчитано по формуле

Различие между напряжением пробоя для плоского, цилиндрического и сферического переходов увеличивается при уменьшении радиуса перехода г0. Например, при концентрации примеси Лг=1015 см~3 для плоского перехода fnpo6 = 330 В, для цилиндрического перехода с радиусом кривизны г0=1 мкм Unj>o6=SO В, а для сферического с таким же радиусом кривизны — 40 В. Для р-п переходов с линейным распределением легирующей примеси установлено, что напряжение лавинного пробоя практически не зависит от радиуса кривизны перехода и напряжение пробоя цилиндрических и сферических переходов можно рассчитывать по (1.156).