Паразитных параметров

Электрические характеристики. Бескорпусные ИМС имеют меньшие значения переходных сопротивлений, паразитных индуктивностей и емкостей, чем корпусные ИМС вследствие относительно массивных, но коротких проводников из материалов, имеющих минимальное удельное объемное сопротивление (медь, золото, алюминий). Кроме того, в качестве изоляторов между выводами используются материалы с небольшим значением относительной диэлектрической проницаемости —• полиимид (ег = 3,5), воздух (ЕГ = 1), в то время как для любого типа керамического корпуса применяется керамика из А12О3 (ег — 9-МО) или ВеО (ег = 6-т-7). В табл. 2.5 приведены сравнительные электрические характеристики различного вида корпусных и бескорпусных ИМС.

Чтобы. уменьшить влияние паразитных индуктивностей проводников, ^онтактные площадки на микрополосковой плате располагают непосредственно около центральных штырей коаксиальных соединителей. При этом центральный штырь припаивают непосредственно к контактной площадке.

Графоаналитический метод наиболее эффективен при решении уравнений, описывающих безынерционные нелинейные системы, т. е. системы, не содержащие реактивных элементов и инерционных сопротивлений. Все реальные цепи содержат реактивные элементы хотя бы в виде паразитных индуктивностей и емкостей проводников и деталей. Однако в ряде случаев эти реактивности могут не учитываться и системы могут анализироваться как безынерционные.

В триодах, предназначенных для работы в усилителях напряжения и мощности импульсных сигналов и сигналов высокой и сверхвысокой частоты, предусматривают специальные меры для уменьшения паразитных индуктивностей сеточных и катодных выводов, междуэлектродных емкостей. С этой целью уменьшают размеры электродов и применяют баллоны и выводы электродов специальной конструкции.

ти до сотен киловатт и практически вытеснить модули биполярных транзисторов. Дискретные IGBT-ключи класса 600 и 1200 В охватывают диапазон токов от единиц до десятков ампер и могут служить для реализации преобразователей мощностью не более 10 кВт. Диапазон рабочих токов IGBT расширяется до сотен ампер путем использования модульных конструкций отдельных, полумостовых и мостовых конфигураций Новые технологии модульных ключей решают целый ряд задач. Одна из них связана с включением в модульную конструкцию согласованного с параметрами основного ключа демпферного диода FWD (Free Wheel Diode) ( 1.33). Чтобы минимизировать потери мощности при включении IGBT, диод должен иметь малый заряд восстановления и мягкий пробой обратной ветви ВАХ. Для современных ключей динамические характеристики диода лежат в диапазоне 100...300 не по времени восстановления и 0.5...2.5 мкКл по накопленному заряду. Другая задача связана с минимизацией паразитных индуктивностей корпуса. Специальные конструкции токоподводящих выводов позволили сегодня понизить величину паразитной индуктивности до значений 20...30 нГн. Среди наиболее эффективных конструкций отметим модули серии ECONOPACK — фирмы «Siemens» и U-SERIES — фирмы «Mitsubishi Electric» ( 1.34).

Подключение драйверов к входным цепям силовых транзисторов с изолированным затвором сводится к решению вопросов конструктивного характера для минимизации паразитных индуктивностей монтажа, а также применению дополнительных схемных решений для регулирования скорости переключения силового ключа и исключения влияния эффектов обратной связи между входными и выходными цепями транзистора.

Таблица 5.1. Рекомендуемые предельные величины паразитных индуктивностей монтажа силовой схемы

0.5Ls/f2=158Bt. Столь значительное увеличение паразитной энергии требует как можно большего снижения величины Ls. В Табл. 5.1 приводятся значения допустимых величин паразитных индуктивностей силовых шин LSi, а также паразитных индуктивностей дополнительных защитных цепочек (снабберов) LS2 в зависимости от величины нагрузочного тока ( 5.6).

Уменьшение паразитных индуктивностей достигается применением специальных проводников и конструкций монтажных соединений. В качестве проводящих соединений рекомендуется использовать на токи менее 100 А многожильные проводники, которые позволяют выполнить монтаж основных узлов силовой схемы с уменьшением электромагнитных помех, генерируемых а процессе работы схемы. Основной принцип данного монтажа заключается в том, что соединение всех элементов, в которых удается выделить контур втекания и вытекания тока, осуществляется скрученными парами проводников, например, как это показано на 5.7.

Достаточно быстрые процессы переключения тиристорных структур, особенно в цепях низкоомной нагрузки, требуют учета влияния паразитных индуктивностей схемы. Как показывают аналитические расчеты с учетом эффекта обратной связи между входной и выходной цепью тири-сторного ключа ( 6.31), переходный процесс включения можно рассчитывать по формулам, аналогичным (6.56) и (6.58), заменяя постоянные времени на эквивалентные величины:

Конструктивные методы снижения паразитных индуктивностей

В структурах полупроводниковых ИМС активный элемент и его параметры не могут рассматриваться вне связи с конструктивным исполнением и особенностями технологии. Ограничения, накладываемые планарной технологией, и наличие многочисленных паразитных параметров заставляют конструктора находить разум-

Заметим, что коллекторная область структуры транзистора ( 1.1, а) имеет большое объемное сопротивление (порядка 0,5...50 Ом • см), а контакт коллектора вынесен на лицевую поверхность подложки. В результате последовательное сопротивление в цепи коллекторного тока (сопротивление насыщения) получается больше, чем у дискретных транзисторов. На 1.1, в приведена эквивалентная схема паразитных параметров транзистора. Помимо сопротивления в цепи коллектора гн

В диапазоне СВЧ резко усугубляются трудности микроминиатюризации РЭА. Необходимо высокое быстродействие активных полупроводниковых приборов, наиболее сильно проявляются потери в диэлектриках и полупроводниковых материалах, концентрация полей в малых объемах, влияние паразитных параметров и паразитных связей.

Интегральные микросхемы обладают высоким быстродействием, так как их малые размеры обеспечивают снижение таких паразитных параметров, как межэлектродные емкости и индуктивности соединительных проводников. Это позволяет создать высокочастотные усилители на частоты 1—3 ГГц и быстродействующие логические схемы с задержкой не более 0,1 не.

в них отсутствуют линии, пересекающиеся не под прямым углом, и криволинейные контуры. Пленочные резисторы должны обладать высокой стабильностью сопротивления во времени и интервале температур, низким уровнем шумов, малыми значениями паразитных параметров, требуемой мощностью рассеяния и минимальным значением занимаемой площади.

Схема замещения реального трансформатора имеет функции передачи с ограниченной полосой частотных характеристик, ширина которой определяется значениями паразитных параметров. В области низких частот передача сигнала ограничивается шунтирующим действием параллельной индуктивности L^, а в области высоких частот—падением напряжения от тока нагрузки в последовательных индуктивностях рассеяния.

воспроизводимость параметров электрических связей (волнового сопротивления, паразитных параметров). Провода, предназначенные для скруток, могут быть одножильные (МНВ) и многожильные (МНВ-Г). В первом случае контактирование осуществляется накруткой ( 2.12), во втором — пайкой.

Монолитные пленочные оболочки используются в основном как технологическая защита бескорпусных компонентов, подлежащих герметизации в составе блока, а также компонентов с улучшенными частотными свойствами (за счет уменьшения паразитных параметров внешних выводов). Монолитные оболочки из органических материалов, выполняющие функции несущих конструкций, изготовляют методами опрессовки, пропитки, обволакивания, заливки. Обычно компоненты с такой защитой предназначены для использования в негерметичных наземных РЭС, и в этом случае приходится принимать дополнительные меры для обеспечения влагозащиты электрических соединений (например, лакировать печатные платы).

К наиболее распространенным активным полупроводниковым элементам СВЧ можно отнести транзисторы, диоды с отрицательным сопротивлением различных типов: диоды Ганна (ДГ), лавинно-пролетные диоды (ЛПД), диоды с переносом заряда (ДПЗ), а также диоды с нелинейной зависимостью емкости />-и-перехода от напряжения, например параметрические диоды, варакторы и диоды с накоплением заряда. В диапазоне СВЧ мощность активных полупроводниковых приборов и узлов с увеличением частоты уменьшается пропорционально отношению максимальной частоты /max к квадрату действующей частоты /: /max//2. Так, для транзисторов при /-500МГц Р=100Вт; при 3 ГГц Р = 5 Вт; при 5ГГц Р=\ Вт ( 7.16). При этом уменьшается и КПД: при/=30...300 МГц он составляет 60...70%, при /=0,3...3 ГГц 30...50%; при /=З...ЗОГГц 5...20%. Уменьшение мощности и КПД с увеличением частоты объясняется влиянием реактивных параметров полупроводниковой структуры. Уменьшение КПД требует интенсификации теплоотвода. Конструктивные особенности полупроводниковых СВЧ-элемен-тов иллюстрирует 7.17. Характерными для них являются хороший теплоотвод за счет использования в конструкции корпуса металла или керамики (22ХС, брокерит-9), большая площадь теплового контакта (в частности, благодаря использованию резьбовых стержней на корпусе), минимальные активные и реактивные сопротивления выводов и межвыводных паразитных параметров благодаря уменьшению их длины (шариковые и балочные выводы, бескорпусное исполнение). Планарные внешние выводы хорошо согласуются с МПЛ по волновым параметрам.

Так как резисторы изготавливают намоткой провода на каркас, то они имеют большую индуктивность и собственную емкость, если в конструкции не предприняты специальные меры по уменьшению паразитных параметров.

70, б), треугольную ( 70, в), колоколообразную ( 70, г), экспоненциальную ( 70, д). Практически реальные импульсы мы по своей форме значительно отличаются от показанных на 70. Форма реальных импульсов оказывается сглаженной ввиду паразитных параметров в устройствах формирования импульсов.