SU1676085A1 - Устройство защиты силовых транзисторов при контроле параметров вторичного пробо - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электронной технике и может быть использовано при контроле и измерении параметров силовых транзисторов, в частности при испытани х на устойчивость к вторичному пробою. Цель изобретени  - повышение надежности работы . Устройство содержит блок 1 ограничени  коллекторного напр жени , блок 3 токовой защиты, блок 4 обнаружени  и индикации вторичного пробо , испытуемый транзистор 2. На чертеже также показаны блок 5 управлени  и источник 6 коллекторного тока испытуемого транзистора 2, включающий резистивный датчик тока. В устройство введены диод 13 и стабилитрон 14. Цель достигаетс  за счет уменьшени  величины коллекторного тока и времени нахождени  испытуемого транзистора в режиме вторичного пробо . 2 ил. с/ С 7 а VI о о 00 ел

Description

Изобретение относитс  к электронной технике и может быть использовано при контроле и измерении параметров силовых транзисторов, в частности, при испытани х на устойчивость к вторичному пробою.

Цель изобретени  - повышение надежности работы,

На фиг, 1 показана схема устройства защиты силовых транзисторов при контроле параметров вторичного пробо ; на фиг. 2 - эпюры токов и напр жений на основных элементах защиты.

Устройство защиты содержит блок 1 ограничени  коллекторного напр жени  на переходе эмиттер - коллектор испытуемого транзистора (ИТ) 2, блок 3 токовой защиты, блок 4 обнаружени  и индикации вторичного пробо . Кроме устройства защиты, на фиг. 1 обозначены блок 5 управлени  испытуемым транзистором и источник 6 коллек- торного тока испытуемого транзистора, включающий резистивный датчик тока,

Блок 1 ограничени  коллекторного напр жени  содержит вход 7 и выход 8, источник 9 посто нного напр жени , один вывод которого подключен к выходу 8, а другой вывод через фиксирующий диод Юподклю- чен к входу 1 блока 1.

Блок 3 токовой защиты содержит параллельно включенные транзисторы 11 и пред- усилитель 12, Диод 13 и стабилитрон 14. Эмиттеры транзисторов 11 подключены к второму выходу 15, коллекторы транзисторов 11 подключены к первому выходу 16, а базы транзисторов 11 подключены через стабилитрон 14 к второму входу 17 и через предусилитель 12 к первому входу 18 блока 3.

Блок 4 обнаружени  и индикации вторичного пробо  имеет один выход 19 и три входа 20-22 и содержит пороговый усилитель 23, емкостный датчик 24, цепь 25 выде- лени  высокочастотных колебаний, формирователь 26 сигналов и элемент 27 индикации. Первый вход 20 через емкост- ный датчик 24 и пороговый усилитель 23 подключен к выходу 19 блока 4, подключенному через цепь 25 выделени  высокочастотных колебаний к второму входу 21, через формирователь 26 сигналов - к треть- ему входу 22 блока 4 и через элемент 27 индикации к общей шине. Выходы 8 и 15 блоков 1 и 3 соединены между собой и подключены к общей шине. Второй вход 7 блока 1 подключен к выходу 16 блока 3, вход 17 которого служит дл  подключени  к коллекторному выводу ИТ 2, вход 18 - к выходу 19 блока 4, первый вход 20 которого служит дл  подключени  к коллекторному выводу, второй вход 21 - к базовому выводу ИТ 2, третий вход 22 - к датчику тока источника 6 в цепи коллектора испытуемого транзистора.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии (фиг. 2) на интервале to - ti ИТ 2 включен положительным импульсом тока базы 28, и в коллекторной цепи от источника 6 протекает коллекторный ток 29 заданной величины к IL.

С момента подачи (ti) обратного импульса тока базы 28 начинаетс  процесс запирани  ИТ. Его выходное сопротивление увеличиваетс , что сопровождаетс  ростом коллекторного напр жени  11кэ 30. При достижении напр жени  30 заданной величины ограничени  Уф, близкой к величине напр жени  источника блока 1 ограничени , диоды 13 и 10 открываютс , момент г. Протекающий через диоды ток ID 31 преп тствует дальнейшему росту коллекторного напр жени  30. Одновременно начинаетс  процесс спада тока коллектора 1к 29 в услови х практического посто нства напр жени  коллектор-эмиттер ИТ, Ток через диод 10 при этом нарастает, поддержива  величину тока индуктивности на заданном уровне IL IK + ID. Уровень напр жени  источника 9 11ф выбираетс  несколько превышающим уровень напр жени  стабилизации UCT стабилитрона 14, поэтому в базовую цепь транзисторов 11 защиты начинает протекать ток з 32 приоткрывающий транзисторы 11. В результате спуст  некоторое врем  задержки коллекторное напр жение ИТ ограничиваетс  на уровне напр жени  стабилизации UCT. При снижении напр жени  30 от величины 11ф до UCT с момента :з через диоды 13 и 10 протекает инверсный ток, но незначительный, ввиду близости величин Уф и UCT. Так как блок 1 защиты быстродействующий, то уже на начальном этапе спада тока коллектора диод 10 восстанавливаетс  и далее находй-тс  в разомкнутом состо нии.

Спуст  некоторое врем  задержки, определ емое внутренними свойствами ИТ и выбранным режимом его работы, реализуетс  критический режим, сопровождаемый локализацией тока, локальным разогревом структуры и вторичным пробоем транзистора . При плавном увеличении тока коллектора IK вторичный пробой (ВП) ИТ происходит на конечной стадии этапа спада тока, момент 14. При ВП коллекторное напр жение резко уменьшаетс  до некоторого остаточного напр жени . Так как диоды 13 и 10 разомкнуты, то значительного всплеска тока от источника 9 посто нного напр жени  не происходит. Уменьшение перегрузочного тока через ИТ в состо нии ВП способствует уменьшению веро тности деградации транзисторов при испытани х,

В момент резкого спада коллекторного напр жени  (или с некоторым опережением ) с выхода блока 4 обнаружени  и индика- ции ВП через предусилитель 12 в цепи баз транзисторов 11 подаетс  дополнительный насыщающий ток. Проводимость транзисторов 11 резко возрастает, и они шунтируют ИТ, отвод  от него поток греющей мощности, момент ts. Так как транзисторы 11 до поступлени  насыщающего сигнала уже находились в приоткрытом состо нии (в активном режиме работы), то врем  полного включени  транзисторов 11 защиты мало. Следовательно, врем  пребывани  ИТ в состо нии ВП резко сокращаетс .

Таким образом, ограничение выброса тока и сокращение времени пребывани  ИТ в состо нии ВП позвол ет уменьшить вбро-  тность деградации характеристик ИТ при контроле, способствует увеличению выхода годных приборов при испытани х.

Технико-экономические преимущества устройства защиты при испытани х высоко- вольтных силовых транзисторов заключаютс  в том, что оно более надежно предотвращает испытуемый транзистор от режима, соответствующего необратимому процессу. Это достигаетс  за счет уменьше- ни  величины коллекторного тока и времени нахождени  испытуемого транзистора в режиме вторичногр пробо .

Исключение высокоскоростных токовых всплесков значительной амплитуды по- звол ет также обеспечить более надежную работу устройства в целом (блока защиты, блока ограничени  коллекторного напр жени , блока обнаружени  и индикации ВП) и

его лучшую электромагнитную совмести мость с другими устройствами контрольно- измерительного комплекса при испытани х силовых транзисторов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство защиты силовых транзисторов при контроле параметров вторичного пробо , содержащее блок ограничени  коллекторного напр жени , блок токовой защиты , который выполнен на параллельно соединенных транзисторах и предусилите- ле, блок обнаружени  и индикации вторичного пробо , первый вход которого служит дл ., подключени  к коллекторному выводу, второй вход - к базовому выводу испытуемого транзистора, а третий вход - к датчику тока, который включен в коллекторную цепь испытуемого транзистора, выход блока обнаружени  и индикации вторичного пробо  соединен с первым входом блока токовой защиты, первый и второй выходы которого подключены к входу и выходу блока ограничени  коллекторного напр жени  соответственно , при этом коллекторы и эмиттеры транзисторов блока токовой защиты подключены к его выходам соответственно, базы транзисторов через предусилитель подключены к первому входу блока токорой защиты, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы, в блок токовой защиты введены диод и стабилитрон , анод диода и кзтпд стабилитрона объединены и подключены к второму входу блока токовой защиты, который соединен с первым входом блока обнаружени  и индикации вторичного пробо , анод стабилитрона подключен к базе транзисторов блока токовой защиты, э катод диода соединен с коллекторами этих транзисторов.

   Фив.2