Д453 — силовой диод

Тысяча двести пятьдесят ампер на пять с лишним киловольт

Д453 — силовой выпрямительный низкочастотный диффузионный диод таблеточного исполнения на частоты до 500 Гц и ток до 1250 А. Единственное исполнение серии — Д453-1250-52, то есть класс 52, или 5200 В повторяющегося обратного напряжения. Применялся в мощных электроприводах, преобразователях, выпрямителях для электролиза и тяговых подстанций. Соседние габариты серии: Д143, Д253.

Пять тысяч вольт на одном переходе — как это сделано

Класс 52 — один из самых высоких в справочнике. Обычный выпрямительный диод держит сотни вольт, быстрый — тысячу-полторы; пять с лишним киловольт требуют особой конструкции.

Толстая слаболегированная база. Обратное напряжение держит область объёмного заряда, и её ширина растёт с уменьшением легирования. Для пяти киловольт база получается в сотни микрон.

Фаска по краю кристалла. У плоского перехода электрическое поле на краю всегда выше, чем в середине, и пробой начинается именно там — задолго до расчётного напряжения. Край кристалла стачивают под углом в несколько градусов, и поле по краю выравнивается. Без этого приёма высоковольтных приборов не существует.

Защитное покрытие. При таких напряжениях пробивается не только кремний, но и воздух вокруг кристалла: пять киловольт — это сантиметры пробойного промежутка. Кристалл закрывают кремнийорганическим компаундом, а корпус делают с развитой поверхностью изолятора.

Чем платят за напряжение

Прямым падением. Толстая база — это сопротивление. У высоковольтного прибора при номинальном токе падает не 0,7 В, а полтора-два вольта. При 1250 А это два с половиной киловатта тепла на одном приборе.

Быстродействием. Заряд, накопленный в толстой базе, велик, и время обратного восстановления составляет десятки микросекунд. Отсюда и «низкочастотный» в описании, и предел 500 Гц: на большей частоте прибор просто не успевает закрываться.

Стойкость к электротермоциклированию, отмеченная в описании, — не рекламное слово, а параметр. Прибор в работе нагревается и остывает, детали конструкции расширяются по-разному, и усталостное разрушение соединений — главный механизм отказа силового прибора. У таблетки паяных соединений нет вовсе: всё держится прижимом, и потому она переносит циклы лучше штыревой конструкции.

⚠️ О пригодности к последовательному и параллельному соединению в описании сказано отдельно — и это тоже параметр: он означает малый разброс прямых падений и обратных токов внутри партии. Без такого отбора соединять приборы нельзя, сколько ни ставь выравнивающих резисторов.

Описание

Диод Д453 полупроводниковый, силовой, выпрямительный, низкочастотный, диффузионный, таблеточного исполнения. Предназначен для работы в силовых цепях постоянного и переменного тока частотой до 500 Гц и силе тока не более 1250 А. Силовой диод Д453 применяется в мощных электроприводах постоянного тока в промышленности и транспорте, промышленных преобразователях, в выпрямителях для электролиза и гальваники, в выпрямителях для тяговых подстанций и других электротехнических устройствах общего назначения. Имеет высокую стойкость к электротермоциклированию, низкие статические и динамические потери, малый разброс параметров и пригодны для последовательного и параллельного соединения.

Номиналы серии Д453 (1)