ТБ371 — быстродействующий тиристор

Быстродействующий тиристор на двести ампер

ТБ371 — быстродействующий кремниевый диффузионный тиристор структуры p-n-p-n штыревого исполнения с гибкими выводами, для цепей частотой до 10 кГц и тока до 200 А. Исполнение ТБ371-200-12 — класс 1200 В. Соседние приборы: ТБ353, ТБ400, ТБ433.

В описании названы три свойства сразу: низкое время выключения, минимальные потери в открытом состоянии и высокая нагрузочная способность при высоких частотах.

Эти три свойства противоречат друг другу

Перечисление выглядит рекламным, а на деле описывает решённую конструкторскую задачу — потому что каждое из трёх требований мешает двум другим.

Время выключения уменьшают, сокращая время жизни носителей — то есть вводя в кремний дефекты (золото, платину, облучение).

Но сокращение времени жизни увеличивает прямое падение: в открытом состоянии проводимость базы обеспечивают те же носители, которых мы сокращаем. Потери в открытом состоянии растут — второе требование нарушено.

А рост потерь ограничивает ток на высокой частоте — нарушено третье.

Замкнутый круг, из которого выходят не выбором компромисса, а конструкцией.

Как это решают на самом деле

Распределённый управляющий электрод. У быстрого тиристора он сделан не точкой, а гребёнкой или спиралью по кристаллу. Проводящая область стартует сразу по всей площади, а не расползается от одной точки со скоростью около 0,1 мм в микросекунду.

Это даёт и меньшие потери включения, и высокую допустимую скорость нарастания тока, и равномерную нагрузку кристалла.

Управляемое распределение времени жизни по глубине. Облучением с подбором энергии дефекты создают не по всему объёму, а в нужном слое. Тогда восстановление ускоряется там, где это важно, а проводимость страдает меньше.

Тонкая база за счёт отказа от части обратного напряжения — приём, доведённый до предела в асимметричных приборах.

⚠️ Отсюда требование к схеме управления: быстрому тиристору нужен крутой и мощный управляющий импульс. Распределённый электрод работает, только если ток управления нарастает быстро; вялая раскачка сводит на нет всю конструкцию и убивает прибор локальным перегревом.

Описание

Тиристор ТБ371 быстродействующий, полупроводниковый, кремниевый, диффузионный, структуры p-n-p-n, штыревого исполнения с гибкими выводами. Предназначен для работы в цепях постоянного и переменного тока частотой до 10 кГц и силе тока не более 200 А. Быстродействующий тиристор ТБ371 применяется в преобразователях электроэнергии различных силовых установок, в которых требуются малые времена выключения и включения, а также высокие критические скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии и тока в открытом состоянии. Отличается низким временем выключения, минимальными потерями в открытом состоянии и высокой нагрузочной способностью по току при высоких частотах.

Номиналы серии ТБ371 (2)