Материал, отказывающийся умирать: мощные германиевые приборы

June 10, 2010 by admin Комментировать »

Эти слова относятся к применению мощных германиевых приборов там, где не используется высокая скорость коммутации или высокие частоты. Несмотря на очевидный факт, что кремний, как полупроводниковый ма­териал, почти полностью заменил германий, экспериментаторы часто считают германиевые транзисторы и выпрямительные диоды в некото­рых случаях лучше, чем кремниевые. Например, в инверторах, работаю­щих с частотой 60 или 400 Гц от автомобильных аккумуляторов, приме­нение германиевых транзисторов может дать более высокий к.п.д., чем при использовании кремниевых из-за низкого напряжения насыщения германиевых транзисторов. Как было показано, это свойство достойно рассмотрения с точки зрения использования германиевого транзистора в схемах стабилизатора с низким падением напряжения. Вспомните, что мощные германиевые транзисторы были рпр-шпа, (имелось также много менее мощных германиевых лрл-транзисторов).

Германиевые плоскостные выпрямительные диоды прекрасно годят­ся для работы в низкочастотных приложениях. И снова из-за более низ­кого падения напряжения по сравнению с кремниевыми диодами. Кри­вые прямого падения напряжения (рис. 19.22) могут удивить тех конструкторов, которые работагхи только с кремниевыми диодами. Эти кривые похожи (или лучше) на характеристики кремниевых диодов Шот­ки. При выпрямлении напряжений на частотах 60 и 400 Гц применение германиевого диода обойдется дешевле, чем кремниевого диода Шотки, особенно если обратное напряжение больше 20 В. Хотя и германиевые диоды и кремниевые диоды Шотки имеют высокую обратную проводи­мость в районе максима[1ьных обратных напряжений и высоких темпе­ратур, причины у них различны. Более серьезно этот недостаток сказы­вается в диоде Шотки, где он быстрее может привести к разрушению. В обоих устройствах нагхичие высокого обратного тока ухудшает выпрям­ление и приводит к дополнительному рассеянию мощности. Германие­вые диоды обычно оказываются надежными в этом отношении, если температура их перехода не превышает 90^*0 (некоторые диоды Шотки работают до ISO’^C или выше).

Германиевые приборы, как и электронные лампы, в настоящее вре­мя не имеют широкого применения. Когда-то они выпускались в боль­ших количествах фирмами Motorola, Deico, RCA и другими. Многие из прежних типов теперь выпускаются фирмой Germanium Power Devices Соф., Box 3065, Shawsheen Village, Station, Andover, MA 01810. Техничес­кая литература этой компании должна представлять особый интерес для экспериментирующих с электромобилями, где обычно можно приме­нять массивные радиаторы. Эта фирма поставляет мощные германиевые р/|/?-транзисторы, рассчитанные на токи по крайней мере 100 А, и гер­маниевые диоды на токи 500 А. Номинагхьные напряжения лежат в диа­пазоне 20 – 60 В, но не редки мощные транзисторы с V^^^ выше 95 В.

Сторонники германиевых устройств не оставляют интереса к ним не по сентиментальным или ностальгическим причинам, а скорее всего по­тому, что с их помощью в некоторых прикладных задачах можно полу­чить хорошие характеристики. В предшествующих параграфах, касаю­щихся этой темы, всегда отмечагюсь, что германиевые диоды создаются на основе перехода. До сих пор в этом не было необходимости. Вы представляете, что те германиевые диоды, которые используются в си­ловых цепях не могут быть ничем иным, кроме перехода (точечные

германиевые диоды были и остаются устройствами для слабых сигналов; это же справедливо для туннельных диодов).

clip_image002

Рис. 19.22. Падение прямого напряжения у типичного германиевого выпрямительного диода. Для некоторых приложений, связанных с постоянными напряжениями и низкими частотами, германиевые диоды продолжают привлекать внимание. Germanium Power Devices.

Germanium Power Devices Соф. теперь торгует целым рядом герма­ниевых диодов Шотки с номинальными токами до 400 А. Как и у крем­ниевых диодов Шотки их работа основана на использовании только ос­новных носителей и потому нет никакого явления накопления заряда, приводящего к ухудшению частотной характеристики. Таким образом, время восстановления этих диодов составляет около 70 не. Прямое па­дение напряжения в большинстве случаев равно 200 – 350 мВ. Таким об­разом, германиевый диод Шотки превосходит в этом отношении все дру­гие диоды. Его можно считать электрически надежным устройством, устойчивым к обратным напряжениям или броскам прямого тока. В на­стоящее время это низковольтные устройства с пиковым обратным на­пряжением ограниченным величиной 20 В. Модули, состоящие из двух диодов, удобны для применения в двухтактных выпрямителях с отводом от средней точки трансформатора.

На момент выхода книги это было относительно новое устройство. Фирма отмечает успешное применение этих диодов в ИИП, работаю­щем с частотой 250 кГц. Такую частоту переключения, вероятно, следу­ет рассматривать как некоторую рекламу. С точки зрения консерватора, я считаю, что частота переключения все же должна быть 100 кГц, а ра­боту с более высокими скоростями следует исследовать эксперименталь­но. Эти цифры в некоторых случаях сравнимы с возможностями других устройств.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты