Устройство защиты силовых транзисторов при контроле параметров вторичного пробоя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕТЕН Е ПИ,ь 1ь меха- звод- дский митИЛОЕ ПАноиГ 1ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский институт точнойники и оптики и Завод-ВТУЗ при Проственном объединении "Л енин граметаллургический завод"(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ ПРИ КОНТРОЛРАМЕТРОВ ВТОРИЧНОГО ПРОБОЯ(57) Изобретение относится к электр 676085 А 1 5 Н 03 К 17/60, 6 01 В 31/26 технике и может быть использовано при контроле и измерении параметров силовых транзисторов, в частности при испытаниях на устойчивость к вторичному пробою. Цель изобретения - повышение надежности работы. Устройство содержит блок 1 ограничения коллекторного напряжения, блок 3 токовой защиты, блок 4 обнаружения и индикации вторичного пробоя, испытуемый транзистор 2. На чертеже также показаны блок 5 управления и источник 6 коллектор- ного тока испытуемого транзистора 2, включающий резистивный датчик тока, В устройство введены диод 13 и стабилитрон 14. Цель достигается за счет уменьшения величины коллекторного тока и времени на-хождения испытуемого транзистора в режиме вторичного пробоя, 2 ил.Изобретение относит(йяэлектроннойтехнике и может быть использовано приконтроле и изм 8 р 8 нии парам 8 трОВ силовыхтранзистороВ, в часп(ости, при испытанияхна устОЙчивОсть к ейто(эичпому пробОИ, 5Цель изОбретения - повыш 8 ние надежности работы.-1 а фиг. 1 показана схема устройствазащиты силОВых танзисторов при контроле параметров вторичного пробоя; на фиг,2 10- эпюры токОВ и напряжений на оснОВныхэлементах защиты,Устройство защиты содержит блок 1 ограничения коллектосного напряжения напереходе эмиттер - коллектор испытуемсго 15транзистора ИТ) 2 блок 3 г(гковой за(циты,блок 4 Обнаружения и индикации Вторично.го пробоя, Кроме усгройства защиты, нафиг, 1 обозначены бло:(5 управления испытуемым транзист(ром и источник 6 коллекторного 1 Ока испытуемого транзисгОра,Включающий резис" ивный дапгик тоа.Блок 1 ограничения коллекторного напряжения содержит Вход 7 и Выход 8, источник 9 постоянногс напряжения, один вывод 25которого подключен к выходу 8, а другойвывод через фиксирующий диод 10 подключен к входу 7 блока 1,Блок 3 токовой загциты содержит параллельно включенные транзисторь(11 и предусилитель 12, Диод 13 и стабилитрон 14,Эмиттеры транзисторсгв 11 подкгпочены квторому выходу 15, коллекторы транзй(сторов 11 подключены к первому выходу 16, абазы транзисторовподключены через 35стабилитрон 14 к Вторсму входу 17 и через,предусилитель 2 к первому входу 18 блока3,Блок 4 обнаружения и индикации вторичного пробоя имеет один Выход 19 и три входа 20-22 и.содержит поооговь(Й усилитель 23, емкостный датч(1 К 24, цепь 25 Выделения высокоцасто "нь(х колебаний, формирователь 26 сигналсе и элемент 27 индикации, Первый вход 20 через емкостный датчик 24 и порогоггый усилитель 23подключен к выходу 19 блока 4, подключенному через цепь 25 Выделения Высокочастотных колебаний к второму входу 21, через формирователь 2 Г сигналов - к третьему входу 22 блока 4 и церез элемент 27 индикации к общей шине. Выходы 8 и 15 блоков 1 и 3 соединень( между собой и подключены к общей шине. 1;тор й вход 7 блока 1 подкл(очен к выходу 16 блока 3, вход 17 которого служит для подклю ения к коллекторному выводу ИТ 2, вход 18 - к выходу 19 блока 4, первый вход 20 ( Оторого служит цля подключения к колле;торноъ:.у Выводу, вто. рой вход 21 - к базовом, выводу ИТ 2, третий вход 22 - к датчику тока источника 6 в цепи коллектора испытуемого транзистора.Устройство работает следующим обра- ЗОМ,В исходном состоянии (фиг, 2) на интервале о - е ИТ 2 включен положительным импульсом тока базы 28, и в коллекторной цепи от источника 6 протекает коллекторный ток 29 заданной величины к = .,С момента подачи(е 1) обратного импульса тока базы 28 начинается процесс запирания ИТ, Его выходное сопротивление увеличивается, что сопровождается ростом коллекторного напряжения Оэ 30. При достижении напряжения 30 заданной величины ограничения Оф, близкой к величине напряжения источника блока 1 ограничения, диоцы 13 и 10 открываются, момент 12, Протекаощий через диоды ток о 31 препятствует дальнейшему росту коллекторного напряжения 30. Одновременно начинается процесс спада тока коллектора к 29 в условиях практического постоянства напряжения коллектор-эмиттер ИТ, Ток через диод 10 при этом нарастает, поддерживая величину тока индуктивности на заданном уровне (. =: к + о. Уровень напряжения источника 9 Оф выбирается несколько превышающим уровень напряжения стабилизации Ост стабилитрона 14, поэтому в базовую цепь транзисторов 11 защиты начинает протекать ток з 32 приоткрывающий транзисторы 11. В результате спустя некоторое время задержки коллекторное напряжение ИТ ограничивается на уровне напряжения стабилизации Ост. При сникении напряжения 30 от величины О до О с момента ез через диоды 13 и 10 протекает инверсный ток, но незначительный, ввиду близости величин Оф и Ост. Так как блок 1 защиты быстродействующий, то у(Се на начальном этапе спада тока коллектора диод 10 восстанавливается и далее находй(тся в разомкнутом состоянии,Спустя некоторое время задержки, определяемое внутренними свойствами ИТ и Выбраиным режимом его работы, реализуется критическиЙ реким, сопровождаемый локализацией тока, локальным разогревом структуры и вторичным пробсем транзистора, При плавном увеличении тока коллектора к вторичный пробой (ВП) ИТ происходит на конечной стадии этапа спада тока, момент Е 4. При ВП коллекторное напрякение резко уменьшается до некоторого остаточного напряжения, Так как диоды 13 и 10 разомкнуты, то значительного всплеска тока от источника 9 постоянного напряжения не происходит, Уменьшение перегрузочного тока через ИТ в состоянии ВП способствует уменьшению вероятности деградации транзисторов при испытаниях.В момент резкого спада коллекторного напряжения (или с некоторым опережени.- ем) с выхода блока 4 обнаружения и индикации ВП через предусилитель 12 в цепи баз транзисторов 11 подается дополнительный насыщающий ток. Проводимость транзисторов 11 резко возрастает, и они шунтируют ИТ, отводя от него поток греющей мощности, момент т 5. Так как транзисторы 11 до поступления насыщающего сигнала уже находились в приоткрытом состоянии(в активном режиме работы), то время полного включения транзисторов 11 защиты мало. Следовательно, время пребывания ИТ в состоянии ВП резко сокращается.Таким образом, ограничение выброса тока и сокращение времени пребывания ИТ в состоянии ВП позволяет уменьшить вероятность деградации характеристик ИТ при контроле, способствует увеличению выхода годных приборов при испытаниях.Технико-зкономические преимущества устройства защиты при испытаниях высоковольтных силовых транзисторов заключаются в том, что оно более надежно предотвращает испытуемый транзистор от режима, соответствующего необратимому процессу, Это достигается за счет уменьшения величины коллекторного тока и времени нахождения испытуемого транзистора в режиме вторичного пробоя.Исключение высокоскоростных токовых всплесков значительной амплитуды позволяет также обеспечить более надежную работу устройства в целом (блока защиты, блока ограничения коллекторного напряжения, блока обнаружения и индикации ВП) и его лучшую электромагнитную совместимость с другими устройствами контрольноизмерительного комплекса при испытанияхсиловых транзисторов,5 Формула изобретенияУстройство защиты силовых транзисторов при контроле параметров вторичногопробоя, содержащее блок ограничения коллекторного напряжения, блок токовой зэ 10 щиты, который выполнен на параллельносоединенных транзисторах и предусилителе, блок обнаружения и индикации вторичного пробоя, первый вход которого служитдля подключения к коллекторному выводу,15 второй вход - к базовому выводу испытуемого транзистора, а третий вход - к датчикутока, который включен в коллекторную цепьиспытуемого транзистора, выход блока обнаружения и индикации вторичного пробоя20 соединен с первым входом блока токовойзащиты, первый и второй выходы которогоподключены к входу и выходу блока ограничения коллекторного напряжения соответственно, при этом коллекторы и эмиттеры25 транзисторов блока токовой защиты подключены к его выходам соответственно, базы транзисторов через предусилительподключены к первому входу блока токовойзащиты, о т л и ч э ю щ е е с я тем, что, с30 целью повышения надежности работы, вблок токовой защиты введены диод и стэбилитрон, анод диода и катод стабилитронэобьединены и подключены к второму входублока токовой защиты, который соединен с35 первым входом блокэ обнаружения и индикации вторичного пробоя, анод стэбилитрона подключен к баз транзисторов блокатоковой защиты, э катод диода соединен сколлекторами этих тран зисторов.Заказ 3013 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета и 113035, МоскваЖроиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101 б 78 У 50 Подписноеобретениям и открьпиям при ГКНТ СССаушская наб., 4/5