лекторного слоя. При большом токе коллектора и смещении коллекторного перехода в прямом направлении (рассматривается транзистор структуры п-р-п) в высокоомной области накапливается избыточный заряд неосновных носителей (дырок). В процессе выключения транзистора происходит рекомбинация накопленных дырок с электронами, инжектируемыми эмиттером. Время рекомбинации определяет в существенной степени быстродействие транзистора. Различные способы снижения времени выключения биполярных высоковольтных транзисторов не могут удовлетворительно решить задачу исключения сквозных токов в двухтактных инверторах, в которых необходимо создавать гарантированную паузу при переходе тока через нулевое значение за счет усложнения схемы управления.

Включение полевого транзистора (с каналом л-типа) происходит при положительном напряжении между затвором и стоком. При этом образуется проводящий канал от истока к стоку. Выключение полевого прибора происходит значительно быстрее, чем биполярного, так как отсутствует накопление неоновых носителей (полевой транзистор представляет собой прибор на основных носителях). Емкость затвора заряжается тем же током, которым создается канал, поэтому входное сопротивление мощного транзистора намного выше, чем у биполярного. По этой причине для управления полевым транзистором требуется малая мощность, что существенно упрощает схему источника электропитания и повышает его КПД.

В маломощной высоковольтной аппаратуре нагрузка обычно имеет емкостный характер. В этом случае ИЭП работает при больших выбросах тока, которые наблюдаются в режиме короткого замыкания. Применение биполярных транзисторов в таком режиме требует организации защиты от превышения допустимой температуры нагрева транзистора, что усложняет схему и снижает ее надежность. У полевого транзистора в подобном режиме не наступает тепловой пробой в результате нагрева, так как при превышении температуры кристалла ток через прибор снижается.

В табл. 3.12 приведены характеристики некоторых отечественных полевых транзисторов, которые могут быть использованы в инверторах высоковольтных ИЭП.

К недостаткам полевых транзисторов относят большое остаточное напряжение, которое составляет от 5 до 15 В при максимальных токах нагрузки. Имеют место большая амплитуда входных отпирающих импульсов и спад крутизны характеристики 5 при больших токах стока, относительно большие входные емкости.

Несмотря на малое значение входной емкости, не превышающей 200 пФ, она снижает быстродействие в импульсном режиме работы. Ослабление влияния входной емкости достигается запуском полевых транзисторов от импульсных устройств, например от эмиттерных повторителей на полевых и биполярных СВЧ транзисторах, которые обеспечивают достаточно быстрый перезаряд входной емкости при сравнительно малых входных напряжениях.

Выпрямительные диоды. В табл. 3.13 приведены характеристики выпрямительных диодов средней мощности с постоянным обратным напряжением f/o6p не менее 400 В и временем восстановления обратного сопротивления вос не более 1000 не. Диод типа КД204, не приведенный в таблице, имеет такие же параметры, что и диод КД204А, но обеспечивает их в более широком интервале рабочих температур (от - 60 до +125° С).

Таблица 3.13

В схемах ВИЭП применяются диоды типов КД220-КД230 с обратным напряжением от 400 до 1000 В (табл. 3.14). Время восстановления обратного сопротивления диодов в зависимости от исполнения составляет от 0,5 до 1 мкс, прямое падение напряжения не превышает 1,75 В. Время вос определяется режимом измерения. Для классификации диодов КД220А... КД220И принят режим [97], изображенный на рис. 3.49 сплошной линией. При измерениях в схеме стабилизатора импульсного действия время восстановления оценивается вдвое меньшим значением (кривая изменения тока показана пунктирной линией).

В высоковольтных мостах ИЭП выпрямительные диоды должны выдерживать достаточно высокие обратные напряжения, а вы-184

прямительные мосты, выпускаемые серийно, не всегда удовлетворяют требованиям разработчиков аппаратуры по значению рассеиваемой мощности. В этом случае применяют схемы из последовательно соединенных диодов. Работа последовательно включенных диодов имеет особенности при воздействии на них импульсных напряжений знакопеременной полярности или напряжений в выходных цепях инверторов с частотой преобразования более 10 кГц [34].

Эту особенность рассмотрим на примере работы двух последовательно включенных диодов. Так как время восстановления обратного сопротивления вос двух реальных диодов неодинаково (например, вос1<4ос2), то диод с меньшим временем начинает восстанавливать обратное сопротивление первым, причем время восстановления в составе схемы f*Boci не превышает Boci. Время начала восстановления обратного сопротивления t*me2 затягивается по сравнению с временем восг, т. е. *вос2>вос2. При двух последовательно соединенных диодах время *вос2 может превышать в 2,5 раза время вос2. При большем числе диодов эта разница может увеличиться. В период времени *Бос2-вос2 на первый диод воздействует перенапряжение, если амплитуда импульсного напряжения имеет достаточно большое значение. „

, Рис. 3.49. Зависимость време-

Затягивание начала восстановления обратного восстановления диодов

сопротивления может быть устранено шунти- к;Д220 от режима измерения