Мощная импульсная энергетика. Пичугина М.Т. - 88 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

кафедра ТЭВН ЭЛТИ ТПУ
88
проблема коммутации. В наибольшей степени эта проблема выражена
при формировании мощных импульсов наносекундной длительности,
где прерыватель должен выдерживать напряжение МВ и обеспечивать
обрыв тока в десятки и сотни кА за время порядка единиц и десятков
наносекунд.
Этим требованиям удовлетворяют два основных типа
наносекундных прерывателей: плазменные прерыватели тока с
наносекундной и микросекундной
накачкой и прерыватели тока на
основе ЭВП. Однако такие прерыватели либо принципиально не
работают в частотном режиме (ЭВП), либо имеют низкую частоту
повторения импульсов и ограниченный ресурс из-за эрозии
электродов (ПП).
Для создания качественно новой мощной импульсной техники,
способной выйти на технологические применения, используются
индуктивные накопители с твердотельными прерывателями
тока,
имеющие высокие удельные характеристики и практически
неограниченный срок службы. Основная проблема здесь состоит в
разработке мощного частотного твердотельного размыкателя тока,
способного в наносекундном диапазоне времени отключать кА токи и
выдерживать напряжения порядка 10
6
В.
В 1983 году профессором И.В. Греховым был предложен и
реализован сильноточный режим работы p
+
-n-n
+
структуры с
плотностью обрываемого тока 200 А/см
2
и временем обрыва около
2 нс и рабочим напряжением 1 кВ. Такие диоды получили название
дрейфовых диодов с резким восстановлением (ДДРВ). Принцип
работы ДДРВ состоит в следующем. За счет короткой длительности
импульса прямого тока (сотни нс) в базе р-n перехода создает тонкий
слой инжектированной плазмы, в котором сосредоточена основная
часть накопленного
заряда. При протекании тока обратной накачки
происходит рассасывание плазменного слоя у p-n-перехода с
одновременным дрейфовым выносом дырок из остальной части базы.
Подбором параметров структуры (длина базы и уровень легирования)
и режима накачки (длительность и плотность тока) достигается
условие, когда к моменту удаления из структуры всех неравновесных
носителей плотность дрейфового тока
достигает максимального
значения для данного уровня легирования базы. При выполнении
этого условия процесс обрыва обратного тока представляет собой
удаление из базы равновесных носителей с максимально возможной
скоростью насыщения порядка 10
7
см/с. В связи с этим ДДРВ имеет
ограничение по плотности тока через структуру. Для получения
обратных напряжений на структуре около 1-2 кВ уровень донорной

Страницы