Классификация силовых полупроводниковых диодов и тиристоров по конструкции.
В зависимости от конструкции корпуса, в котором размещается полупроводниковая выпрямительная структура, диоды и тиристоры разделяют на штыревые, фланцевые, таблеточные, с корпусом под запрессовку, модульные.
Штыревые корпуса СПП (рис. 2.8) состоят из массйвного основания, снабженного штырем, и крышки, которая при соединении с основанием образует герметичную полость для размещения полупроводниковой структуры. Основание корпуса диода для тиристора, на котором располагается полупроводниковая структура, служит одним из основных электрических выводов СПП и одновременно теплоотводом. Соединения основания корпуса с токоподводом и охладителем осуществляется с помощью штыря, на котором имеется резьба. Крышка корпуса СПП несет на себе второй основной электрический вывод СПП и обеспечивает изоляцию его от основания. Крышки штыревых корпусов тиристоров снабжаются также проходными изоляторами для управляющего электрода. Выводы со стороны крышки корпуса могут выполняться как жесткими, так и гибкими.
Рис. 2.8. Диод штыревой конструкции с гибким (а) и жестким (б) выводом
Рис. 2.9. Тиристор фланцевой конструкции с жестким (а) и гибким (б) выводами
В зависимости от ориентации полупроводниковой структуры по отношению к основанию и крышке корпуса различают диоды и тиристоры прямой (анод на основании) и обратной (катод на основании) полярности.
Внешняя образующая поверхность основания корпусов штыревой конструкции имеет форму шестигранника и обеспечивает возможность применения гаечного ключа при монтаже СПП в преобразовательном устройстве.
Фланцевая конструкция (рис. 2.9) корпусов диодов и тиристоров отличается от штыревой конструкции отсутствием штыря у основания и формой внешней образующей основания, выполненной в виде фланца. Крепление диодов и тиристоров фланцевой конструкции к токоотводу и охладителю осуществляется путем прижима фланца основания с помощью прижимного устройства. Фланцевая конструкция корпусов в отечественном силовом полупроводниковом приборостроении не имеет широкого распространения, применяется в основном для СПП, размещаемых на вращающихся конструкциях (так называемые роторные СПП).
Штыревая и фланцевая конструкции диодов и тиристоров обеспечивают возможность одностороннего охлаждения полупроводниковой структуры и применяются для СПП на токи до 320—500 А.
Таблеточные корпуса (рис. 2.10) диодов и тиристоров представляют собой цилиндрический полый изолятор, в торцевых частях которого имеются два медных основания, между которыми располагается полупроводниковая структура.
Основания корпуса служат для подсоединения токоподводов и теплоотводов, прижимаемых к основаниям с помощью специального прижимного устройства.
Рис. 2.10. Тиристор таблеточного исполнения
Таблеточная конструкция корпуса диода и тиристора обеспечивает возможность как одностороннего, так и двустороннего отвода тепла от полупроводниковой структуры СПП и применяется для приборов на токи 2 50 А и выше.
Корпуса диодов под запрессовку (рис. 2.11) состоят из полого цилиндра с рифленой на: ружной образующей поверхностью, закрытого с одного из торцов дном—основанием-, на котором располагается полупроводниковая структура, и проходного изолятора с гибким или жестким выводом, закрывающим вторрй торец цилиндра. Соединение диода в корпус под запрессовку с теплоотводом и одним из токоотводов осуществляется запрессовкой корпуса в специальное отверстие в них. Как и диоды штыревой и фланцевой конструкции, диоды в корпусах под запрессовку выполняются прямой (анод на основании) и обратной (катод на основании) полярности.
Корпуса СПП под запрессовку обеспечивают одностороннее охлаждение полупроводниковой структуры и применяются для диодов на токи до 25 А, так называемые автотракторные диоды.
Модульная конструкция (рис. 2.12) диодов и тиристоров состоит из основания с теплопроводной электроизолирующей прокладкой, на которой располагаются одна или несколько полупроводниковых структур, соединенных между собой определенным образом, и пластмассового защитного корпуса с электрическими выводами.
Рис. 2.11, Диод с корпусом под запрессовку с гибким (а) и жестким (б) выводами
Рис. 2.12. Силовой полупроводниковый диодно-тиристорный модуль: а, б — общий вид; в — схема соединения
Основание конструкции служит теплоотводом, электрически изолированным от выводов полупроводниковых структур СПП, входящих в состав модуля. Модульные конструкции выпускают с различными комбинациями СПП на токи до 160 А.
