Слаботочка Книги

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [17] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104

зоне температур окружающей среды. Предельно допустимая отрицательная температура для элементов всех типов достигает -60° С. В связи с тем, что селеновые элементы имеют отрицательный коэффициент сопротивления, прямое падение напряжения в них с ростом температуры несколько уменьшается (рис. 2-10). Однако при некоторой критической температуре элементов знак температурного коэффициента изменяется. В результате этого при дальнейшем повышении температуры прямое падение напряжения начинает быстро расти, что еще более повышает нагрев элемента и приводит к выходу

о гэ 40 ьо 80 юа по т с

Рис. 2-10. Зависимость прямого падения напряжения в селеновых элементах от

температуры на их поверхности, /-элементы серии А и Я: 2 -элементы серии V; 3 - элементы серии Е.

его из строя, с учетом пагрева элемента током нагрузки температура окружающей среды не должна превышать -+-55°С для серии А, -Р60°С для серии Г и -f 100°С для серии Е.

Следует отметить, что допустимые токовые нагрузки на селеновые элементы при температуре окружающей среды, превышающей 4-35° С, должны снижаться против значений, указанных на рис. 2-9 (при -f-50°C -на 20%, а при -Р60°С -на 40% при одновременном снижении обратного напряжения на 20%).

В связи с тем, что селеновые вентили обладают значительной тепловой инерцией, они допускают кратковременные перегрузки по току (до 10-кратных). Это обстоя-

тельство является серьезным преимуществом селеновых вентилей но сравнению с любыми другими типами электрических и в особенности полупроводниковых вентилей.

Селеновые элементы с близкими вольт-амперными характеристиками можно соединять последовательно и параллельно. Промышленностью выпускаются не отдельные элементы, а готовые выпрямительные схемы, собранные из селеновых элементов, для получения широкого диапазона выпрямленных напряжений и токов. Это является большим преимуществом селеновых вентилей по сравнению со всеми остальными тинами электрических вентилей.

Селеновые вентили могут работать длительное время при влажности воздуха до 95%. Коэффициент полезного действия выпрямителей с селеновыми вентилями имеет величину порядка 80-85%.

В процесе работы селеновых вентилей (в течение первых 1 ООО-2 ООО ч) происходит старение селеновых элементов; оно заключается в том, что их сопротивление прямому току постепенно возрастает, а сопротивление обратному току-падает до некоторого установившегося значения. Условным сроком службы селенового вентиля считается время, в течение которого напряжение на выходе выпрямителя снижается на 8-10% при неизменном значении подводимого переменного напряжения. Срок службы селеновых вентилей составляет несколько десятков тысяч часов. Старение селеновых вентилей происходит и При их хранении. Поэтому селеновые вентили, находившиеся в нерабочем состоянии более 8-12 мес, следует подвергать дополнительной формовке при пониженном напряжении. Одним из основных недостатков селеновых вентилей является их относительная громоздкость.

Германиевые вентили. Существуют две основные конструкции германиевых вентилей (или, как их принято называть, германиевых диодов): точечные и плоскостные.

В точечном германиевом диоде выпрямление осуществляется в запорном .слое, образующемся у места контакта германия с металлической иглой. В связи с тем, что нлощадь контакта в точечных диодах очень мала, величина допустимого прямого тока не превосходит нескольких десятков миллиампер, и поэтому точечные диоды не нашли применения в схемах выпрямителей питания.

в тех случаях, когда требуются большие токи, применяют плоскостные германиевые диоды, схематическое устройство которых приведено на рис. 2-11. Плоскостные диоды изготовляются из монокристаллов германия, обладающих проводимостью типа п. В одну из поверхностей кристалла вплавляется капелька индия, который диффундирует в твердый германий и создает в нем область с проводимостью типа р. В результате этого в германиевом кристалле возникает р-п переход, разделенный запорным слоем. Анодом диода является сплав германия с индием, а его катодом - остальная часть кристалла.

Несмотря на относительно малую поверхность контактного перехода, в германиевых плоскостных диодах допускаются весьма высокие плотности тока (до SO-SO а/мм), что объясняется их малым внутренним сопротивлением. Это позволяет пропускать через германиевые выпрямители значительно большие прямые токи, чем через селеновые. Сплавные германиевые диоды изготавливаются на токи до 1 ООО а.

Несмотря на малое внутреннее сопротивление, в германиевых диодах на большие токи выделяется значительное количество тепла. Для отвода этого тепла германиевые диоды на токи до 200 а снабжаются дополнительными теплоотводящими устройствами (радиаторами) с естественным или принудительным воздушным охлаждением. Для охлаждения диодов на токи свыше 200 а применяется водяное охлаждение.

Вольт-амперные характеристики одного из промышленных типов германиевых диодов (диода Д7Ж) приве-

Рис. 2-11. Схематическое устройство плоскостных германиевых диодов на малые (а) и большие (б) токи.

/ - корпус; 2 - изолятор; 3 - р-п переход; 4 - верхний токосниматель; 5 - нижний токосниматель; б-контактные выводы.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [17] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104