Thyristoren

Thyristoren

by W. Gerlach

Paperback(1. Aufl. 1979. Ber. Nachdruck)

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Product Details

ISBN-13: 9783540094388
Publisher: Springer Berlin Heidelberg
Publication date: 01/01/1979
Series: Halbleiter-Elektronik , #12
Edition description: 1. Aufl. 1979. Ber. Nachdruck
Pages: 432
Product dimensions: 6.10(w) x 9.25(h) x (d)

Table of Contents

1 Funktionsprinzip des Thyristors.- 1.1 Ersatzmodell des Thyristors.- 1.2 Schaltkriterium.- 1.3 Zeitverlauf der Ströme.- 1.4 Übergang vom Sperr- zum Durchlaßzustand.- 1.5 Der stationäre Durchlaßzustand.- 1.6 Statische Strom-Spannungskennlinien.- 1.7 Ausgezeichnete Kennlinienpunkte.- 1.8 Thyristor-Ersatzmodell und Experiment.- 2 Statisches Verhalten des Thyristors bei Vorwärtspolung.- 2.1 Stromloser Zustand.- 2.2 Spannungsaufteilung.- 2.3 Wechselseitige Beeinflussung der pn-Übergänge.- 2.4 Ladungsgleichgewicht.- 2.5 Kennliniengleichung.- 2.6 Ladungsträgermultiplikation.- 2.7 Kennlinienkonstruktion.- 2.8 Kennlinienberechnung.- 3 Theorie der Durchlaßcharakteristik.- 3.1 Allgemeine Vorbemerkungen.- 3.2 pin-Dioden-Modell.- 3.3 Die verschiedenen Bereiche der Durchlaßcharakteristik.- 3.3.1 Bereich 1: Schwache Injektion in beiden Basiszonen.- 3.3.2 Bereich 2: Schwache Injektion in der p-Basis und starke Injektion in der n-Basis.- 3.3.3 Bereich 3: Starke Injektion in beiden Basiszonen.- 4 Sperrvermögen.- 4.1 Sperrvermögen in Rückwärtsrichtung.- 4.1.1 Spannungsaufteilung.- 4.1.2 Rückwärtskennlinie.- 4.1.3 Sperrspannungsgrenzen.- 4.1.4 Optimales Sperrvermögen.- 4.2 Sperrvermögen in Vorwärtsrichtung.- 4.3 Verbesserung der Vorwärtssperrfähigkeit durch Emitterkurzschlüsse.- 4.4 Einfluß der Halbleiteroberfläche auf die Sperrfähigkeit.- 4.4.1 Ideale und reale Halbleiteroberfläche.- 4.4.2 Oberflächendurchbruch.- 4.5 Maßnahmen zur Verhinderung des Oberflächendurchbruchs.- 4.5.1 Randabschrägung.- 4.5.2 Feldbegrenzungsring.- 5 Methoden zur Analyse der Schaltvorgänge.- 5.1 Quasistatische Behandlung.- 5.2 Strombilanz bei schnell veränderlichem Strom.- 5.3 Übergangsfunktion.- 5.4 Frequenzgang.- 5.5 Ladungssteuerungsmodell.- 5.6 Ladungssteuerungsmodell im Vergleich mit den beiden vorhergehenden Analysenmethoden.- 5.7 Lösung der zeitabhängigen Strom- und Kontinuitätsgleichung.- 6 Einschaltverhalten.- 6.1 Qualitative Beschreibung.- 6.1.1 Zündbedingung.- 6.1.2 Aufbau der Speicherladung.- 6.1.3 Strom- und Spannungsverlauf.- 6.2 Berechnung des Einschaltvorganges bei schwacher Injektion in den Basiszonen.- 6.2.1 Problemstellung.- 6.2.2 Lösungsmethode.- 6.2.3 Verlauf von Strom und Trägerdichte für einen symmetrischen Thyristor.- 6.2.4 Der Übergang zur stationären Trägerverteilung.- 6.2.5 Spannungsverlauf während des Überganges in den stationären Zustand.- 6.3 Berechnung des Einschaltvorganges bei starker Injektion in der n-Basis.- 6.3.1 Problemstellung.- 6.3.2 Stromverlauf.- 6.3.3 Verlauf der Trägerdichte und der Feldstärke in der n-Basis.- 6.3.4 Spannungsabfall in der n-Basis.- 6.3.5 Einfluß der Basisdicke auf den Spannungsabfall in der n-Basis.- 6.3.6 Der Übergang in den stationären Durchlaßzustand.- 6.4 Zur Theorie des Einschaltvorganges auf der Basis des Ladungssteuerungsmodells.- 6.5 Auswirkung verschiedener Effekte auf den Einschaltvorgang.- 6.5.1 Stromabhängigkeit der Stromverstärkungsfaktoren.- 6.5.2 Basisweitenmodulation.- 6.5.3 Driftfeld in der Steuerbasis.- 7 Die Steuerstromzündung großflächiger Thyristoren.- 7.1 Einführung.- 7.2 Primärer Zündbereich.- 7.3 Transiente Ladungsträger- und Potentialverteilung.- 7.4 Ausbreitungsvorgang.- 7.5 Theoretische Modelle der Zündausbreitung.- 7.5.1 Diffusionsmodell.- 7.5.2 Driftmodell.- 7.6 Experimentelle Untersuchung der Zündausbreitung.- 7.6.1 Meßmethoden.- 7.6.2 Stromeinfluß.- 7.6.3 Einfluß der Strukturparameter.- 7.7 Auswirkung der Zündausbreitung auf die dynamischen Thyristoreigenschaften.- 7.8 Methoden zur Erhöhung der Einschaltbelastbarkeit.- 7.8.1 Prinzip der Folgezündung.- 7.8.2 Realisierung der Folgezündung.- 7.8.3 Streifengate.- 8 Das Ausschaltverhalten.- 8.1 Einführung.- 8.2 Trägerspeichereffekt.- 8.3 Kenngrößen.- 8.4 Abrupte Stromkommutierung.- 8.5 Berechnung der Schaltzeiten nach dem Ladungssteuermodell.- 8.5.1 Problemstellung.- 8.5.2 Erste Speicherzeit.- 8.5.3 Erste Abfallzeit.- 8.5.4 Zweite Speicherzeit.- 8.5.5 Zweite Abfallzeit.- 8.5.6 Freiwerdezeit.- 8.6 Zur exakten Berechnung des Ausschaltvorgangs.- 8.6.1 Einleitung.- 8.6.2 Problemstellung.- 8.6.3 Lösungsmethode.- 8.6.4 Verlauf der Löcherdichte, allgemein.- 8.6.5 Verlauf der Löcherdichte für zwei verschiedene Anfangsverteilungen.- 8.6.6 Stromverlauf.- 8.6.7 Vergleich mit den Aussagen des Ladungssteuermodells.- 8.7 Ausräumvorgang bei starker Injektion in beiden Basiszonen.- 8.8 Maßnahmen zur Verkürzung der Freiwerdezeit.- 8.8.1 Verkleinerung der Trägerlebensdauer.- 8.8.2 Erhöhung der Emitterkurzschlußstellen.- 8.8.3 Anlegen einer negativen Gatespannung.- 9 Vom Thyristor abgeleitete Bauelemente und spezielle Gate-Konfigurationen.- 9.1 Die bidirektionale Thyristor-Diode (Diac).- 9.2 Gate-Konfigurationen zur Zündung bidirektionaler Thyristoren.- 9.2.1 Allgemeine Anforderungen.- 9.2.2 Das Transistor-Tor.- 9.2.3 Das Sperrschicht-Tor.- 9.2.4 Zündung mit einer Hilfsschicht.- 9.3 Der Bidirektional-Thyristor mit vier Torfunktionen (Triac).- 9.4 Der abschaltbare Thyristor.- 9.4.1 Der zum Abschalten erforderliche Steuerstrom.- 9.4.2 Abschaltverstärkung.- 9.4.3 Abschaltzeiten.- 9.4.4 Verhältnisse im realen Thyristor.- 9.4.5 Der laterale Abschaltvorgang.- 9.4.6 Gate-Kathodenstruktur.- 9.5 Der lichtzündbare Thyristor.- 9.5.1 Prinzip.- 9.5.2 Spektrale Empfindlichkeit.- 9.5.3 Lichtquellen.- 9.5.4 Optische Zündempfindlichkeit.- 9.5.5 Lichtzündung von Leistungsthyristoren.

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