Труды Кольского научного ценра РАН. № 8, вып.17. 2018 г.

определяемого импульсными процессами за время пробега волны тока до конца линии и обратно (0.5-1 мкс). По истечении времени двойного пробега сопротивление токовой линии, в зависимости от степени ее согласования с заземляющим электродом (ЗЭ), может определяться относительно небольшим волновым сопротивлением линии (400-500 Ом) или стремиться к сопротивлению ЗЭ, которое может быть значительным (1-3 кОм в районах с высоким удельным сопротивлением грунта). В случае обрыва проводника токового контура во время проведения измерений, сопротивление нагрузки ГИТ будет бесконечно большим - Z h =да. Так как в фазе разряда ИНЭ амплитуда напряжения на транзисторах VT2-VT6 пропорциональна Z h , то при большом значении Z h напряжение на транзисторах может превысить предельно допустимую величину. Обычно в схему генератора добавляется защитный электронный компонент, который должен ограничивать возникающее перенапряжение на транзисторах VT2 - VT6 и частично или полностью (в случае Z h = w ) рассеивать энергию, накопленную в ИНЭ. Так, в схеме ГИТ с накопительным трансформатором [3], для этого используется варистор. В рассматриваемой схеме ГИТ с накопительным дросселем функцию защитного элемента выполняют сами MOSFET-транзисторы VT2-VT6, переходящие в режим лавинного пробоя (avalanche mode) [7]. Если для MOSFET- транзисторов первых поколений возникновение лавинного пробоя считалась запрещенным режимом, то современные силовые MOSFET-транзисторы имеют повышенную устойчивость к лавинному режиму (avalanche robustness). Практически все производители современных силовых MOSFET-транзисторов испытывают их на лавинный пробой и не только гарантируют, при соблюдении определенных условий, их устойчивость к однократному или повторяющемуся лавинному пробою, но и предоставляют всю необходимую информацию для теплового расчета ключей в таком режиме работы [8, 9]. Так, производитель используемых в схеме генератора SuperMesh MOSFET-транзисторов гарантирует, что все транзисторы проходят испытание на лавинную устойчивость [6]. Рассмотрим возможность использования транзисторов выбранного типа — STF9NK90Z — для защиты от перенапряжений на выходе генератора. Оценивать устойчивость ключей будем для случая самого напряженного лавинного режима — так называемого, незамкнутого индуктивного переключения (unclamped inductive switching), при котором генератор работает в режиме холостого хода, и вся энергия, накопленная в индуктивности за время фазы накачки, должна быть рассеяна в транзисторах за время лавинного процесса. Такой режим используют производители при испытаниях MOSFET-транзисторов на лавинную устойчивость [9, 10]. Причем будем рассматривать случай максимальной для генератора длительности фазы накачки, что соответствует максимально возможной энергии индуктивного накопителя. Для предотвращения термического разрушения MOSFET-ключа в режиме однократного лавинного пробоя необходимо, чтобы выполнялось три условия [7, 9]: 1) импульс тока через транзистор не должен превышать максимальный ток пробоя: / Dmax < / AR ; 2) рассеиваемая в проводящем канале ключа энергия не должна превышать максимально допустимую энергию пробоя для одиночного импульса: E av < E a s ; 89