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

Подставляя выражение (16) в (15), получаем: ^ T jAV = 0-635 ВУ О 5 5 1 т х k AV (.^ AV ) R thj - c ■ ( I 7 ) Подставляя в (17) численные значения, находим приращение температуры канала транзистора за время лавинного пробоя: A j v = 0.635-900-5-0.011-3.1«98°С. Соответственно, температура кристалла каждого ключа после окончания лавинного процесса составит: 7 jmilx = 7 jstart + \ 7 jAv =27.6+98~126°C. Это значение также меньше предельно допустимой температуры канала транзистора— 150 °С. Таким образом, выполненные расчеты показали, что для используемых в ГИТ с ИНЭ транзисторов STF9NK90Z при работе генератора на холостом ходу в режиме максимального времени заряда ИНЭ все три условия, гарантирующие устойчивость MOSFET-ключа к однократному лавинному пробою, выполняются. Рассчитанные по двум методикам значения максимальной температуры канала силовых транзисторов ГИТ с ИНЭ при лавинном пробое — 119°C и 126°C — получены для начальной температуры канала транзисторов 25°C. Если ориентироваться на верхнюю границу диапазона рабочих температур ГИТ с ИНЭ — 40 °C, то, согласно приведенным методикам расчета, устойчивость транзисторов генератора к однократному лавинному пробою сохраняется. Необходимо отметить, что, как показали проведенные аналогичные расчеты для других типов MOSFET-транзисторов, при соблюдении условий: 7 Dmax < Z AR и £ A v < E as , температура канала при лавинном процессе может превышать допустимую. Следовательно, выполнение первых двух условий является необходимым, но недостаточным для оценки лавинной устойчивости конкретного транзистора к однократному пробою. Выводы Современные типы MOSFET-транзисторов позволяют использовать режим лавинного пробоя для защиты ключей от перенапряжений, возникающих при коммутации индуктивной нагрузки, в том числе и в случае, так называемого, незамкнутого индуктивного переключения (unclamped inductive switching), когда вся энергия, накопленная в индуктивности при открытом ключе, при закрытии ключа рассеивается транзистором при лавинном пробое. Чтобы режим лавинного пробоя не привел к термическому разрушению транзистора, необходимо при выборе конкретного типа MOSFET-ключа учитывать определенные условия его лавинной устойчивости (способности рассеять накопленную в индуктивности энергию). Основным критерием лавинной устойчивости MOSFET-ключа в конкретном применении является условие, что максимальная температура канала транзистора за время лавинного процесса не превысит предельно допустимую температуру кристалла для данного типа транзисторов. Как правило, производители сами предоставляют методику расчета максимальной температуры канала транзистора при лавинном пробое. Но, для повышения надежности расчетов, целесообразно использовать несколько альтернативных методик. Необходимо внимательно изучить ту часть технической документации на транзистор, которая касается лавинного режима, так как некоторые 95