ВГ-10

Безусловно, одно из украшений моей коллекции - первые отечественные силовые приборы из "нормальных" полупроводников! Я гонялся за ним долгое время и уж совсем отчаялся, когда совершенно таки случайно заполучил его!

Итак, это вентиль германиевый, максимальный ток 10 А, максимальное обратное напряжение у моих образцов 110 и 150 Вольт.

Применялись они, в основном, в электрохимической промышленности при больших токах, но малых напряжениях - в мощных выпрямителях переменного тока, установках электролиза и гальванопластики; цепях возбуждения синхронных машин различной мощности, зарядных агрегатах, системах электропривода и пр.

Электрические параметры

Допустимый выпрямленный ток (среднее значение):
естественное охлаждение - 4 А (по некоторым источникам - 7,5 А)
принудительное охлаждение воздухом, 3м/с - 10 А
принудительное охлаждение воздухом, 6м/с - 15 А
Прямое падение напряжения - не более 0,5 В (по некоторым источникам 0,45 В)
Обратный ток - не более 10 мА
Допустимая температура p-n перехода - 65°С
Ориентировочный срок службы - 5000 ч
При кратковременных перегрузках по току допускают нагрев p-n перехода до 75-80°С и устойчиво работают при температуре окружающей среды -40...+50°С при относительной влажности до 98%
Диоды допускают параллельное и последовательное (при шунтировании сопротивлениями) соединение

Этот прибор был разработан (ориентировочно) в 1957 году лабораторией силовых полупроводниковых выпрямителей ВЭИ им. В. И. Ленина. Серийный производитель - саранский завод Электровыпрямитель.

   "К освоению полупроводниковых приборов завод «Электровыпрямитель» приступил в 1957 г. Освоен выпуск разработанных ВЭИ выпрямительных элементов (вентилей) типов ВГ-10 и ВГ-50 на 10 и 50 а, а также вентилей на силу тока от 1 до 10 а. Готовится выпуск кремниевых вентилей на силу тока 0,4 а.
   На заводе изготовлены и установлены станки для разрезки германия на диски, для вырезки из дисков шайб, травильные установки, диффузионные печи, фильтры для очистки водорода, сборные линейки, оснащенные необходимыми приспособлениями, и испытательные установки для проверки характеристик и параметров выпускаемых приборов. Качество выпускаемых вентилей систематически улучшается: повышена герметичность и механическая прочность конструкции, а также величина допустимого обратного напряжения. Со второго полугодия 1957 г. завод начал выпускать приборы на обратное напряжение свыше 55 в.
   Для совершенствования конструкций и технологического процесса на заводе создана лаборатория полупроводников. В результате работы этой лаборатории достигнуто следующее.
   1. Улучшена конструкция 10-амперных вентилей. Герметизация элемента усилена благодаря заливке соединительных мест эпоксидной смолой. Это повысило также ударостойкость и механическую прочность конструкций.
   Выпускаемые заводом вентили проверяются на герметичность в камере влаги в течение 48 час при температуре 40° С и относительной влажности 95%. Специальное исследование этих элементов показало, что они обеспечивают надежную работу даже в самых тяжелых условиях эксплуатации."

Кстати, очень необычный корпус. Когда я взял его в руки, первой мыслью было - это что-то из СВЧ области.

Однако он вызывал и нарекания у промышленности:

   "выпускаемые германиевые выпрямители значительно улучшают качество и повышают надежность магнитных усилителей.
   Однако следует отметить отдельные недостатки, которые большей частью относятся к конструкции самого выпрямителя.
   1. В корпусе выпрямителя типа ВГ-10-110 плохо выполнена верхняя контактная шпилька. По этой причине при монтаже часты поломки изолятора.
   2. Шкала номинальных токов выпрямителей недостаточна. Желательно иметь исполнение выпрямителей на 25 а.
   3. Германиевые выпрямители, как надежный элемент схемы автоматики, должны широко применяться в морских и тропических условиях, а также в условиях тряски и удара. Выпускаемые выпрямители этим требованиям не отвечают."

Вольт-амперная характеристика диода ВГ-10-50:

Обратная ветвь вольт-амперной характеристики

Как видно из рисунка, кривые характеристик имеют три участка: а) начальный, на котором обратный ток, ток насыщения, устанавливается при малом обратном напряжении, равном примерно 0,1 в; б) участок, на котором обратный ток, ток утечки, незначительно изменяется с изменением напряжения; в) участок пробоя, на котором незначительное увеличение напряжения вызывает резкое увеличение обратного тока. Характеристики показывают, что обратный ток в сильной степени зависит от температуры. При изменении температуры на 1°С ток насыщения возрастает на 7—10%. Поэтому электрическая прочность определяется по обратной ветви характеристики при рабочей температуре, которая для германиевых выпрямителей практически не должна превышать 65° С.

Согласно ВАХ, у германиевых выпрямительных элементов типа ВГ-10 электрическая прочность при 25° С превосходила 360 в, при 75° С она достигала 160 в. В зависимости от требуемой степени надежности этот вентиль может быть применен для 100 или 50 в обратного напряжения. В последнем случае вентиль обеспечивается трехкратным запасом прочности.

Вентили типа ВГ-10 при естественном охлаждении допускают следующие перегрузки:

   4-кратную в течение 20 сек;
   6-кратную - 6 сек;
   8-кратную - 0,4 сек;
   10-кратную - 0,2 сек;
   12-кратную - 0,1 сек.

Источники:

1. Полупроводниковые выпрямители. По материалам Всесоюзного совещания по применению комплектных полупроводниковых выпрямительных установок в промышленности (11-14 августа 1958г.). - Центральное бюро технической информации НИИ Электропромышленности. Москва, 1959.
2. ЦНИИТМАШ. Справочные данные по электрооборудованию. Книга 95. Машгиз. Москва, 1960.
3. Справочник по полупроводниковым приборам. Лавриненко В. Ю. Изд. четвертое, переработанное и дополненное. "Техника", 1966.
4. О.А. Кузнецов, Я.И. Стиоп. Полупроводниковые выпрямители. - М.-Л., изд-во "Энергия", 1966.
5. Городецкий А. Ф., Кравченко А. Ф. Полупроводниковые приборы. - М.: "Высшая школа", 1967.
6. Бирзниек Л. Полупроводниковые преобразователи. Пер. с латыш. М., "Энергия", 1967 (Б-ка электромонтера. вып.227).
7. Справочник радиолюбителя. Р. М. Терещук, Р. М. Домбругов, Н. Д. Босый, С И. Ногин, В. П. Боровский, А. Б. Чаплинский. В двух частях. Изд. 6-е. "Техника", 1970.
8. Лила А. Доневска, Росица Й. Дойчинова. Полупроводникови прибори. Учебник за техникумите по електротехника, специалност "електронна техника", профил "полупроводникова техника". Издателство "Техника", София, 1970.
9. Векслер Г. С. Электропитание спецаппаратуры: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1979.

назад