Contacts:

Введение 

Технический прогресс современной техники базируется на применении электронных устройств. В системах электроснабжения и электроподвижного состава железнодорожного транспорта эксплуатируются преобразователи электроэнергии, устройства автоматики, телемеханики, релейной защиты и вычислительной техники, создаваемые на основе электронных полупроводниковых приборов. Уровень их эксплуатации зависит от квалификации инженерно-технических работников. Из этого следует, что необходимым условием подготовки инженерных кадров электрических железных дорог является изучение свойств полупроводниковых приборов, их характеристик, конструкции, принципа действия и условий эксплуатации.

В настоящем конспекте лекций изложены теоретические сведения о свойствах элементарных частиц и закономерности их движения, понятия квантовой механики и теории излучения, электронной теории твердого тела и электропроводности полупроводников. Рассмотрены основы теории электронно-дырочного перехода (p-n-перехода), принципы действия, параметры, характеристики, конструкции и схемы включения различных полупроводниковых приборов силовой электроники. К их числу относятся как традиционно и достаточно давно применяемые полупроводниковые приборы, такие как диоды, биполярные и полевые транзисторы, обычные (незапираемые) тиристоры, так и недавно появившиеся изделия силовой электроники, такие, как запираемые тиристоры (запираемый двухоперационный тиристор GTO – Gate Turn-Off Thyristor, запираемый тиристор с форсированным выключением GCT – Gate Commutated Turn-Off Thyristor и запираемый тиристор с блоком формирования импульсов управления в единой конфигурации IGCT –  Integrated Gate Commutated Turn-Off Thyristor) и биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT – Insulated Gate Bipolar Transistor), управляемые структурой металл-оксид-полупроводник (металл-диэлектрик-полупроводник).

С прогрессом в электронике теснейшим образом связано развитие рельсовых и безрельсовых транспортных средств. Современная полупроводниковая электроника обеспечивает любое преобразование электроэнергии, позволяет перейти к гибким технологическим процессам в системе тягового электроснабжения и на электроподвижном составе. Применение современных устройств электронной техники способствует созданию энергоэкономичных систем электрической тяги с оптимальным электропотреблением при обеспечении заданной пропускной и провозной способности на электрифицированных участках магистральных железных дорог, а также на метрополитене и городском электротранспорте.