Методическое пособие Тиристоры

ТИРИСТОРЫ

Тиристором называется четырёхслойный полупроводниковый прибор, состоящий из последовательно чередующихся областей p-и n – типов проводимости.

Первый вид тиристоров– это динисторы.

Динисторы– это диодные тиристоры, или неуправляемые переключательные диоды.

Тринисторы– это управляемые переключательные диоды.

Симисторы – это симметричные тиристоры,т.е. тиристоры с симметричной ВАХ.

Рассмотрим эти приборы.

1) Устройство и принцип действия динисторов.

2) Основные параметры тиристоров.

3) Тринисторы.

4) Понятие о симисторах.

1) Устройство и принцип действия динисторов. Наружная p-область и вывод от неё называется анодом (смотрите Рис.46).

Рис. 46

Наружная n-область и вывод от неё называется катодом. Внутренние p-и n-области называются базами динистора. Крайние p-n переходы называются эмиттерными, а средний p-n переход называется коллекторным. Подадим на анод«-», анакатод«+». При этом эмиттерные переходы будут закрыты, коллекторный открыт. Основные носители зарядов из анода и катода не смогут перейти в базу, поэтому через динистор будет протекать только маленький обратный ток, вызванный не основными носителями заряда. Если на анод подать«+», а на катод «-», эмиттерные переходы открываются, а коллекторный закрывается.

Рис. 47

Динисторы применяются в виде бесконтактных переключательных устройств, управляемых напряжением.

Принцип действия.

Основные носители зарядов переходят из анода вбазу1, а из катода–в базу2, где они становятся не основными и в базах происходит интенсивная рекомбинация зарядов, в результате ко-торой количество свободных носителей зарядов уменьшается. Эти носители заряда подходят к коллекторному переходу, поле которых для них будет ускоряющим, затем проходят базу и переходят через открытый эмиттерный переход, т.к. в базах они опять становятся основными. Пройдя эмиттерные переходы, электроны переходят в анод, а дырки–в катод, где они вторично становятся неосновными и вторично происходит интенсивная рекомбинация. В результате количество зарядов, прошедших через динистор, будет очень мало и прямой ток так же будет очень мал. При увеличении напряжения прямой ток незначительно возрастает, т.к. увеличивается скорость движения носителей, а интенсивность рекомбинации уменьшается. При увеличении напряжения до определённой величины происходит электрический пробой коллекторного перехода. Сопротивление динистора резко уменьшается, ток через него сильно увеличивается и падение напряжения на нём значительно уменьшается. Считается, что динистор перешёл из выключенного состояния во включённое.

2)Основные параметры тиристоров.

Напряжение включения (Uвкл)–это напряжение, при котором ток через динистор начинает сильно возрастать.

Ток включения (Iвкл) – это ток, соответствующий напряжению включения.

Ток выключения (Iвыкл) – это минимальный ток через тиристор, при которомон остаётся ещё во включённом состоянии.

Остаточное напряжение (Uост)–это минимальное напряжение на тиристоре во включённом состоянии.

Рис. 48

Ток утечки (Io)–это ток через тиристор в выключенном состоянии при заданном напряжении на аноде.

Максимально допустимое обратное напряжение (Uобр.ma x). Максимально допустимое прямое напряжение (Uпр.max).

Время включения (tвкл) – это время, за которое напряжение на тиристоре уменьшится до 0,1 напряжения включения.

Время включения (tвыкл) –это время, за которое тиристор переходит из включённого в выключенное состояние.

3)Тринисторы.

Рис. 49 Рис. 50

Тринисторы можно включать при напряжениях, меньших напряжения включения динистора. Для этого достаточно на одну из баз подать дополнительное напряжение таким образом, что — бы создаваемое им поле совпадало по направлению с полем анода на коллекторном переходе. Можно подать ток управления на вторую базу, но для этого на управляющий электрод необходимо подавать напряжение отрицательной полярности относительно анода, и поэтому различают тринисторы с управлением по катоду и с управлением по аноду.

Нарисунках51–56 изображены условные графические обозначения (УГО) рассматриваемых в данной теме приборов. На рисунке 51–УГО динистора, на 52 – тринистора с управлением по катоду, на 53 – тринистора с управлением по аноду, на 54 – не управляемого симистора, на 55–симистора с управлением по аноду, и на 56, соответственно, симистора с управлением по катоду.

Рис. 51 Рис. 52 Рис. 53

Рис. 54 Рис. 55 Рис. 56