Вах тиристора – Тиристоры. Вольт-амперная характеристика — Мегаобучалка

Тиристоры. Вольт-амперная характеристика — Мегаобучалка

Тири́стор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или болееp-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние, то есть состояние низкой проводимости, и открытое состояние, то есть состояние высокой проводимости.

Рис. 2. Вольтамперная характеристика тиристора

Типичная ВАХ тиристора, проводящего в одном направлении (с управляющими электродами или без них), приведена на рис 2. Она имеет несколько участков:

· Между точками 0 и (Vвo,IL) находится участок, соответствующий высокомусопротивлению прибора — прямое запирание (нижняя ветвь).

· В точке Vво происходит включение тиристора (точка переключения динистора во включённое состояние).

· Между точками (Vво, IL) и (Vн,Iн) находится участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением-неустойчивая область переключения во включённое состояние. При подаче разности потенциалов между анодом и катодом тиристора прямой полярности больше Vно происходит отпирание тиристора (динисторный эффект).

· Участок от точки с координатами (Vн,Iн) и выше соответствует открытому состоянию (прямой проводимости)

· На графике показаны ВАХ с разными токами управления (токами на управляющем электроде тиристора) IG (IG=0; IG>0; IG>>0), причём чем больше ток IG, тем при меньшем напряжении Vbo происходит переключение тиристора в проводящее состояние

· Пунктиром обозначен т. н. «ток включения спрямления» (IG>>0), при котором тиристор переходит в проводящее состояние при минимальном напряжении анод-катод. Для того, чтобы перевести тиристор обратно в непроводящее состояние необходимо снизить ток в цепи анод-катод ниже тока включения спрямления.

· Участок между 0 и Vbr описывает режим обратного запирания прибора.

· Участок далее Vbr — режим обратного пробоя.

Схемы включения тиристоров

В данной схеме включения тиристора, тиристор переходит в открытое состояние когда напряжение на входе 1 оптопары достигает 1,8-2,5В силой тока 5-7мА. Небольшой недостаток включения тиристора через диодный мост — это потери напряжения на нем, порядка 20В. Свечение лампы по данной схеме будет чуть тускнее нежели при прямом включении.

На рисунке 2 показана схема включения тиристора через транзистор. Управляющий ток проходящий через резистор R2 невелик и составляет не более 30мА. Условие выбора транзистора должно быть следующим, что бы максимальное напряжение коллектор эмитер было не менее 300В.

Тиристоры

Тиристор можно рассматривать как электронный выключатель (ключ). Основное применение тиристоров — управление мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов, а также переключающие устройства. Существуют различные виды тиристоров, которые подразделяются, главным образом, по способу управления и по проводимости. Различие по проводимости означает, что бывают тиристоры, проводящие ток в одном направлении (напримертринистор, изображённый на рисунке) и в двух направлениях (например, симисторы, симметричные динисторы).

Схемы вкл. тиристоров

3 с помощью оптопары 4 по аноду

Свето фотодиоды

Фотодио́д — приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе.

 

Светодио́д — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Биполярный транзистор

Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый элемент, имеющий трехслойную структуру, которая образует два электронно-дырочных перехода. Поэтому транзистор можно представить в виде двух встречно включенных диода. В зависимости от того, что будет являться основными носителями заряда, различают p-n-p и n-p-n транзисторы.

База – слой полупроводника, который является основой конструкции транзистора.

Эмиттером — слой полупроводника, функция которого инжектирование носителей заряда в слой базы.

Коллектором — слой полупроводника, функция которого собирать носители заряда прошедшие через базовый слой.

При включении транзистора в режиме усиления, эмиттерный переход получается открытым, а переход коллектора закрыт. Это получается путем подключения источников питания.

Поскольку эмиттерный переход открыт, то через него будет проходить эмиттерный ток, возникающий из-за перехода дырок из базы в эмиттер, а так же электронов из эмиттера в базу. Таки образом, ток эмиттера содержит две составляющие – дырочную и электронную. Коэффициент инжекции определяет эффективность эмиттера. Инжекцией зарядов именуют перенос носителей зарядов из зоны, где они были основными в зону, где они делаются неосновными.

В базе электроны рекомбинируют, а их концентрация в базе восполняется от плюса источника ЕЭ. В результате этого в электрической цепи базы будет течь довольно слабый ток. Оставшиеся электроны, не успевшие рекомбинировать в базе, под разгоняющим воздействием поля запертого коллекторного перехода, как неосновные носители, будут перемещаться в коллектор, создавая коллекторный ток. Перенос носителей зарядов из зоны, где они были неосновными, в зону, где они становятся основными, именуется экстракцией электрических зарядов.

 

megaobuchalka.ru

§ 3. Вольт – амперная характеристика тиристора.

Эта
характеристика представляет собой
зависимость результирующего тока Iот напряжения, приложенного между анодом
и катодом

I
= f(UA)
(рис.5). На участкеBCрезультирующий ток мал, т.к. коллекторный
переход П2 находится под обратным
напряжением и имеет большое сопротивление.
ВАХ на участкеBCпрактически
отражает зависимость обратного тока
коллекторного перехода П2 от обратного
напряжения на этом переходе и напоминает
ВАХ полупроводникового диода при
обратном включении. В точкеCпроисходит компенсация обратного
напряжения на коллекторном переходе,
и ток тиристора повышается.

Рис. 5. — ВАХ тиристора

После
этого достаточно небольшого повышения
прямого напряжения, и переход П2 откроется.
В этом случае оба тиристора из активного
режима перейдут в режим насыщения, при
котором оба p–n– перехода открыты. В режиме насыщения
ток резко повышается, а напряжение резко
уменьшается. На участке СА тиристор
обладает отрицательным дифференциальным
сопротивлениемR=
–∆UA/∆I,
как и у туннельных диодов.

В точке
А создается минимальное напряжение на
тиристоре, т.к. все три p–n– перехода открыты и
их сопротивление очень мало. Характеристика
выше точки А напоминает ВАХ полупроводникового
диода при прямом включении.

Таким
образом, на участке подачи прямого
напряжения UAимеются две точки перегиба. Первая точка
– С. Напряжение в этой точке называетсянапряжением включения– прямое
напряжение, при котором происходит
переключение тиристора. Вторая точка
– А. Ток тиристора в этой точке называетсятоком удержания–Iуд,
это минимальный прямой ток тиристора,
при котором тиристор еще может находится
в открытом состоянии. При понижении
тока до значения <Iудтиристор переходит из открытого состояния
в закрытое.

При
подаче обратного напряжения между
анодом и катодом переходы П1 и П3
оказываются под обратным напряжением,
и наблюдается обычная ВАХ полупроводникового
диода при обратном включении.

Тиристоры,
которые были рассмотрены, называются
динисторами, т.к. они имеют два
вывода. Условное обозначение показано
на рис. 6.

Рис. 6 — Условное обозначение динистора

§ 4. Типы тиристоров.

Тринисторы
(обычно именно их называют тиристорами)
.

В
динисторах включение производится
путем повышения анодного напряжения
до значения UA≥UA
вкл
, при котором ток через прибор
резко повышается. Это является его
небольшим недостатком, т.к. включение
производится большим напряжением, при
протекании в цепи очень больших токов,
что свидетельствует о малой эффективности
управления. Поэтому динисторы получили
малое распространение.

Однако
включить тиристор можно и другим образом,
повышая ток только в одном из двух
эквивалентных транзисторов путем подачи
дополнительного управляющего напряжения
на один из эквивалентных переходов.
Такой тиристор является трёхэлектродным
и называется тринистором(рис. 7)

На
одной из внутренних областей тиристора
делается вывод, на который подается
управляющее прямое напряжение. С
повышением управляющего прямого
напряжения при неизменном напряжении
между анодом и катодом ток соответствующего
эквивалентного перехода растет,
повышается коэффициент передачи тока
α этого тиристора, и можно добиться,
чтобы тиристор открылся при напряжении
UA<UA
вкл
.

Рис. 7.-
Структура тринистора

Рис.
8. – ВАХ тринистора

Таким
образом, условие α12= 1 выполняется
при напряженияхUA<UA
вкл
за счет изменения управляющего
напряжения. Чем большеIупр,
тем при меньшем напряженииUAпроизойдет переключение тиристора
(рис. 8). Для управления включением
требуются незначительные ток и напряжение,
т.е. управление производится с очень
небольшой затратой мощности, но при
этом в анодной цепи могут протекать
токи в десятки и сотни ампер при
напряжениях в тысячи вольт.

Таким
образом, тринистор является прибором,
обладающим очень эффективным управлением.

Следует
отметить, что после того как управляющий
ток обеспечил отпирание тиристора,
дальнейшее управление током за счет
изменения управляющего напряжения не
происходит. Условное обозначение
тиристора (тринистора) показано на рис.
9.

Рис. 9. — Условное обозначение тринистора

Симметричные
тиристоры
.

В
некоторых схемах регулировки переменного
тока требуются тиристоры, которые можно
включать как в прямом, так и в обратном
направлении. Этому требованию отвечают
симметричные тиристоры. Эти тиристоры
имеют одинаковые ВАХи при различных
полярностях приложенного напряжения.

В
симметричном тиристоре (рис.10) имеется
пять областей и четыре p–n– перехода. ОбластиN3 иP2
подключены к катоду, аN1
иP1 – к аноду. При полярности
напряжения плюсом на Р1 и минусом наN3,
переходы П2 и П4 находятся под прямым
напряжением, а П3 – под обратным.p–n– переход П1 находится
под обратным напряжением, но он
зашунтирован сопротивлением области
Р1. В результате в цепи включен тиристор
с обычной четырехслойной структуройP1N2P2N3
с плюсом напряжения на крайней области
Р1 и минусом наN3. В такой
структуре будут наблюдаться те же
процессы, которые были рассмотрены
ранее.

При смене полярности – подачи напряжения
«+» на Р2 и «–» на N1 –
переходы П1 и П3 окажутся под прямым
напряжением, аN2 – под
обратным. В этом случае переход П4 также
окажется под обратным напряжением, но
он зашунтирован сопротивлением области
Р2. Напомним, что ток идет по пути
наименьшего сопротивления, поэтому он
проходит через область Р2, а не через
очень большое сопротивление перехода
П4.

Таким
образом, и в этом случае получена такая
же четырехслойная структура P2N2P1N1,
в которой произойдут процессы, характерные
для тиристора, включенного под прямое
напряжение. Обычно в такой структуре
доб – ся управляющий электрод, как и в
тринисторе.

Управляющий
симметричный тринистор получил название
симистор. Его ВАХ показана на
рис.11, а условное обозначение – на рис.
12.

Рис. 10. — Структурная схема симметричного
тиристора

Рис. 12. — Условное
обозначение симистора

Рис. 11. — ВАХ
симистора

studfiles.net

26. Тиристор. Общие черты и отличия вах тиристора и динистора:

Вольт-амперная
характеристика, ВАХ динистора, имеет
вид на рисунке 3.

 

  Устойчивое
состояние (точка
D на ВАХ
) достигается
в результате перехода транзисторов
тиристора в режим насыщения. Падение
напряжения на открытом динисторе —
тиристоре составляет около 1,5
– 2,0 вольта.

    Если
на анод подать положительное напряжение
относительно катода, то крайние
электронно-дырочные переходы П1
и П3
 оказываются
смещенными в прямом направлении, а
центральный переход П2 в
обратном.

    С
увеличением анодного напряжения ,
ток через динистор сначала растет
медленно (участок
А — В на ВАХ)
.
Сопротивление перехода П2 ,
в этом режиме еще велико, это соответствует
запертому состоянию динистора.

   При
некотором значении напряжения (участок
В — С на ВАХ)
.
называемым напряжением
переключения Uпер (напряжение
лавинного пробоя перехода П2), динистор
переходит в проводящее состояние. 
 
В цепи устанавливается ток (участок
D – E на ВАХ)
,
определяемый сопротивлением внешней цепи
 и
величиной приложенного напряжения U (рис
2).
Напряжение пробоя динистора, в
зависимости от экземпляра, изменяется
в широких пределах и имеет значения
порядка десятков и сотен вольт.  
На
вольт – амперной характеристике, ВАХ
(рис 3.)
, обозначены
участки: 
 —
А – В
 участок
в прямом включении, здесь динистор
заперт и приложенное к его выводам
напряжение меньше, чем необходимо для
возникновения лавинного пробоя;
 —
В – С
 участок
пробоя коллекторного перехода;
 —
C — D
 участок
отрицательного сопротивления;

D — E
 участок
открытого состояния динистора (динистор
включен).

    Динистор
имеет два устойчивых состояния:

заперт (А – В)


открыт (D — E)

 В
участке A
– D – E
 явно
просматривается кривая
ВАХ диода
.

♦     Тиристор
имеющий три электрода – анод, катод и
управляющий электрод – называется
тринистором или просто тиристором. 
 Четырех слойная структура типа p
– n – p – n
 является
единой для тиристора – динистора.
Просто, у динистора отсутствует
дополнительный вывод управляющего
электрода.   
При подаче тока в
цепь управляющего электрода, тиристор
переключается в открытое состояние при
меньших значениях напряжения
переключения Uпер
 
Если каким-то образом уменьшать
ток, проходящий через динистор —
тиристор, то при некотором его
значении (точка
D на ВАХ
) тиристор
закроется.Минимальный ток, при котором
тиристор — динистор переходит из
открытого в закрытое состояние (при
токе управляющего электрода 
=0
) называется током
удержания Iуд
 
Если через управляющий электрод
тиристора пропустить отпирающий ток,
то тиристор перейдёт в открытое
состояние.   Включение транзисторного
аналога тиристора (рис 2) можно осуществить
по двум входам: между электродами (Э1
–Б1)
, либо между
электродами (Э2
– Б2)
.

 ♦    Вольтамперная
характеристика тиристора (Рис 4), похожа
на вольтамперную характеристику
динистора.  
 
Однако отпирание тиристора обычно
происходит при существенно более
низком напряжении, чем необходимо
динистору. К раннему открыванию тиристора
приводит протекание тока через управляющий
электрод. Чем больше ток управляющего
электрода от
Iy1 до Iy4
, тем при
более низком напряжении Ua тринистор
перейдёт в открытое состояние. Это
отражено на вольтамперной характеристике
тиристора.

 ♦    Тиристоры
изготавливают на разные мощности:
маломощные(ток 50
мА. – 100 мА)
, средней
мощности (ток
до 20 ампер
) и большой
мощности (токи
20 – 10000 ампер)
 и
величины напряжения от нескольких
вольт до
10 тысяч вольт
.

 ♦    По
назначению и принципу действия тиристоры
делятся на: запираемые, быстродействующие,
импульсные, симметричные и фототиристоры. 
 Тиристор и динистор пропускают ток
только в одном направлении – от
анода к катоду.

studfiles.net

Вольт – амперная характеристика тиристора.

Эта характеристика представляет собой зависимость результирующего тока I от напряжения, приложенного между анодом и катодом

I = f(UA) (рис.5). На участке BC результирующий ток мал, т.к. коллекторный переход П2 находится под обратным напряжением и имеет большое сопротивление. ВАХ на участке BC практически отражает зависимость обратного тока коллекторного перехода П2 от обратного напряжения на этом переходе и напоминает ВАХ полупроводникового диода при обратном включении. В точке C происходит компенсация обратного напряжения на коллекторном переходе, и ток тиристора повышается.

 

Рис. 5. — ВАХ тиристора

 

После этого достаточно небольшого повышения прямого напряжения, и переход П2 откроется. В этом случае оба тиристора из активного режима перейдут в режим насыщения, при котором оба p – n – перехода открыты. В режиме насыщения ток резко повышается, а напряжение резко уменьшается. На участке СА тиристор обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением R = –∆UA/∆I, как и у туннельных диодов.

В точке А создается минимальное напряжение на тиристоре, т.к. все три p – n – перехода открыты и их сопротивление очень мало. Характеристика выше точки А напоминает ВАХ полупроводникового диода при прямом включении.

Таким образом, на участке подачи прямого напряжения UA имеются две точки перегиба. Первая точка – С. Напряжение в этой точке называется напряжением включения – прямое напряжение, при котором происходит переключение тиристора. Вторая точка – А. Ток тиристора в этой точке называется током удержания – Iуд, это минимальный прямой ток тиристора, при котором тиристор еще может находится в открытом состоянии. При понижении тока до значения < Iуд тиристор переходит из открытого состояния в закрытое.

При подаче обратного напряжения между анодом и катодом переходы П1 и П3 оказываются под обратным напряжением, и наблюдается обычная ВАХ полупроводникового диода при обратном включении.

 

Тиристоры, которые были рассмотрены, называются динисторами, т.к. они имеют два вывода. Условное обозначение показано на рис. 6.

 

Рис. 6 — Условное обозначение динистора

 

Типы тиристоров.

Тринисторы (обычно именно их называют тиристорами).

В динисторах включение производится путем повышения анодного напряжения до значения UA ≥ UA вкл, при котором ток через прибор резко повышается. Это является его небольшим недостатком, т.к. включение производится большим напряжением, при протекании в цепи очень больших токов, что свидетельствует о малой эффективности управления. Поэтому динисторы получили малое распространение.

Однако включить тиристор можно и другим образом, повышая ток только в одном из двух эквивалентных транзисторов путем подачи дополнительного управляющего напряжения на один из эквивалентных переходов. Такой тиристор является трёхэлектродным и называется тринистором (рис. 7)

На одной из внутренних областей тиристора делается вывод, на который подается управляющее прямое напряжение. С повышением управляющего прямого напряжения при неизменном напряжении между анодом и катодом ток соответствующего эквивалентного перехода растет, повышается коэффициент передачи тока α этого тиристора, и можно добиться, чтобы тиристор открылся при напряжении UA < UA вкл.


Рис. 7.- Структура тринистора

Рис. 8. – ВАХ тринистора

 

Таким образом, условие α1 + α2 = 1 выполняется при напряжениях UA < UA вкл за счет изменения управляющего напряжения. Чем больше Iупр, тем при меньшем напряжении UA произойдет переключение тиристора (рис. 8). Для управления включением требуются незначительные ток и напряжение, т.е. управление производится с очень небольшой затратой мощности, но при этом в анодной цепи могут протекать токи в десятки и сотни ампер при напряжениях в тысячи вольт.

Таким образом, тринистор является прибором, обладающим очень эффективным управлением.

Следует отметить, что после того как управляющий ток обеспечил отпирание тиристора, дальнейшее управление током за счет изменения управляющего напряжения не происходит. Условное обозначение тиристора (тринистора) показано на рис. 9.

Рис. 9. — Условное обозначение тринистора

 

Симметричные тиристоры.

В некоторых схемах регулировки переменного тока требуются тиристоры, которые можно включать как в прямом, так и в обратном направлении. Этому требованию отвечают симметричные тиристоры. Эти тиристоры имеют одинаковые ВАХи при различных полярностях приложенного напряжения.

В симметричном тиристоре (рис.10) имеется пять областей и четыре p – n – перехода. Области N3 и P2 подключены к катоду, а N1 и P1 – к аноду. При полярности напряжения плюсом на Р1 и минусом на N3, переходы П2 и П4 находятся под прямым напряжением, а П3 – под обратным. p – n – переход П1 находится под обратным напряжением, но он зашунтирован сопротивлением области Р1. В результате в цепи включен тиристор с обычной четырехслойной структурой P1N2P2N3 с плюсом напряжения на крайней области Р1 и минусом на N3. В такой структуре будут наблюдаться те же процессы, которые были рассмотрены ранее.

При смене полярности – подачи напряжения «+» на Р2 и «–» на N1 – переходы П1 и П3 окажутся под прямым напряжением, а N2 – под обратным. В этом случае переход П4 также окажется под обратным напряжением, но он зашунтирован сопротивлением области Р2. Напомним, что ток идет по пути наименьшего сопротивления, поэтому он проходит через область Р2, а не через очень большое сопротивление перехода П4.

Таким образом, и в этом случае получена такая же четырехслойная структура P2N2P1N1, в которой произойдут процессы, характерные для тиристора, включенного под прямое напряжение. Обычно в такой структуре доб – ся управляющий электрод, как и в тринисторе.

Управляющий симметричный тринистор получил название – симистор. Его ВАХ показана на рис.11, а условное обозначение – на рис. 12.

 

 

Рис. 10. — Структурная схема симметричного тиристора
 

Рис. 12. — Условное обозначение симистора

Рис. 11. — ВАХ симистора

 

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Лекция 14 микроэлектроника

7
Тиристоры

Структуры
с тремя pn-переходами
дали жизнь классу многослойных
переключателей – тиристоров. Термин
“тиристор” происходит от сочетания
греч. thyra – дверь и англ. resistor –
сопротивление.

Тиристор
– это полупроводниковый прибор с двумя
устойчивыми состояниями, имеющий три
или более pn-перехода,
который может переключаться из закрытого
состояния в открытое и наоборот, их
основное назначение в силовой электронике
– управление мощностью в нагрузке.

Функционально
тиристоры являются электронными
ключевыми элементами, сопротивление
которых при определенном пороговом
напряжении на них изменяется с высокого
(выключенное состояние) на низкое
(включенное состояние).

Рис.
7.1. Схема диодного тиристора: а) структура
диодного тиристора; б) энергетическая
диаграмма.

Структура тиристора
показана на рис. 7.1,а. Тиристор представляет
собой четырехслойный прибор, содержащий
три последовательно соединенных
pn-перехода
1,
П2
и П3),
внешние области называют эмиттерами
1,
Э2),
а внутренние области – базами (Б1,
Б2).
Переходы П1
и П2 называются
эмиттерными, переход П3
– коллекторный. Центральный
переход действует как коллектор дырок,
инжектируемых переходом П1,
и как коллектор электронов, инжектируемых
переходом П2.
Крайнюю
p-область
называют анодной или р-эмиттером,
а вывод от нее – анодом (А), крайнюю
n-область
называют катодной или n-эмиттером,
а ее вывод – катодом (К). У тринисторов
к одной из базовых областей сделан
управляющий вывод (УЭ).

Напряжение
питания (анодное напряжение) подводится
к крайним p
и n-областям
pnpn-структуры
тиристора. Управляющий сигнал может
подводиться к любой базовой области.

7.1 Вольт-амперная
характеристика тиристора

Вольтамперные
характеристики тиристоров относятся
к S-образным характеристикам приборов
с отрицательным дифференциальным
сопротивлением. ВАХ
тиристора имеет несколько различных
участков (рис. 7.2).

Прямое смещение
тиристора соответствует положительному
напряжению, подаваемому на первый
p1-эмиттер
тиристора.

Положительным
считается направление тока, втекающего
в анодную область р-типа
электропроводности, к которой подсоединен
положительный полюс источника питания.
Участок
характеристики между точками 1 и 2
соответствует закрытому состоянию с
высоким сопротивлением.

В этом случае
основная часть напряжения VG
падает на коллекторном переходе П3,
который смещен в обратном направлении.
Эмиттерные переходы П1
и П2 включены
в прямом направлении.

Рис.
7.2 ВАХ тиристора: VG
– напряжение между анодом и катодом;
Iу,
Vу
– минимальные удерживаемые ток и
напряжение; Iв,
Vв
– ток и напряжение включения

Первый
участок ВАХ тиристора аналогичен
обратной ветви ВАХ pn-перехода.
На участке 1-2 дифференциальное
сопротивление положительное и имеет
большое значение. С ростом тока
дифференциальное сопротивление
постепенно уменьшается и в точке (2)
становится равным нулю. Участок 2-3
соответствует отрицательному
дифференциальному сопротивлению.
Участок 3-4 характеризуется малым
положительным дифференциальным
сопротивлением.

Рассмотрим
характерные точки ВАХ тиристора. Точку,
для которой напряжение на прямой ветви
ВАХ тиристора максимально, называют
точкой включения. Напряжение на аноде,
соответствующее этой точке, называют
напряжением включения Uв,
а ток – током включения Iв.

В
точке переключения дифференциальное
сопротивление обращается в нуль, а
напряжение на структуре достигает
максимального значения, равного
напряжению включения Uв.

Напряжение
включения – это анодное напряжение в
прямом направлении, при котором в
двухэлектродном (динисторном) включении
тиристор переходит из закрытого состояния
в открытое
.
Напряжение включения обычно имеет
небольшой запас относительно напряжения
лавинного пробоя коллекторного перехода.

Ток
включения
Iв
– это такое значение анодного тока
тиристора при прямом направлении, при
превышении которого тиристор в
двухэлектродном включении переключается
в открытое состояние
.

Если
уменьшать ток через тиристор, то по
достижении некоторого минимального
тока, который необходим для поддержания
его в открытом состоянии, называемого
током выключения Iвыкл
или Iу
(удерживающим), происходит переключение
в закрытое состояние.

Эквивалентная
схема тиристора может быть представлена
с помощью двух транзисторов (рис.
7.3),
таким образом, тиристор можно рассматривать
как соединение рnр-транзистора
с nрn-транзистором,
причем коллектор каждого из них соединен
с базой другого.

Рис.
7.3. Двухтранзисторная модель диодного
тиристора

К
катоду тиристора прикладывается
отрицательное (или нулевое) напряжение,
к аноду положительное. При
положительном анодном напряжении
эмиттерные переходы смещены в прямом
направлении, а коллекторный – в обратном.
Через эмиттерные переходы в базовые
области инжектируются неосновные
носители заряда. Посредством диффузии
или дрейфа они перемещаются к коллекторному
переходу. Часть носителей на этом пути
рекомбинирует, а оставшиеся – достигают
коллекторного перехода. Генерируемые
в области ОПЗ коллекторного перехода
электроны и дырки разделяются полем
этого перехода и поступают соответственно
в n
p-базы.
Для
инжектированных эмиттерами носителей
заряда в коллекторном переходе нет
потенциального барьера, и они переходят
в базовые области: дырки в p-базу,
а электроны в n-базу.

Рис.
7.4. Зонная
диаграмма и токи в тиристоре в закрытом
(а) состоянии

Задерживаемые
потенциальными барьерами эмиттерных
переходов, дырки и электроны образуют
избыточные положительные и отрицательные
заряды в соответствующих базах, что
аналогично приложению прямого напряжения
к эмиттерным переходам. Потенциальные
барьеры эмиттеров понижаются, что
вызывает увеличение инжекции дырок из
p-эмиттера
в n-базу
и электронов из n
эмиттера в p-базу.

При увеличении
напряжения коллекторного перехода в
области ОПЗ коллектора начинается
лавинное умножение неосновных носителей,
что приводит к росту потоков электронов
и дырок и их накопление в соответствующих
базах.

Появление
дополнительного отрицательного заряда
электронов в n-базе
приводит к приоткрыванию эмиттерного
перехода pnp-транзистора
и инжекции дырок, заряд которых
нейтрализует накопленный в базе заряд
электронов.

Рис.
7.5. Зонная
диаграмма и токи в тиристоре в открытом
(б) состоянии

Появление
дополнительного положительного заряда
дырок в p-базе
приводит к приоткрыванию эмиттерного
перехода pnp-транзистора
и инжекции электронов, заряд которых
нейтрализует накопленный в базе заряд
дырок. Инжектированные дополнительно
носители через коллектор попадают в
соседнюю базу, способствуя дальнейшему
открыванию соответствующих эмиттерных
переходов и нарастанию тока. Процесс
будет повторяться до тех пор, пока не
будет достигнут предельно возможный в
данной цепи ток, обусловленный внешней
нагрузкой. При этом тиристор переходит
во включенное состояние (отр. 3-4 на рис.
7.2), в котором он обладает минимальным
сопротивлением. При этом как pnp-транзистор,
так и npn-транзистор
попадают в режим насыщения.

ВАХ тиристора в
двухэлектродном включении

представляет собой зависимость напряжения
на аноде в функции тока анода UA(IA).
При двухэлектродном включении тиристора
ток управления равен нулю (IУ=0)
и поэтому ток анода равен току катода
IA=IK=I.

При задании тока
I через тиристор эмиттеры pnp
и npn-структур
инжектируют неосновные носители зарядов
в базовые области соответствующих
транзисторов, которые собираются общим
для обеих структур коллектором.

Напряжение
между анодом и катодом определяется
суммой напряжений на ОПЗ рn-переходов
структуры. В данном случае мы проводим
простейший анализ и падением напряжения
на областях квазиэлектронейтралых баз
пренебрегаем:

Для электронного
и дырочного токов коллекторного перехода
можно записать: Iкpp∙Iэpp∙IА,
Iкn=αn∙Iэnn∙IК,
где Iкp,
Iэp,
Iкn
– соответственно управляемые дырочные
и электронные токи эмиттера и коллектора,
αp
и αn
– коэффициенты передачи токов транзистора
pnp
и npn
соответственно.

Общий ток тиристора
I=∙IА=
I
К,
будет включать как управляемые токи,
так и тепловой ток коллекторного перехода
Iк0:

IpIА
nIК+Iк0=Iк0+(αpn)I

(7.2)

Откуда:

(7.3)

Ток
анода, при котором выполняется условие

= 1
является
током включения Iв,
так как при этом токе имеет место максимум
кривой U(I).

Необходимым
условием формирования S-образной ВАХ
тиристора с участком отрицательного
дифференциального сопротивления
является зависимость суммы коэффициентов
передачи тока α=α1+α2
от тока через структуру.

Из формулы (7.3)
следует, что если

то ток тиристора
стремится к бесконечности. Таким образом
(7.4) и будет условием включения тиристора.
На рис. 7.5
показаны зависимости коэффициентов
αp1,
αn2
и αS=(α12)
от тока через тиристор.

Рис.
7.5. Зависимости
коэффициентов αp,
αn
и αS=pn)
от тока через тиристор

Поскольку ток
определяется напряжением на тиристоре,
аналогичная зависимость будет, если
использовать в качестве аргумента
напряжение. При этом моменту включения
тиристора будут соответствовать значения
некоторого порогового тока и напряжения:
Iв,
Uв.
Изменяя характер зависимости αp(I)
или αn(I)
возможно изменять значения тока и
напряжения, при которых происходит
переход тиристора в состояние с малым
сопротивлением.

При
увеличении тока эмиттера могут возрастать
как коэффициент переноса æ,
так и коэффициент инжекции γ.
Увеличение коэффициента переноса может
происходить вследствие появления
ускоряющего электрического поля,
уменьшения рекомбинационных потерь
неосновных носителей заряда в базе и
возрастания времени жизни носителей с
ростом уровня инжекции.

Учтем
еще один фактор –
лавинное умножение в коллекторном
переходе П3
через коэффициент лавинного умножения
М. Тогда суммарный ток I через переход
П3
будет равен:

(7.6)

где
M

коэффициент лавинного умножения, который
предполагается одинаковым для электронов
и дырок и определяется формулой Миллера
(5.52).
Откуда:

(7.7)

где
α=αpn
суммарный
коэффициент передачи тока первого
(p1n1p2)
и второго (n2p2n1)
транзисторов. Выражение (7.7) в неявном
виде описывает ВАХ диодного тиристора
на «закрытом» участке, поскольку
коэффициенты М
и α
зависят от приложенного напряжения VG.
По мере роста α и М с ростом VG,
когда значение М(α12)
станет равно 1, из уравнения (7.7) следует,
что ток I устремится к ∞. Это условие и
есть условие переключения тиристора
из состояния «закрыто» в состояние
«открыто».

Таким
образом, в состоянии «закрыто»
тиристор должен характеризоваться
малыми значениями α
и М,
а в состоянии «открыто» –
большими значениями коэффициентов α
и
М.

В закрытом состоянии
(α – малы) все приложенное напряжение
падает на коллекторном переходе П3
и ток тиристора – это ток обратно
смещенного pn
перехода. Чтобы выключить транзистор
необходимо создать условия, при которых
исчезает заряд, инжектированный в базы
транзистора, и, соответственно,
концентрации неосновных носителей
около коллекторного перехода становятся
меньше или равны равновесным. При этом
будет иметь место выход pnp-
и npn-транзисторов
из режима насыщения и переход тиристора
в состояние с высоким сопротивлением.
Проще всего выключить тиристор, прекратив
на некоторое время инжекцию заряда
через эмиттерные переходы. При питании
тиристора переменным напряжением это
происходит автоматически в момент,
когда напряжение проходит через ноль.

Если
полярность напряжения между анодом и
катодом сменить на обратную, то переходы
П1
и П3
будут смещены в обратном направлении,
а П2

в прямом. ВАХ тиристора в этом случае
будет обычная ВАХ двух обратносмещенных
pn-переходов.

При
подаче анодного напряжения обратной
полярности через тиристор протекает
обратный ток Iобр,
указываемый как параметр для максимального
обратного напряжения Uобр
max.

Быстродействие
тиристоров характеризуют временем
включения, и временем выключения. Как
и в транзисторе, эти времена определяются
процессами накопления и рассасывания
избыточных носителей заряда в областях
четырехслойной структуры.

Для того чтобы
снизить порог включения достаточно
ввести неосновные носители заряда в
одну из баз тиристора. Осуществить это
возможно, изготовив дополнительный
управляющий электрод к одной из баз
транзистора. Тогда чем больше ток
управляющего электрода, тем раньше
будет наступать включение (см. рис.
7.6).

Рис.
7.6 Структура
и ВАХ тиристора в триодной схеме

Рассмотрим
влияние
тока управления на ВАХ тиристора более
подробно. При двухэлектродном включении
тиристора основные носители, необходимые
для установления рекомбинационного
равновесия в базах, поступают в n
и р-базы
тиристора через коллекторный рn-переход.
При подаче тока управления Iу
в р-базу
тиристора через управляющий электрод
тиристора вводятся дополнительные
основные носители (дырки) и поэтому
рекомбинационное равновесие достигается
при меньших значениях собственного
тока коллекторного перехода Ik0
и, следовательно, меньших значениях
напряжения UA
на рnрn-структуре.

Вследствие
зависимости коэффициентов передачи
тока от тока анода при наличии
дополнительного тока Iу
кривая на рис. 7.6,б сместится влево по
оси токов, напряжение включения тиристора
с ростом положительного тока управления
уменьшается. При некотором достаточно
большом токе управления участок
отрицательного сопротивления исчезает.
В этом случае говорят, что происходит
спрямление ВАХ тиристора, а соответствующий
ток управления называют током управления
спрямления Iy.спр.

Ток Iу
является одним из главных параметров
тринисторов (трехэлектродных тиристоров).
Постоянный отпирающий ток управляющего
электрода Iу
вкл

минимальное значение постоянного тока
управляющего электрода, которое
обеспечивает переключение тиристора
из закрытого состояния в открытое при
определенном режиме в основной цепи.
Этому току соответствует постоянное
отпирающее напряжение Uу
вкл
на
управляющем электроде.

7.2 Типы тиристоров

В настоящее время
имеется довольно много различных типов
тиристоров. Диодные тиристоры или
динисторы имеют два внешних вывода,
триодные тиристоры или тринисторы имеют
три вывода. Динистор
имеет постоянный порог срабатывания,
порог тринистора может изменяться током
управляющего электрода.

Динисторы
и тринисторы могут иметь ВАХ трех типов
(рис. 7.8). Непроводящие в обратном
направлении тиристоры при подаче
отрицательного анодного напряжения не
переключаются и оказываются закрытыми
(рис. 7.8,а). Проводящие в обратном
направлении тиристоры также не
переключаются при подаче обратного
напряжения, но проводят токи сравнимые
с токами в открытом состоянии в прямом
направлении (рис. 7.8,б). Симметричные
тиристоры – симисторы – имеют одинаковые
характеристики переключения в первом
и третьем квадрантах ВАХ (рис. 7.8,б).

Рис.
7.8 Примеры
ВАХ тиристоров различных типов

Тиристоры
изготавливаются на основе кремния.
Большая ширина запрещенной зоны кремния,
совершенство кристаллической структуры,
большие подвижности и времена жизни
носителей заряда, механическая прочность
и сравнительная легкость получения
рn-переходов
позволили создать кремниевые тиристоры
с различным сочетанием параметров: на
токи от 1 мА до 10 кА и напряжения от
нескольких вольт до нескольких киловольт.
Скорость нарастания напряжения в них
достигает I09
В/с, а тока – 109А/с.
Время включения составляет от сотых
долей до десятков микросекунд, время
выключения – от единиц до сотен
микросекунд.

Конструктивно
различают три типа приборов: тиристоры
штыревой конструкции в металлических
и металлокерамических корпусах, прижимные
тиристоры с отводом тепла с одной стороны
приборов, таблеточные с двусторонним
отводом тепла. Основными конструкциями
являются штырьевая и таблеточная.

Серийно
выпускают следующие основные типы
тиристоров средней и большой мощностей.

Управляемые
тиристоры

типа Т – это наиболее распространенный
тип тиристоров на токи 10…200 А и напряжения
переключения до 1600 В. Сюда же относятся
тиристоры типа ТД – тиристоры динамические
и ТТ – тиристоры таблеточные.

Лавинные
транзисторы

типа ТЛ рассчитаны на токи до 250 А и
напряжения лавинного пробоя до 1500 В.
Для тиристоров такого типа допускается
кратковременное перенапряжение в
обратном направлении, когда напряжение
превышает напряжение лавинного пробоя.

Высокочастотные
тиристоры

типа ТЧ (тиристор частотный) рассчитаны
на токи 10…200 А, напряжение переключения
до 1200 В, время выключения до 15 мкс.
Тиристоры типов Т, ТД, Т’Т, TЛ работают
на частотах до 500 Гц, а рабочая частота
тиристоров ТЧ достигает 20 кГц.

В
эту же группу приборов входят тиристоры
типов ТИ (тиристор
импульсный
)
и ТМ (тиристор
модуляторный
),
которые предназначены для работы при
больших импульсах токов – до 3000 А, и
коротких длительностях импульсов –
1…1000 мкс. больших скоростях нарастания
анодного тока – до 109
А/с и малых временах включения – 0,1…0,2
мкс.

Широкое распространение
в цепях переменного тока находят
тиристоры с симметричными характеристиками
– симисторы. Симметричные
тиристоры типа ТС (тиристор
симметричный
)
выполняют роль ключа переменного тока.
Один управляющий электрод обеспечивает
управление обеими ветвями ВАХ, причем
токи управления для разных направлений
различны. Эффективные токи тиристоров
ТС достигают 150 А, напряжение переключения
– 1200 В.

На рис. 7.9 приведены
примеры некоторых возможных структур
тиристоров и их графические обозначения.

Рис.
7.9 Примеры
структур тиристоров и их графические
обозначения

studfiles.net

§ 3. Вольт – амперная характеристика тиристора.

Эта характеристика представляет собой зависимость результирующего тока I от напряжения, приложенного между анодом и катодом

I = f(UA) (рис.5). На участкеBC результирующий ток мал, т.к. коллекторный переход П2 находится под обратным напряжением и имеет большое сопротивление. ВАХ на участкеBC практически отражает зависимость обратного тока коллекторного перехода П2 от обратного напряжения на этом переходе и напоминает ВАХ полупроводникового диода при обратном включении. В точкеC происходит компенсация обратного напряжения на коллекторном переходе, и ток тиристора повышается.

Рис. 5. — ВАХ тиристора

После этого достаточно небольшого повышения прямого напряжения, и переход П2 откроется. В этом случае оба тиристора из активного режима перейдут в режим насыщения, при котором обаp – n – перехода открыты. В режиме насыщения ток резко повышается, а напряжение резко уменьшается. На участке СА тиристор обладает отрицательным дифференциальным сопротивлениемR = –∆UA/∆I, как и у туннельныхдиодовВ. точке А создается минимальное напряжение на тиристоре, т.к. все триp – n – перехода открыты и их сопротивление очень мало. Характеристика выше точки А напоминает ВАХ полупроводникового диода при прямом включении.

Таким образом, на участке подачи прямого напряженияUA имеются две точки перегиба. Первая точка– С. Напряжение в этой точке называетсянапряжением включения

– прямое напряжение, при котором происходит переключение тиристора. Вторая точка– А. Ток тиристора в этой точке называетсятоком удержания – Iуд, это минимальный прямой ток тиристора, при котором тиристор еще может находится в открытом состоянии. При понижении тока до значения< Iуд тиристор переходит из открытого состояния в закрытое.

При подаче обратного напряжения между анодом и катодом переходы П1 и П3 оказываются под обратным напряжением, и наблюдается обычная ВАХ полупроводникового диода при обратном включении.

Тиристоры, которые были рассмотрены, называютсядинисторами, т.к. они имеют два вывода. Условное обозначение показано на рис. 6.

Рис. 6 — Условное обозначение динистора

§ 4. Типы тиристоров.

Тринисторы (обычно именно их называют тиристорами).

В динисторах включение производится путем повышения анодного напряжения до значения UA ≥ UA вкл, при котором ток через прибор резко повышается. Это является его небольшим недостатком, т.к. включение производится большим напряжением, при протекании в цепи очень больших токов, что свидетельствует о малой эффективности управления. Поэтому динисторы получили малое распространение.

Однако включить тиристор можно и другим образом, повышая ток только в одном из двух эквивалентных транзисторов путем подачи дополнительного управляющего напряжения на один из эквивалентных переходов. Такой тиристор является трёхэлектродным и называетсятринистором (рис. 7)

На одной из внутренних областей тиристора делается вывод, на который подается управляющее прямое напряжение. С повышением управляющего прямого напряжения при неизменном напряжении между анодом и катодом ток соответствующего эквивалентного перехода растет, повышается коэффициент передачи токаα этого тиристора, и можно добиться, чтобы тиристор открылся при напряжении UA < UA вкл.

А

P1

UA+-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7.- Структура тринистора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8. – ВАХ тринистора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, условие α1 + α2

= 1 выполняется при напряжениях

UA< UA вкл

за счет изменения управляющего напряжения. Чем больше Iупр,

тем при меньшем

напряжении

UA

произойдет переключение тиристора

(рис. 8).

Для

управления

включением требуются незначительные ток и напряжение,

т.е. управление производится с

очень небольшой затратой мощности,

но при этом в анодной цепи могут протекать токи в

десятки и сотни ампер при напряжениях в тысячи вольт.

Таким образом, тринистор является прибором, обладающим очень эффективным управлением.

Следует отметить, что после того как управляющий ток обеспечил отпирание тиристора, дальнейшее управление током за счет изменения управляющего напряжения не происходит. Условное обозначение тиристора (тринистора) показано на рис. 9.

Рис. 9. — Условное обозначение тринистора Симметричные тиристоры.

Внекоторых схемах регулировки переменного тока требуются тиристоры, которые можно включать как в прямом, так и в обратном направлении. Этому требованию отвечают симметричные тиристоры. Эти тиристоры имеют одинаковые ВАХи при различных полярностях приложенного напряжения.

Всимметричном тиристоре (рис.10) имеется пять областей и четыре p – n – перехода. Области N3 и P2 подключены к катоду, а N1 и P1 – к аноду. При полярности напряжения плюсом на Р1 и минусом на N3, переходы П2 и П4 находятся под прямым напряжением, а П3 – под обратным. p – n – переход П1 находится под обратным напряжением, но он зашунтирован сопротивлением области Р1. В результате в цепи включен тиристор с обычной четырехслойной структурой P1N2P2N3 с плюсом напряжения на крайней области Р1 и минусом на N3. В такой структуре будут наблюдаться те же процессы, которые были рассмотрены ранее.

При смене полярности – подачи напряжения «+» на Р2 и «–»на N1 – переходы П1 и П3 окажутся под прямым напряжением, а N2 – под обратным. В этом случае переход П4 также окажется под обратным напряжением, но он зашунтирован сопротивлением области Р2. Напомним, что ток идет по пути наименьшего сопротивления, поэтому он проходит через область Р2, а не через очень большое сопротивление перехода П4.

Таким образом, и в этом случае получена такая же четырехслойная структура P2N2P1N1, в которой произойдут процессы, характерные для тиристора, включенного под прямое напряжение. Обычно в такой структуре доб – ся управляющий электрод, как и в тринисторе.

Управляющий симметричный тринистор получил название – симистор. Его ВАХ показана на рис.11, а условное обозначение – на рис. 12.

Рис. 10. — Структурная схема симметричного тиристора

 

 

 

 

 

 

Рис. 11. — ВАХ симистора

 

 

 

 

 

 

Рис.

 

 

 

Условное

 

 

 

12.

 

 

 

обозначение симистора

 

§ 5. Особенности работы и параметры тиристоров.

Импульсный режим работы.

В аппаратуре связи тиристоры находят широкое применение как переключающие устройства, работающие в импульсном режиме. Важнейшей характеристикой работы тиристора в этом режиме является время включения и выключения. Время включения tвкл определяется как промежуток времени между моментом подачи управляющего импульса и моментом достижения током тиристора значенияI = 0.9Im (рис. 13). Время включения состоит из двух промежутков:времени задержки tз и временинарастания tнар.

Время tз определяется от момента подачи импульса управления до момента при которомI = 0.1Im. Время задержки определяется для условного транзистораn – p – n тем промежутком, который требуется для диффузии электронов изn – эмиттера через р– базу до коллекторногоp – n – перехода.

Время нарастания связано с инертностью процесса накопления неравновесных зарядов в базовых областях. Для понижения времениtвкл необходимо сужать базовые области тиристора. Однако это снизит и напряжение UA вкл.

Рис.13. — Импульсы тока тиристора

Время выключения – промежуток времени от момента, когда ток тиристора достиг

нулевого уровня до момента восстановления запирающей способности тиристора. При

подаче на тиристор запирающего обратного напряжения в цепи тиристора протекает

некоторое время ток обратного направления. Это происходит в течении времени, которое

требуется для рассасывания зарядов, накопленных в среднем p – n – переходе.

Избыточные электроны из среднего n – слоя рассасываются в средний р – слой за счет

диффузии и рекомбинации; аналогично избыточные дырки из среднего р – слоя

рассасываются в среднем n – слое. Этим объясняется появление обратного тока в цепи тиристора. Следует отметить, что даже после того, как обратный ток достигнет своего установившегося значения и тиристор восстановит свою запирающую способность, в среднемp – n – переходе еще некоторое время сохраняются избыточные заряды. В этом случае при повторной подаче напряжения тиристор открывается при меньших прямых напряжениях, т.к. для отпирания его потребуется меньшее количество новых избыточных зарядов.

Время выключения тиристора обычно больше времени включения. tвкл иtвыкл определяют частотные свойства тиристора.

В настоящее время созданы высокочастотные типы тиристоров, обеспечивающие время включения в сотни нс, аtвыкл до единиц мкс.

Для включения тиристора необходимо: подать на него положительное напряжение(+ к Аноду, — к катоду) и подать управляющий импульс на УЭ.

Для выключения тиристора необходимо: Подать на него обратное напряжение(- к Аноду, + к катоду) либо уменьшить ток тиристора до величины меньше тока удержания и выждать время восстановления запирающих свойств тиристора(продолжая подавать в течении этого времени обратное напряжение).

Влияние температуры на работу тиристора.

Повышение температуры окружающей среды приводит к повышению Iобр тиристора, а также к повышению коэффициентов передачи токовα1 иα2. Это означает, что включение будет происходить при меньших значениях управляющих токов. С ростом температуры снижается допустимая мощность рассеивания и допустимое обратное напряжение.

Простейшая схема включения тринистора показана на рис. 15. Подобное включение называютуправлением по катоду, т.к. управляющим электродом является базовая область р, ближайшая к катодной областиn. При подаче импульса прямого напряжения через вывод управляющего электрода на эмиттерный переход тринистор отпирается, если, конечно, напряжение источника Е(UA) достаточно.

Рис. 15. — Простейшая схема включения тиристора с выводом от р – области

Параметры тиристора

 

 

Схема параметров тиристоров состоит из параметров, связанных с процессами

включения

и выключения и импульсной работы, а также из предельно допустимых

параметров.

 

 

 

 

 

 

 

 

UA вкл–

напряжение включения

 

 

Iуд–

ток удержания

 

 

I

 

вкл

 

– (для тринисторов)

минимальное значение постоянного тока

управляющего электрода,

который обеспечивает переключение тиристора из закрытого

состояния в открытое при определенном режиме в основной цепи.

Uупр вкл

– напряжение, соответствующее Iупр вкл

 

tвкл, tвыкл

среднее допустимое значение тока.

Тиристоры малой и средней

Iпр

. –

мощности рассчитаны на токи до 10 А, большой от 10 до 1000 А и выше.

Iпр max–

максимально допустимое значение тока,

подаваемого кратковременно.

Рmax – максимально допустимая мощность, рассеиваемая на тиристоре

Uобр max

– максимально допустимое обратное напряжение

Маркировка тиристоров

 

 

 

 

КУ

– 203

А – тринистор с Iпр max до 10 А.

 

 

 

 

1

2

3

4

 

 

1 – буква или цифра исходного материала К – 2 – Si

 

2 – буква –

класс прибора Н – динистор, У – тринистор

3 – Динистор,

тринистор (незапираемые) с Iпр до 0.3А: 101÷199

 

 

 

 

 

 

 

до 10

А: 201÷299

 

 

 

 

 

 

 

> 10 A: 701÷599

Симметричные тиристоры с I до 0.3А: 501÷599

до 10 А: 601÷699 > 10 А: 901÷999

Запираемые: 3,4,8 Iимп < 15 A

Iимп = 15…100 A

Iимп > 100 A

4 – буква– указывает на различия тиристора внутри данного типа по одному или нескольким параметрам.

studfiles.net

29. Тиристоры. Вах. Назначение

Тири́стор
— полупроводниковый
прибор, выполненный на основе монокристалла
полупроводника с тремя или более
p-n-переходами и имеющий два устойчивых
состояния: закрытое состояние, то есть
состояние низкой проводимости, и открытое
состояние, то есть состояние высокой
проводимости.

Тиристор
можно рассматривать как электронный
выключатель (ключ). Основное применение
тиристоров — управление мощной нагрузкой
с помощью слабых сигналов, а также
переключающие устройства. Существуют
различные виды тиристоров, которые
подразделяются, главным образом, по
способу управления и по проводимости.
Различие по проводимости означает, что
бывают тиристоры, проводящие ток в одном
направлении (например тринистор,
изображённый на рисунке) и в двух
направлениях (например, симисторы,
симметричные динисторы).

Тиристор
имеет нелинейную вольт-амперную
характеристику (ВАХ) с участком
отрицательного дифференциального
сопротивления. По сравнению, например,
с транзисторными ключами, управление
тиристором имеет некоторые особенности.
Переход тиристора из одного состояния
в другое в электрической цепи происходит
скачком (лавинообразно) и осуществляется
внешним воздействием на прибор: либо
напряжением (током), либо светом (для
фототиристора). После перехода тиристора
в открытое состояние он остаётся в этом
состоянии даже после прекращения
управляющего сигнала, если протекающий
через тиристор ток превышает некоторую
величину, называемую током удержания.

Вольт-амперная
характеристика тиристора

Вольт-амперная
характеристика диодного тиристора,
приведенная на рисунке 7.4, имеет несколько
различных участков. Прямое смещение
тиристора соответствует положительному
напряжению VG, подаваемому на первый
p1-эмиттер тиристора.

Участок
характеристики между точками 1 и 2
соответствует закрытому состоянию с
высоким сопротивлением. В этом случае
основная часть напряжения VG падает на
коллекторном переходе П2, который в
смещен в обратном направлении. Эмиттерные
переходы П1 и П2 включены в прямом
направлении. Первый участок ВАХ тиристора
аналогичен обратной ветви ВАХ p-n перехода.

При
достижении напряжения VG, называемого
напряжением включения Uвкл, или тока J,
называемого током включения Jвкл, ВАХ
тиристора переходит на участок между
точками 3 и 4, соответствующий открытому
состоянию (низкое сопротивление). Между
точками 2 и 3 находится переходный участок
характеристики с отрицательным
дифференциальным сопротивлением, не
наблюдаемый на статических ВАХ тиристора.

30. Номинальные величины электроизмерительных приборов.

studfiles.net