Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


ТИРИСТОРЫ




Тиристор -полупроводниковый прибор с тремя последовательно включенными p-n-переходами, который может переключаться из закрытого состояния в открытое или наоборот.

Классификация по устройству и принципу действия:

· динисторы,

· тринисторы

· симисторы.

1. Динисторы. Структура динистора показана на рис. 2.19, а.

Крайние области называются р1- и n4-эмиттерами, а средние — р3- и n2-базами.

К эмиттерным областям присоединяют выводы. Электрод, подключенный к р1-эмиттеру, называется анодом А, а к n4-эмиттеру — катодом К. Соответственно переходы П1 и П3 называются эмиттерными, а переход П2 — коллекторным.

При подключении к динистору напряжения (плюс — на аноде и минус — на катоде) переходы П1 и П3 смещаются в прямом направлении, а средний переход П2 — в обратном. Напряжение таким образом оказывается целиком приложенным к коллекторному переходу П2.

Динистор может быть представлен в виде двух условных транзисторов типов p-n-p и n-p-n, включенных согласно рис. 2.19, б. Эта условная модель позволяет пояснить ВАХ динистора (рис. 2.19, г). Переход П2 для обоих транзисторов является общим коллекторным переходом.

При повышении прямого напряжения Uпр от нулевого значении прямой ток Iпр медленно увеличивается (участок I). Затем прямой ток Iпр резко возрастет, а сопротивление коллекторного перехода П2 резко уменьшится. Процесс развивается за несколько микросекунд и сопровождается уменьшением сопротивления в результате лавинного увеличения числа носителей электрических зарядов в слое П2 и переноса тока через коллекторный переход П2.

 

 

Рис 2.19. Динистор:

а - структурная схема; б - транзисторная модель; в - ВАХ; г - условное обозначение

 

 

Участок кривой II на ВАХ называют участком с «отрицательным» сопротивлением. Напряжение, при котором включается динистор, называют напряжением включения Uвкл.

В открытом состоянии динистор будет находиться до тех пор, пока через него проходит ток, равный току удержания Iуд (точка Б на участке III на рис. 2.19, в). Номинальное значение прямого тока динистора определяется резистором нагрузки Rн.

Если изменить полярность внешнего напряжения, т. е. соединить анод с отрицательным, а катод с положительным зажимом источника, то переходы П1 и П3 смещаются в обратном направлении, а П2 — в прямом направлении, и через динистор будет проходить небольшой обратный ток (участок IV на рис. 2.19, в) двух последовательно соединенных и включенных в обратном направлении полупроводниковых диодов. Динистор будет находиться в закрытом состоянии.

2. Тринистор (триодный тиристор) - динистор, у которого имеется вывод от одной из баз. Дополнительный третий вывод называется управляющим электродом (УЭ). Тринистор имеет возможность управлять напряжением включения с помощью цепи управления УЭ — катод, причем мощность в этой цепи значительно меньше мощности силовой цепи анод — катод.

Тринистор является усилителем с коэффициентом усиления К = 104 – 106.

Тиристоры могут быть незапираемыми и запираемыми.

В незапираемых тиристорах УЭ используется только для отпирания, т. е. для переключения тиристора в открытое состояние,

В запираемых тиристорах посредством сигналов на УЭ можно как открывать, так и закрывать тиристор.

Структура незапираемого тиристора приведена на рис. 2.20, а. Прибор состоит из четырех чередующихся р- и n-областей. Кроме анодного и катодного выводов, имеется еще и управляющий электрод — УЭ, который может быть присоединен к базовым р- или n-областям. Если УЭ присоединен к р-базе, на него подается положительное напряжение по отношению к катоду, если к n-базе, полярность меняется на обратную.

Эффект управления объясняется тем, что входной ток УЭ увеличивает один из эмиттерных токов, т. е. происходит рост коэффициента передачи тока

На рис. 2.20, б показано семейство ВАХ тиристора. Если входной ток УЭ равен нулю, а напряжение подано в прямом направлении на анод и катод, тиристор переключается как динистор при внешнем напряжении Uвкл (точка Б на графике). При увеличении напряжения в цепи управления растет ток управления, что приводит к уменьшению напряжения включения

тиристора Uвкл.

Рис 2.20. Тиристор:

а - структурная схема; б - ВАХ; в - условное обозначение

 

Тиристор имеет два устойчивых состояния:

первое характеризуется малым прямым током через тиристор и большим падением напряжения в нем (точки А и Д на ВАХ);

второе соответствует большому прямому току и малому падению напряжения на тиристоре (точка на В на ВАХ) .

Управление тиристором осуществляется при его включении в проводящее (открытое) состояние. После этого тиристор становится неуправляемым.

Для запирания тиристоранеобходимо:

· уменьшить его прямой ток до значения, не превышающего ток удержания Iуд (точка Г на рис. 2.20, б),

· или подать напряжение обратной полярности, или снять напряжение питания анод — катод.

 

 

4. Симистор. Структура симисторапредставлена на рис. 2.21, а.

Основу симистора составляет многослойная структура p1-n1-p2-n2-n3-n4, в которой электрод B1 частично шунтирует области p1-n1, а управляющий электрод - области p2-n4.

 

 

Рис. 2.21. Симистор:

а - структурная схема; б - условное обозначение; в - ВАХ

 

Если к силовым электродам B1 и B2 подвести напряжение: плюс на B1, отрицательный потенциал относительно B2 к УЭ, то электроны области n4 пройдут через переход n4 и обогатят область p2. Потенциальный барьер обратно смещенного перехода n2 снижается, и по симистору от B1 к B2 проходит прямой ток Iпр.

При смене полярности на силовых выводах отрицательный потенциал электрода УЭ обеспечивает смещение n2 и n3 в прямом направлении. По структуре проходит обратный ток Iобр. В случае положительной полярности на УЭ (на B1 минус, на B2 плюс) ранее закрытый переход n2 откроется вследствие инжекции электронов из области n3, и по структуре пойдет прямой ток.

Ветви вольт-амперных характеристик симистора (рис.2.21) в первом и третьем квадрантах отображают работу симистора при разных полярностях напряжения на его электродах: при отсутствии тока управления симистор отпирается напряжением любой полярности, превышающим напряжение включения Uвкл , а если ток управления Iупр > 0, симистор работает аналогично двум встречно включенным диодам.

Основные параметры тиристоров:

  • напряжение на открытом тиристоре Uоткр.т;
  • ток открытого тиристора Iоткр.min т;
  • минимальный и максимальный токи открытого тиристора соответственно Iоткр.min т и Iоткр.max т, удерживающий ток тиристора Iуд.т;
  • максимальное допустимое постоянное прямое напряжение закрытого тиристора Uпр.закр.max т;
  • постоянное отпирающее напряжение на управляющем электроде тиристора Uу.от.т;
  • постоянный отпирающий ток управляющего электрода тиристора Iу.от.т;
  • запирающий ток управляющего электрода тиристора Iу.з.т.

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-02-09; просмотров: 190; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты