Тиристоры

Многослойные структуры с тремя p-n-переходами называют тиристорами. Тиристоры с двумя выводами (двухэлектродные) называются динисторами, а с тремя (трехэлектродные) — тринисторами.

► Основным свойством такой четырехслойной структуры является способность находиться в двух состояниях устойчивого равновесия: максимально открытом (с большой проводимостью) и максимально закрытом (с малой проводимостью).

По этой причине тиристоры относят к классу переключающих полупроводниковых приборов, главным применением которых является бесконтактная коммутация электрических цепей.

При прямом включении динистора (рис. 75, а) источник питания Е_псмещает р-п-переходы П₁ и П₃ в прямом направлении, а П₂ — в обратном, динистор находится в закрытом состоянии и все приложенное к нему напряжение падает на переходе П₂. Ток прибора определяется током утечки I_ут, значение которого находится в пределах от сотых долей микроампера до нескольких микроампер (участок ОА). Дифференциальное сопротивление динистора на участке ОА положительно и достаточно велико. Его значение может достигать нескольких сотен мегаом. Условное обозначение динистора показано на рис. 75, б.

Когда напряжение достигает напряжения переключения U_пер (U_пер близко к напряжению пробоя p-n-перехода П2), ток динистора резко возрастает, а напряжение на переходе П2 падает. Прибор находится в открытом состоянии, рабочая точка динистора перемещается на участок БВ. Дифференциальное сопротивление динистора на участке БВ положительно и достаточно мало, значение его лежит в пределах от 0,001 Ом до нескольких ом. Чтобы выключить динистор, необходимо, чтобы ток I_пр был меньше тока удержания I_уд (рис. 75, в).

Если к динистору приложено обратное напряжение, то переход П2 открыт, а переходы П1 и П3 закрыты. В этом состоянии ток прибора определяется обратным током утечки I_{ут обр}, если приложенное напряжение не превышает U_{обр mах}, зависящего главным образом от свойств переходов П1 и ПЗ (участок ОГ, рис. 75, в).

Из вольт-амперной характеристики динистора видно, что зависимость l(U) имеет участок с отрицательным наклоном (участок АБ). Дифференциальное сопротивление динистора на этом участке отрицательно. При приближении режима работы динистора к участку АБ происходит переключение его из одного состояния в другое. Динисторы относятся к неуправляемым коммутирующим элементам.

Тринисторы относятся к разряду управляемых коммутирующих элементов. Четырехслойная структура их имеет три вывода: два от крайних областей (анода А и катода К, как в динисторе) и третий — управляющий вывод У — от одной из средних (базовых) областей (рис. 76, а). Ток перехода П3 управляется внешним управляющим сигналом I_упр. Условное обозначение тринистора показано на рис. 76,б.

Вольтамперные характеристики даны для трех значений управляющих токов (рис. 76, в). При управляющем токе, равном току спрямления I_спр, пропадает участок с отрицательным наклоном, т. е. происходит как бы спрямление вольтамперной характеристики. Тринистор становится токопроводящим.