ТИРИСТОРИ

Загальні відомості. Пристрій. Режими роботи

Тиристор - це напівпровідниковий прилад з трьома і більше р -п переходами, ВАХ якого має ділянку з негативним диференціальним опором.

При роботі в схемі тиристор може перебувати в двох станах. В одному стані (закритому, або вимкненому ) тиристор має високий опір і пропускає малий струм, в іншому ( відкритому , або включеному) - опір тиристора мало і через нього протікає великий струм.

Тиристори широко застосовуються в радіолокації, пристроях радіозв'язку, в автоматиці - як прилади з негативною провідністю, керовані ключі і вентилі, порогові елементи, перетворювачі енергії, тригери, які не споживають струм в початковому стані. У порівнянні з біполярними транзисторами тиристори можуть забезпечити більш високий коефіцієнт посилення по току включення, мати великий струм і одночасно висока напруга, що важливо для отримання хороших характеристик пристроїв, що працюють при високих рівнях потужності. Тиристори забезпечують високий ККД перетворення енергії, мають гарну надійністю і довговічністю, мають малі габарити, прості в експлуатації.

Пристрій тиристорів. Залежно від числа висновків тиристори поділяються на діодні , тріодних і тетродние, що мають відповідно два, три і чотири виведення від р - п - р-п структури. Контакт до зовнішнього р шару називається анодом (А), а до

Мал. 5.1

зовнішньому л-шару - катодом (К) (рис. 5.1, а). Анодна р-область і катодний л-область називаються відповідно р-і п-еміттера- ми. Області л і р типу, розташовані між анодом і катодом, називаються базами , а висновки від них утворюють керуючі електроди (УЕ). Найбільш часто використовуються трьохелектродні прилади. Крім чотиришарових структур, деякі види тиристорів мають більше число напівпровідникових областей. До таких приладів відноситься симистор (симетричний Тіріс - тор), який може включатися при різних полярностях прикладеної напруги. Він сформований структурою з п'яти і більше шарів і використовується в ланцюгах змінного струму як двосторонній ключ.

Типовий розподіл ефективної концентрації атомів домішки в дифузійно-сплавному тиристори представлено на рис. 5.1,6. На підкладці л, методом двосторонньої дифузії сформовані області р, і р 2 . Шар л 2 створюється методом сплаву або односторонньої дифузії.

Режими роботи. Залежно від напруги на аноді і струму, що протікає через прилад, можна виділити кілька режимів роботи тиристора. Ці режими відповідають певним ділянкам ВАХ тиристора, представленої на рис. 5.1, в. За відсутності струму в ланцюзі УЕ, т. Е. При 7 = 0, ВАХ вироджується в характеристику діодного тиристора , коли ланцюга керуючих електродів відсутні або розімкнуті. Щоб зняти таку характеристику, необхідно в якості джерела електричного живлення використовувати генератор струму з ЕРС < ' А (див. Рис. 5.1, а). У цьому випадку струм в ланцюзі задається джерелом, і в залежності від величини струму між катодом і анодом буде виникати відповідна різниця потенціалів. Виділяють п'ять основних режимів роботи тиристора.

Режим 1 (область ВАХ О-1) - напруга на аноді позитивно щодо катода, струм незначний (кілька мкА). Ця область відповідає закритому стану (режим прямого замикання).

Режим 2 (область 1-2) - ділянка характеристики з негативним диференціальним опором. Починається в точці ВАХ, коли (Ш / (1 = 0. Напруга на тиристори в цій точці називається напругою включення (С / ВКЛ ), а струм через прилад - струмом включення (/ вкл ).

Режим 3 (область 2-3) відповідає відкритому станом (режим прямої провідності), починається в точці 2. Напруга в цій точці називається напругою у відкритому стані (С / откр), або (рідше) напругою утримання (£ / уд ), а ток - струмом утримання (/ уд ). Параметри / уд і С / откр - відповідно мінімальні струм і напруга, необхідні для підтримки тиристора у відкритому стані.

Режим 4 (область 0-4) називається режимом зворотного замикання, в якому напруга на аноді щодо катода негативно.

Режим 5 (область 4-5) - режим зворотного пробою. Починається при напрузі на аноді, що дорівнює напрузі пробою ти- Рісторі (1 / про6 ).

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >