Устройството и параметрите на тиристорите

Вижте тиристорен полупроводникови устройства с 3 (или повече) р-п-кръстовища, на волт-амперна характеристика, която има част с отрицателен диференциално съпротивление, и който се използва за включване в електронните схеми.

Един обикновен тиристор с 2 терминала е диоден тиристор (динистор). Триодният тиристор (тринистор) допълнително има трети (контролен) електрод. Двата диодни и триодни тиристори имат четирипластова структура с 3 pn-връзки (Фигура 1).

Последно площ p1 и n2 са наречени анода и катода, съответно, с една от центъра региони Р2 или контрол електрод свързан n1. P1, P2, P3 - преходи между р- и n-участъци.

n-p-n (Фигура 1, Ь).

Фиг.1. Структура (а) и би-транзисторна схема за замяна на (б) триас тиристор

Както може да се види от фиг.1, b, преходът Р2 е общият преход на колектора на двата транзистора в заместващата верига, а преходите Р1 и РЗ са емитерни възли. С увеличаване на постоянно напрежение Ubr (което се постига чрез увеличаване на захранващия източник E EMF) nekordinalno тиристорни ток се увеличава до момента, в който напрежението Ubr не са до известна критична една стойност на напрежението на повреда равно на напрежението превключване UON (Фигура 2).

Фиг. 2. Волт-амперни свойства и конвенционално обозначение на триоден тиристор

В предстоящото увеличение Ubr напрежение под въздействието на увеличаване на прехода на електрон поле в Р2 има рязко увеличение на броя на носители на заряд, генерирани в резултат на въздействието йонизация в сблъсъци с атоми на носители за зареждане. В резултат на това на ток в превключване бързо се увеличава, защото на слой от n2 електрони и дупки от p1 слой на стадото да N1 на слоя и Р2 и насищане на техните малцинствени превозвачи. В бъдеще увеличение E едн източник или намаляване на съпротивлението на резистор R в течение на устройството се увеличава в съответствие с вертикалната част VAC (Фигура 2)

Малкият ток напред, при който тиристорът остава в включено състояние, се нарича поддържащ ток Iud. Когато токът напред се намалява до стойността Ipr< аз>

Напрежението Uin, при което започва лавиноподобно увеличение на тока, може да бъде намалено чрез допълнително въвеждане на носители на малък товар в някой от слоевете, съседни на прехода Р2. Тези допълнителни носители на заряд увеличават броя на йонизиращите събития в рн съединението Р2 и следователно напрежението на превключване Uc намалява.

Допълнителни носители на заряда в тризодния тиристор, показан на Фиг. 1, се въвеждат в слоя р2 чрез помощна схема, захранвана от независим източник на напрежение. До каква степен напрежението на превключване намалява с нарастващия управляващ ток, показва фамилията от криви на Фиг. 2.

При превключване в състояние на отворен (включен) тиристорът не се изключва, дори когато управляващият ток Iu е намален до нула. Off тиристорен може да бъде намалена или външно напрежение в известна малка стойност, при която ток става по-малко от стопанство ток, или чрез прилагане на отрицателно токов кръг електрод контрол на импулса, чиято стойност е по принцип е съизмерим с стойността на включване постоянен ток ПИС.

Основният параметър на триодовия тиристор е отключващият управляващ ток Iu на управляващия електрод, който осигурява превключването на тиристора в отворено състояние. Стойността на този ток достига няколкостотин милиампери.

От фиг. 2, че когато на тиристора се приложи напрежение на включване, в него се появява малък ток, тъй като в този случай преходите Р1 и Р3 са затворени. За да избегнете разрушаване на тиристора в обратната посока (което причинява неизправност на тиристора поради термично разрушаване на хода), е необходимо обратното напрежение да е по-малко от U.p.m.

В симетричните диодни и триодни тиристори обратният VAC съвпада с прекия. Това се постига чрез противоположно успоредно включване на две подобни четирислойни структури или използването на специални петслойни структури с 4 p-n-възли.

Понастоящем тиристорите се произвеждат за токове до 3000 А и превключващи напрежения до 6000 V.

Основните недостатъци на повечето тиристори са непълна маневреност (тиристорът не се изключва след отстраняването на контролния сигнал) и относително ниска скорост (10 микросекунди). Но в близко бъдеще се правят тиристори, в които се елиминира първият дефект (заключващите се тиристори могат да бъдат изключени с помощта на контролен ток).

Potapov L.A.

Училище за електротехник