Тиристоры – Полупроводниковая силовая электроника

May 10, 2015 by admin Комментировать »

Тиристор — это четырехслойный прибор (р-п-р-п) с тремя p-η переходами (J,, J2, J3), имеющий три вывода корпуса [ 17]. На рис. 2.15а представлено символьное обозначение, а на рис. 2.155 представлена типовая структура тиристора.

Рис. 2.15. Символьное обозначение (а) и структура (б) тиристора

Прямое падение напряжения

Рис. 2.16. Схема прямого включения (а), схема обратного включения (б) и вольтамперная характеристика (в) тиристора

Когда тиристор включен в прямом направлении (рис.2.16д), p-η переходы Jj и J3 смещены в прямом направлении.

Переход J2 смещен в обратном направлении и находится в закрытом состоянии. Электрический ток от анода к катоду в этом случае не протекает. Если напряжение на тиристоре увеличивается свыше t/FB, переход J2 из-за инжекции в него неосновных носителей переходит в прямое смещение. Тиристор переключается в режим проводимости. Напряжение на тиристоре падает до величины порядка 1 В, а остальное приложенное напряжение падает на резисторе, включенном в анодную цепь.

Когда анод тиристора подключен к отрицательной клемме, а катод — к положительной (рис. 2.16б), p-η переходы J,, J3 смещены в обратном направлении, а р-п переход J2 смещен в прямом направлении. В этом случае ток от катода к аноду не протекает. Тиристор ток не проводит. Эквивалентная схема тиристора при обратном смещении может быть представлена двумя последовательно включенными диодами, как показано на рис. 2.17. Следовательно, характеристика обратно смещенного тиристора похожа на характеристику обратно смещенного р-п-перехода.

Рис. 2.17. Двухтранзисторный аналог тиристора

Процесс перехода тиристора из закрытого состояния в открытое называется включением.

Процесс перехода тиристора из открытого состояния в закрытое называется выключением.

Когда потенциал управляющего электрода положителен относительно катода, п-р-п транзистор включается, вследствие чего появляется ток в базовой области р-п-р транзистора. В свою очередь, коллекторный ток р-п-р транзистора создает ток в базовой области п-р-п транзистора. Даже если п-р-п и р-п-р транзисторы физически разделены, указанные выше токи все равно будут протекать. Транзисторы переходят в насыщенное состояние, и напряжение анод — катод тиристора приблизительно равно:

)

Если через управляющий электрод ток не протекает, между анодом и катодом закрытого тиристора может быть приложено большое прямое напряжение. В случае же протекания тока через управляющий электрод на такую структуру достаточно подать небольшое напряжение для перевода ее в проводящее состояние.

Обычно используют следующие возможные способы включения тиристора в силовом устройстве:

– увеличение прямого напряжения;

– включение по управляющему электроду;

—                      включение быстрым изменением напряжения анод-катод (по dV/dt)\

—                      включение светом;

—                      включение теплом.

2.3.1.        Динисторы

Динистор — это пятислойный полупроводниковый прибор с четырьмя p-η переходами. На рис. 2.18 показано символьное обозначение (я), типовая структура (б) динистора, его двухтиристорного аналога (в), а также вид вольт-амперной характеристики прибора (г).

Рис. 2.18. Символьное обозначение (я), структура (б) двухтиристорный аналог (в) и вольт-амперная характеристика (г) динистора

Недостаток тиристора — это то, что он проводит ток только в одном направлении.

Динистор является устройством, способным проводить ток в двух направлениях. Эквивалентная схема динистора может быть представлена в виде двух р-пр-η приборов (тиристоров), соединенных навстречу друг другу (рис. 2.18я). Когда потенциал положителен относительно электрода МТ1, тиристор 1 смещен в прямом направлении, p-η переходы J2 и J4 смещены в прямом направлении, a J3 — смещен в обратном направлении. Когда величина приложенного напряжения увеличивается, p-η переход J3 пробивается, и тиристор 1 переходит из состояния высокого импеданса в состояние низкого импеданса. Характеристика этого прибора подобна характеристике тиристрора без управляющего электрода, смещенного в прямом направлении.

Когда потенциал электрода МТ1 положителен относительно электрода МТ2, тиристор 2 смещен в прямом направлении, p-η переходы J, и J3 смещены в прямом направлении a J2 — в обратном. Когда величина приложенного напряжения увеличивается, p-η переход J2 пробивается, и тиристор 2 переходит из состояния высокого импеданса в состояние низкого импеданса (рис. 2.18г).

Источник: Белоус А.И., Ефименко С.А., Турцевич А.С., Полупроводниковая силовая электроника, Москва: Техносфера, 2013. – 216 с. + 12 с. цв. вкл.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты