Ход лекции

Тема: Тиристори:диністори, триністори. Будова. Принцип дії. ВАХ.

Цель: Ознакомиться с устройством, принципом действия и характеристиками тиристоров. Знать область применения.

План:

1. Динисторы. Устройство, принцип действия. ВАХ.

2. Тринисторы.

1) Тиристором называется четырёхслойный полупроводниковый прибор, состоящий из последовательно чередующихся областей p- и n – типов проводимости.

· Динисторы – это диодные тиристоры, или неуправляемые переключательные диоды.

· Тринисторы – это управляемые переключательные диоды.

· Симисторы – это симметричные тиристоры, т. е. тиристоры с симметричной ВАХ.

Наружная p-область динистора и вывод от неё называется анодом.

Рисунок 1 – Структура динистора

Наружная n-область и вывод от неё называется катодом. Внутренние p- и n-области называются базами динистора. Крайние p-n переходы называются эмиттерными, а средний p-n переход называется коллекторным. Подадим на анод «-», а на катод «+». При этом эмиттерные переходы будут закрыты, коллекторный открыт. Основные носители зарядов из анода и катода не смогут перейти в базу, поэтому через динистор будет протекать только маленький обратный ток, вызванный не основными носителями заряда. Если на анод подать «+», а на катод «-», эмиттерные переходы открываются, а коллекторный закрывается.

Рисунок 2 – ВАХ динистора

Динисторы применяются в виде бесконтактных переключательных устройств, управляемых напряжением.

Основные носители зарядов переходят из анода в базу 1, а из катода – в базу 2, где они становятся не основными и в базах происходит интенсивная рекомбинация зарядов, в результате которой количество свободных носителей зарядов уменьшается. Эти носители заряда подходят к коллекторному переходу, поле которых для них будет ускоряющим, затем проходят базу и переходят через открытый эмиттерный переход, т. к. в базах они опять становятся основными.

Пройдя эмиттерные переходы, электроны переходят в анод, а дырки – в катод, где они вторично становятся не основными и вторично происходит интенсивная рекомбинация. В результате количество зарядов, прошедших через динистор, будет очень мало и прямой ток также будет очень мал. При увеличении напряжения прямой ток незначительно возрастает, т. к. увеличивается скорость движения носителей, а интенсивность рекомбинации уменьшается. При увеличении напряжения до определённой величины происходит электрический пробой коллекторного перехода. Сопротивление динистора резко уменьшается, ток через него сильно увеличивается и падение напряжения на нём значительно уменьшается. Считается, что динистор перешёл из выключенного состояния во включённое.

2)

Рисунок 3 – Структура и ВАХ тринистора

Тринисторы можно включать при напряжениях, меньших напряжения включения динистора.

Для этого достаточно на одну из баз подать дополнительное напряжение таким образом, чтобы создаваемое им поле совпадало по направлению с полем анода на коллекторном переходе.

Можно подать ток управления на вторую базу, но для этого на управляющий электрод необходимо подавать напряжение отрицательной полярности относительно анода, и поэтому различают тринисторы с управлением по катоду и с управлением по аноду.

На рисунках 4 – 9 изображены условные графические обозначения (УГО) рассматриваемых в данной теме приборов. На рисунке 4 – УГО динистора, на 5 – тринистора с управлением по катоду, на 6 – тринистора с управлением по аноду, на 7 – неуправляемого симистора, на 8 – симистора с управлением по аноду, и на 9, соответственно, симистора с управлением по катоду.

Рис.4 Рис.5 Рис.6

Рис.7 Рис.8 Рис.9

Маркировка:

КН102Б – кремниевый динистор; КУ202А – кремниевый тринистор. Первая буква «К» обозначает материал кремний. Вторая – тип прибора – динистор или тринистор. Третья группа – трёхзначный цифровой код, и четвёртая группа, расшифровываются так же, как и все рассмотренные ранее полупроводниковые приборы.

Основные параметры тиристоров:

· Напряжение включения (Uвкл) – это напряжение, при котором ток через динистор начинает сильно возрастать.

· Ток включения (Iвкл) – это ток, соответствующий напряжению включения.

· Ток выключения (Iвыкл) – это минимальный ток через тиристор, при котором он остаётся ещё во включённом состоянии.

· Остаточное напряжение (Uост) – это минимальное напряжение на тиристоре во включённом состоянии.

Рисунок 10 – Параметры тиристоров

· Ток утечки (Io) – это ток через тиристор в выключенном состоянии при заданном напряжении на аноде.

· Максимально допустимое обратное напряжение (Uобр.max).

· Максимально допустимое прямое напряжение (Uпр.max).

· Время включения (tвкл) – это время, за которое напряжение на тиристоре уменьшится до 0,1 напряжения включения.

· Время включения (tвыкл) – это время, за которое тиристор переходит из включённого в выключенное состояние.

Контрольные вопросы:

1. Что представляет собой структура динистора?

2. Какой переход у динистора является запирающим при первоначальном прямом включении?

3. Какое явление происходит при накоплении заряда на коллекторном переходе динистора?

4. За счет чего тринисторы можно включать при напряжениях, меньших напряжения включения динистора?

5. Чем отличаются тринисторы с управлением по катоду и с управлением по аноду

Литература: Б. С. Гершунский. Основы электроники и микроэлектроники.- Киев: Вища школа, 1989, стр. 147-152.

Дата добавления: 2014-01-15