Принцип работы тиристора

Тиристоры

Тиристор является четырехслойным прибором. Создается исключительно на основе кремния. Его структура показана на рис. 1а, б (68).

а) рис. 1.

Тиристором называют полупроводниковый прибор, состоящий из четырёх последовательно чередующихся областей с различным типом проводимости и обладающий бистабильной характеристикой. Тиристоры способны управляемо переключаться из одного состояния в другое. В первом состоянии тиристор имеет высокое сопротивление и малый ток (закрытое состояние), в другом - низкое сопротивление и большой ток (открытое состояние).

Структура тиристора показана на рисунке 1б. Она представляет собой четырехслойный р1-n1-р2-n2-прибор, содержащий три последовательно соединенных р-n-перехода П1, П2 и П3. Оба внешние области называют эмиттерами Э1 Э2, а внутренние области - базами Б1, Б2 тиристора (рис.1а).Переходы П1 и П2 называются эмиттерными, переход П3 – коллекторный переход.

Рисунок 3.1 – Структура тиристора

При создании тиристора в качестве исходного материала выбирается подложка n- или р- типа. Типичный профиль легирующей примеси в диффузионно-сплавном приборе показан на рисунке 2. В качестве исходного материала выбрана подложка n- типа. Диффузией с обеих сторон подложки одновременно создают слои р1 и р2. На заключительной стадии путем сплавления (или диффузии) с одной стороны подложки создают слой n2. Структура полученного тиристора имеет вид p1+ - n1- p2-n2+.

Вольт-амперные характеристики тиристоров представлены на рис. 2 (69).

рис. 2.а

Рис. 2 б

Цепь управляющий электрод-катод (УЭ-К) является диодным переходом. В эту цепь допустимо подавать напряжение и управляющий ток только в направлении проводимости этого перехода. При отсутствии тока управления тиристор не проводит при любом знаке напряжения U_АК, при условии, что это напряжение не превышает допустимых значений. Допустимые значения оговариваются классом прибора. Обратная ветвь ВАХ такая же, как у диода. Подавая ток управления, прямую ветвь можно изменять. Если подается номинальный ток управления, то прямая ветвь ВАХ превращается в диодную. Тиристор является полууправляемым прибором, т.к. снятие тока управления у проводящего тиристора не приводит к восстановлению прямой ветви. Тиристор является ключевым прибором и управляется импульсамитока управления. Переход с характеристики Iупр=0 на характеристику Iупр.ном происходит очень быстро.

Или

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) диодного тиристора приведенная на рисунке 2, б, имеет несколько различных участков. Прямое смещение тиристора соответствует положительному напряжению VG, подаваемому на первый p1-эмиттер тиристора.

Участок характеристики между точками 1 и 2 соответствует закрытому состоянию с высоким сопротивлением. В этом случае основная часть напряжения VG падает на коллекторном переходе П2, который в смещён в обратном направлении. Эмиттерные переходы П1 и П2 включёны в прямом направлении. Первый участок ВАХ тиристора аналогичен обратной ветви ВАХ p-n – перехода

Дата добавления: 2014-01-13