Общие сведения. Исследование тиристора

Исследование тиристора.

Цель работы:

1. Изучение принципа действия тиристора.

2. Снятие характеристик тиристора.

Тиристором называют полупроводниковый прибор с тремя или более n - p -переходами и двумя (динистор) или тремя (тринистор) выводами. Он может находиться в одном из двух устойчивых состояний: низкой проводимости (закрыт) или высокой проводимости (открыт). Структура, условное графическое и буквенное обозначения тиристора, его вольтамперная характеристика даны на рис.1.

Основу прибора составляет кристалл кремния, в котором созданы четыре слоя с разными типами электропроводности. Внешний p -слой называют анодом (А), внешний n -слой - катодом (К), а два внутренних слоя - базами. Одна из баз имеет вывод - управляющий электрод (У).

При прямом включении (анод положителен по отношению к катоду) переходы П1 и П3 смещены в прямом направлении, а переход П2 - в обратном направлении.

До тех пор, пока П2 закрыт, прямой ток практически равен нулю (участок oa характеристики рис. 1.в). При некотором значении прямого напряжения, равном U _вкл.max, за счет перераспределения зарядов в области баз переход П2 открывается (точка a). Сопротивление его быстро уменьшается (участок ab), и тиристор работает на участке бв характеристики, которая подобна ВАХ диода. Напряжение включения U _вкл.max можно уменьшить введением добавочных носителей заряда в любой из слоев, прилегающих к переходу П2. Добавочные носители заряда на рис.1.а вводятся в слой p от вспомогательной управляющей цепи с независимым источником Е _y. При увеличении тока управления I _y характеристика (рис.1в) смещается влево (к естественной прямой ветви ВАХ диода). Тиристор остается во включенном состоянии, пока протекающий через него ток больше критического, называемого током удержания I _уд. Как только I _пр станет меньше I _уд, тиристор закрывается.

Следует отметить, что после включения тиристора объемные заряды в области перехода П2 будут компенсированы основным током, если он больше тока I _уд, и тогда ток управления I _у не нужен. Поэтому для снижения потерь в тиристоре он управляется короткими импульсами I _у.

При обратном включении тиристора (анод отрицателен по отношению к катоду) закрыты два перехода П1 и П3, и тиристор тока не проводит. Во избежание пробоя необходимо, чтобы обратное напряжение было меньше U _обр.max.

Основные параметры, используемые при выборе тиристоров: предельно допустимый анодный ток в открытом состоянии тиристора I _пр.max, предельно допустимое обратное напряжение U _обр.max, предельно допустимое прямое напряжение в закрытом состоянии тиристора U _пр.max, ток удержания I _уд.

Маломощные тиристоры применяют в релейных схемах и маломощных коммутирующих устройствах. Мощные тиристоры используют в управляемых выпрямителях, инверторах и различных преобразователях.

Дата добавления: 2015-05-06