Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Принцип действия динистора




Тиристоры. Назначение, определение, область применения.

Тиристор представляет собой полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, который может переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот. Это и определило его название («тира» по-гречески — дверь). Тири­стор, подобно двери, открывается, пропуская электрический ток, и закрывается, преграждая путь току.

С точки зрения применения тиристор — это полупроводниковый ключ, то есть прибор, основное назначение которого состоит в замыкании и размыкании цепи нагрузки при управлении внешним сигналом. Тиристоры используются в цепях электропитания устройств связи и энергетики, различных автономных управля­ющих устройствах.

Тиристоры подразделяются на динисторы, тринисторы и симисторы.

Динистор — это двухэлектродный прибор диодного типа, имеющий три рn-перехода.

По своей структуре динисторы состоят из четырех и более полупроводнико­вых слоев, образуя три и более перехода вместо двух, как у биполярного транзи­стора. Полупроводниковые слои последовательно чередуются. Крайняя p-область называется анодом, а крайняя n-область — катодом.

Подадим на анод динистора «+», на катод — «-» внешнего напряжения (рис. 1). При такой полярности включения внешнего напряжения к крайним переходам приложено прямое напряжение, а к среднему — обратное. Следовательно, край­ние переходы открыты, а средний закрыт. При этом динистор находится в за­крытом состоянии благодаря большому сопротивлению среднего перехода.

 

 
 

 


Рисунок 1. Структурная схема динистора.

В данном случае большая часть внешнего напряжения приложена к сред­нему переходу, имеющему большое сопротивление, и только незначительная часть этого напряжения приложена к крайним переходам, сопротивление кото­рых мало.

Для того чтобы осуществить переключение, то есть открыть динистор, необ­ходимо скомпенсировать потенциальный барьер среднего перехода.

Для более наглядной иллюстрации происходящих процессов в динисторе представим его в виде двух биполярных транзисторов р-n-р- и n-р-n - структуры.

 
 


Рис.2

 

 

Рисунок 2. Принцип работы динистора.

 

Как видно из рис. 2, оба транзистора работают в активном режиме (прямое включение). На эмиттерные переходы p1n1 и n2p2 подаются прямые напряже­ния, на коллекторный переход р2n1 общий для двух транзисторов — обратное напряжение. Под действием прямых напряжений, приложенных к эмиттерным переходам, происходит инжекция основных носите­лей заряда р1 и n2 в соответствующие базы n 1 и р2.

В npn-транзисторе электроны из эмиттера n 2 пе­реходят в базу р2, где становятся неосновными но­сителями. Часть этих электронов рекомбинируют в базе, а остальные переходят в коллектор n1 под дей­ствием прямого напряжения. В результате этого в об­ласти n1 создается избыточный отрицательный заряд. Аналогичное явление происходит и в pnp-транзисторе, благодаря чему в коллекторе р2 создается избыточный положительный заряд.

Но первоначально за счет обратного напряжения на границе перехода n1 и р2 имеется двойной электрический слой, состоящий из нескомпенсированных поло­жительных зарядов в области n1 и отрицательных зарядов в области р2, которые образуют потенциальный барьер (свойства рn-перехода без внешнего напряжения).

Однако избыточные электроны п1 -области и дырки р2-области (под действи­ем прямого напряжения), накапливаясь, создают свое электрическое поле (за­ряд), которое снижает потенциальный барьер на границе перехода р2п1.

При увеличении внешнего напряжения между анодом и катодом возрастает число подвижных носителей заряда, которые переходят в коллекторы соответст­вующих транзисторов. Это приводит к возрастанию избыточных зарядов основ­ных носителей в областях р2 и п1, что способствует снижению потенциального барьера на переходе р2, вплоть до его полной компенсации.

При полной компенсации обратного напряжения на коллекторном переходе он откроется и его сопротивление будет таким же малым, как и у обоих эмиттерных переходов. Ток динистора резко возрастет.

Динистор будет находиться во включенном состоянии до тех пор, пока проходящий через него ток будет достаточным для инжекции электронов и «дырок» в слои п1 и р2. Если ток тиристора снизить до значения Iвыкл, называемого током выключения, то динистор переходит в закрытое состояние. Для значительного снижения напряжения включения необходимо ввести дополнительный управляющий электрод. Тринистор- это полупроводниковый прибор, имеющий четырехслойную структуру, одна из базовых областей которого имеет управляющий электрод. В зависимости от того, какая база условного транзистора сделана управляющей, различают тринисторы с анодным и катодным управлением.

УГО:

 

 

Рассмотрим тринистор с катодным управлением.

Под действием напряжения управления через переход ПЗ будет проходить ток управления Iу, который вызовет инжекцию электронов из слоя n2 в слой p2- Через переход П2 пройдет ток, равный I+ Iу, превышающий ток включения Iвкл, что приведет к включению тринистора. Если увеличивать ток включения тринистора, то напря­жение включения будет уменьшаться, т. е. если Iу1>I у2, то Uвкл1 < Uвкл2. Если на анод и управляющий электрод одновременно по­дать соответствующие напряжения, то тиристор будет работать как не­управляемый диод, а его вольт-амперная характеристика не будет иметь выступа, соответствующего выключенному состоянию. После включения тиристора с управляющего электрода можно снять напря­жение, что практически и делается в условиях.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 1378; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.