Тиристоры. Тиристор — полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями и тремя или более последовательно включенными р-п переходами

Тиристор — полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями и тремя или более последовательно включенными р-п переходами. Наиболее распространена структура тиристора с четырьмя чередующимися слоями полупроводников р- и n - типов.

Различают управляемые, или триодные, и неуправляемые, или диодные, тиристоры.

Триодный тиристор кроме анодного и катодного выводов имеет вывод управляющего электрода УЭ. Последний подключается либо к ближайшей к катоду p-области, либо к ближайшей к аноду n-области. В соответствии с этим различают катодное и анодное управление тиристором. Первое подключение более распространено. Структура тиристора с катодным управлением, его условное изображение и ВАХ приведены на рисунке. При изменении напряжения управления U_уп изменяется и напряжение включения тиристора U_вкл. Следователь­но, его можно использовать как управляемый ключ.

Для запирания триодного тиристора необходимо уменьшить ток практически до нуля. Основная область применения тиристоров – преобразовательная техника.

В схеме с тиристором диод открывается только при подаче управляющего импульса. Таким образом, появляется возможность автоматически регулировать средние значения тока и напряжения на нагрузке, изменяя момент подачи управляющего импульса.

6 Классификация полупроводниковых приборов и области их применения

На основе полупроводников изготовляются резисторы с постоянным сопротивлением, а также резисторы с нелинейными ВАХ. К последним относится варистор. Варисторы применяются в стабилизаторах и ограничителях напряжения.

Полупроводниковые резисторы, сопротивление которых сильно зависит от температуры внешней среды, называются терморезисторами. Различают терморезисторы с положительным и отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.

В конденсаторах на основе полупроводников — варикапах — используется изменение емкости р-п перехода в зависимости от приложенного к нему напряжения.

К оптоэлектронным относятся полупроводниковые приборы, способные работать в качестве источников (светоизлучающие диоды) и приемников (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры) излучения.

Работа светоизлучающего диода основана на явлении индукционной электролюминесценции, т. е. излучения квантов света при рекомбинации носителей заряда в р-п переходе, смещенном в прямом направлении.

Работа фоторезисторов, фотодиодов, фототранзисторов и фототиристоров основана на явлении внутреннего фотоэффекта, т. е. генерации в полупроводниках избыточных пар носителей заряда - электронов и дырок - под действием излучения. В фоторезисторах это приводит к изменению электрической проводимости полупроводника при его освещении. В фотодиодах избыточность носителей заряда увеличивает потенциальный барьер р-п перехода. Если к освещенному фотодиоду подключить резистор, то в цепи наблюдается ток, т. е. преобразование энергии излучения в электрическую.

Фототранзистор с двумя р-п переходами имеет структуру обычного биполярного транзистора, но только два вывода — коллекторный и эмиттерный. Ток в цепи фототранзистора зависит не только от напряжения между коллектором и эмиттером, но и от его освещенности.

Фототиристор с тремя р-п переходами также имеет два вывода -анодный и катодный. Его ВАХ подобна ВАХ триодного тиристора с той особенностью, что напряжение включения U_BKJl зависит от освещенности фототиристора.

По своим функциональным задачам полупроводниковые устройства можно разделить на три группы: преобразовательные, в том числе выпрямительные; усилительные и импульсные, в том числе логические.

Преобразовательные устройства осуществляют преобразование напряжения и тока источника энергии в напряжение и ток, необходимые приемнику энергии. Выпрямительные устройства служат для преобр­зования синусоидальных напряжений и токов в постоянные. Обратное преобразование реализуют инверторы, а изменение значений постоян­ного напряжения и частоты синусоидального тока — преобразователи напряжения и частоты. Преобразовательные устройства широко применяются в электроприводе, устройствах электросварки, электротермии и т. д. В усилительных устройствах те или иные параметры сигналов увеличиваются до значений, необходимых для работы исполнительных органов. При помощи импульсных и логических устройств создают различные системы управления. Первые обеспечивают необ­ходимую временную программу, а вторые - необходимую логическую программу совместной работы отдельных частей объекта управления.

Дата добавления: 2014-01-07