Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Как следует из вольт-амперной характеристики симистора, прибор вклгочает::: ся в любом направлении при подаче на управляющий злектрод УЭ положительно";: го импульса управления. Требования к импульсу управления такие же, как и для ::: твристора. Основные характеристики симистора и система его обозначений такие :;," ке, как и для тиристора. Симистор можно заменить двумя встречно параллельно ;::включенными тиристорами с общим злектродом управления.
Так, например. :; Ркс. Ья Структура симмсгри аюго тиримора га) и ого схсмати ~кокос изображсяис (б) Рис б.р Вольт-амисрсаа характсристика симистора 3' Ратйеи Ь Элсмсяты электронной техники симпстор КУ208Г может коммутировать переменный ток до !0А при напряжении до 400 В. Отпирающий ток в цепи управления не превышает 0,2А„а время вклю- чения .
- пе более 10мкс, Фотстиристоры и фотосимисторы — - это тиристоры и симисторы с фотоэлектрон- ным управлением, в которых управляющий электрод заменен инфракрасным свето- диодом и фотоприемником со схемой управления. Основным достоинством таких приборов является гальваническая развязка цепи управления от силовой цепи.
В ка- честве примера рассмотрим устройство фотосимистора, выпускаемого фирмой аСименсв под названием СИТАК. Структурная схема прибора СИТАК приведена на рис. 6.10 а, а его условное схематическое изображение — на рис. 6.10 б. Такой прибор потребляет по входу управления светодиодом ток около 1,5мА н коммутирует в выходной цепи переменный так О,ЗА при напряжении до 600В, Такие приборы находят широкое применение в качестве ключей переменного тока . с изолированным управлением. Онн также могут использоваться при управлении более мощными тиристорами или симисторами, обеспечивая при этом гальвани- ческую развязку цепей управления.
Малое потребление цепи управления позволя- ет включать СИТАК к выходу микропроцессоров и микро-ЭВМ. В качес"гве при- мера на рис. 6.11 приведено подключение прибора СИ'ГАК к микропроцессору для регулирования така в нагрузке, подключенной к сети переменного напряже- ния 220 В при максимальной мощности до 66 Вт. Бинолярпые транзисторы с изолированным затвором 1БТИЗ) выполнены как;, сочетание входного униполярного 1полевого) транзистора с изолированным за- твором !ПТИЗ) и выходного биполярного л-рчнтранзистора (БТ).
Имеется много .,' различных способов создания таких приборов, однако наибольшее распростране-,::! пие получили приборы 1ОВТ (1пзп1агес1 Саге Веро!аг Тгапз)мог), в которых удачно:: А б) + ! ! А рис. Ь !О ~.'~ руаттра а ') ! ситАк ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! с — — л к -я ! ! э фотосиааис1ора СИТАК !а! и его схематическое изображение (6! Лгвцич б. Силовые полул оводииковыс арибо ы л . 220 В Раа б 11, Г1огллыэевис фогосямисзорл СИТАК к мякрссрсчео.:ору 1,=1„(1 -а, -а,) (6.
3) Поскольку ток стока 1, ПТИЗ можно определи~в через крутизну 5 и напряже' яяе Г на затворе 1,=30,. определим ток 1ОВТ транзистора .9У, 1 (а~.ьа2) (6,4) ;::хде 5„=5/[1-(а, +а )1 .—. эквивалентная крутизна биполярного транзистора с изо- - лированным затвором. б9 сочетаются особенности полевых транзисторов с вертикальным каналом и допол;; кительного биполярного транзистора. При изготовлении полевых транзисторов с изолированным затвором, имею;,я)их вертикальный канал, образуется паразитный биполярный транзистор, кото::'рый не находил практического применения.
Схематическое изображение тако~о ':.транзистора приведено на рис. 6.12 а. На этой схеме Р'Т вЂ” полевой транзистор ' 1изолированным затвором, Т1 -- паразитный биполярный транзистор, А, — по':следовательное сопрдтивление канала полевого транзистора, Я, --- сопротивле' ние, шуптирую1цее переход база-эмиттер биполярного транзистора Т1. Благодаря сопротивлению 11: биполярный транзистор заперт и не оказывает существенного "", влияния на работу полевого транзистора УТ. Выходные вольт-амперные характе;)рястнки ПТИЗ, приведенные на рис, 6.126, характеризуются крутизной Я и сопротивлением канала 11, Структура транзистора 1ОВТ аналогична структуре ПТИЗ, но дополнена еще ..':.одним р-и-переходом, благодаря которому в схел1е замещения (рис. 6.12 в) появля-';,ется еще один р-и-р-транзистор 72.
Образовавшаяся структура из двух транзистороа Т1 и 72 имеет глубокую 2::внутреннюю положительную обратную связь, так как ток коллектора транзисто' ра Т2 влияет на ток базы транзистора Т1, а ток коллектора транзистора Т) ':.определяет ток базы транзистора 72. Принимая, что коэффициенты передачи :.'тока эмиттсра транзисторов Т) и 72 имеют значения а; и а, соответственно, ; найдем 1„-=1,,аь 1„.,=1„,,а, и 1,=1,, +1и+1,. Из последнего уравнения можно опре:.йелнть ток стока полевого транзистора Риздел 1. Элементы электронной техники !5 10 5 0 2 4 6 8 С)с„, В Затвор Исток Коллектор в) г) т 20 15 10 5 0 2 4 6 3 У„,В Затвор Рис б.!2.
Схема замещения ПТИЗ с вертикальным каналом (в) и его волы амлерные характеристики 1б), схема заме~ценил траюнстора тига ЖВТ 1в) н его вольт-амлерные характеристики (г) Очевидно, что при а,+аз=1 эквивалентная крутизна значительно превышает крутизну ПТИЗ. Регулировать значения а, и аз можно изменением сопротивлений -. А, и Ят при изготовлении транзистора. На рис. 6.12 г приведены вольт-амперные '-""' характеристики 1хзВТ транзистора, которые показывают значительное увеличение :': крутизны по сравнению с ПТИЗ.
Так, например, для транзистора ВПР 402 полу- .и чено значение крутизны 15А)В. Другим достоинством Н~ВТ транзисторов является значительное снижение:.;:. последовательного сопротивления и, следовательно, снижение падения напряже.-.-'::; ния на замкнутом ключе. Последнее объясняется тем, что последовательное со'-':; противление канала тст шунтируется двумя насыщенными транзисторами Т) и Т2;::-;:::;.'. включенными последовательно.
70 Пеклил б. Силовые полупроводниковые грибсры б) . а) Ксллекхср 10 Эмиттер и,. В 0 200 400 600 800 1000 1200 Рис. бдл Усвсвисе схемавивисе ивсбражеиие»раивисссра Б7ИЗ (а) и есс сбвасаь бевсивсисл рабств| (б) Условное схематическое изображение БТИЗ приведено на рис. 6.13.
Это обо::,значение подчеркивает его гибридность тем, что изолированный затвор изобра!:.'жается как в ПТИЗ, а электроды коллектора и эмиггера изображаются как у „; биполярного транзистора Область безопасной работы БТИЗ подобна ПТИЗ, т. е. в ней отсутствует уча''::сток вторичного пробоя, характерный для биполярных транзисторов. На :-с .ркс. 6.13 6 приведена область надежной (безотказной) работы (ОБР) транзистора ;:; тяпа 1ОВТ с максимальным рабочим напряжением 1200 В при длительности им,':; пульса 10мкс. Поскольку в основу транзисторов типа ЮВТ положены ПТИЗ с :;:!: щщуцированным каналом, то напряжение, подаваемое на затвор, должно быть 1:" больше порогового напряжения, которое имеет значение 5., 6 В.
Быстродействие БТИЗ несколько ниже быстродействия полевых транзисто;::, ров, но значительно выше быстродействия биполярных транзисторов. Исследова:'гяия показали, что для большинства транзисторов типа 1СВТ времена включения ". и выюлючения не превышают 0,5... 1,0 мкс Статический индукционный транзистор (СИТ) представляет собой полевой :,. транзистор с управляющим р-п-переходом, который может работать как при :' обратном смещении затвора (режим полевого транзистора), так и при прямом ';.-'".смещении затвора (режим биполярного транзистора). В результате смешапцога ,';:,' управления открытый транзистор управляется током затвора, который в этом !.:.,"случае работает как база биполярного транзистора, а при запирании транзистора ,, 11а затвор подается обратное запирающее напряжение.
В отличие от биполярного '.(шанзистора обратное напряжение, подаваемое на затвор транзистора, может ,';: достигать 30 В, что значительно ускоряет процесс рассасывания неосновных носитслей, которые появляются в канале при прямом смещении затвора. В настоящее время имеются две разновидности СИТ транзисторов. Первая ,"::;гразновидность транзисторов, называемых просто СИТ, представляет собой '::;:-нормально открытый прибор с управляющим р-и-переходом.
В таком приборе :;-,.дри нулевом напряжении на затворе цепь сток-исток находится в проводящем !~: состоянии. Перевод транзистора в непроводяшее состояние осуществляется при Ратдеа 1. ЭЛЕМЕ~Пта ЗЛЕКт ОИИОй тЕХИИКИ Таблица б.1 Сравнительные характеристики СИТ и БСИТ транзисторов 1,,!А ! аз помощи запирающего напряжения 0!.,„отрицательной полярности, прикладываемого между затвором и истоком.
Существенной особенностью такого СИТ транзистора является возможность значительного снижения сопротивления канала Л,.„в проводящем состоянии пропусканием тока затвора при его прямом смещен!ли. СИТ транзистор, как и ПТИЗ, имеет большую емкость затвора, перезаряд которои требует значительных токов управления. Достоинством СИТ по сравне-: !:. цию с биполярными транзисторами является повышенное быстродействие.
Время .'-' ",:,:.',-, включеция практически не зависит от режима работы и составляет 20... 25 нс при задержке не более 50пс. Время выключения зависит от соотношения токов сток»:, и затвора. Для снижения потерь в открытом состоянии СИТ вводят в насыщенное со-.:. стояние подачей тока затвора. Поэтому на этапе выключения, так же как и в би.
полярном транзисторе, происходит процесс рассасывания неосновных носителей;:, заряда, накопленных в открытом состоянии. Это приводит к задержке выключе-::. ния и может лежать в пределах от 20 не до 5 мкс. Фс Специфической особенностью СИТ транзистора, затрудняющей его применение в качестве ключа, является его нормально открытое состояние при отсутствии. ':, управляющего сигнала. Для его, запирания необходимо подать иа затвор отрицательное напряжение: (:> 0 смешения, которое должно быть::: тз „"ч больше напряжения отсечки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
