Герасимов В.Г. (ред). - Электрические измерения и основы электроники (1998) (529641), страница 16
Текст из файла (страница 16)
При увеличении в сторону положительных (для канала п-типа) значений напряжения между затвором и истоком электрическая проводимость канала за счет обогащения носителями заряда будет увеличиваться, а ток стока — возрастать. Отрицательное напряжение между затвором и истоком будет вызывать сужение канала (обеднение носителями), ток стока будет уменьшаться, а при достижении напряжением некоторого порогового значения — прекратится Таким образом транзистор со встроенным каналом уПравляется разнополярными напряжениями.
Вольт-амперные характеристики н условное графическое обозначение МДП-транзистора со встроенным каналом представлены на рис, 2 20 ВАХ полевых транзисторов с изолированным затвором в основном ом аналогичны характеристикам полевых транзисторов с управля„„цим р-и-переходом Основными параметрами полевы~ транзисторов являются крутизна характеристики передачи Я $ = — г- при уси= сопя! а~~зи и дифференциальное (внутреннее) сопротивление стока (канала) на участке насыщения ас'Си Я,= пр Зи = ! ~~с Б качестве предельно допустимых параметров нормируются.
максимально допустимые напряжения Ьси„„, и 5~И„,„максимально допустимая мощность стока Рс,, максимально допустимый ток стоками Значения параметров полевых транзисторов приведены в табл 2.3 Т а б л и ц а 2.3. Значения параметров полевых транзисторов Межэлектродные емкости полевых транзисторов между затвором и стоком Сзс, а также затвором и истоком Сзи, обычно не превышают ! — 20 пФ. Полевые транзисторы с коротким каналом (длиной ! — 3 мкм) являются высокочастотными приборами и могут работать на частотах до нескольких десятков гигагерц Вопрос 2.3.
Как соотносятся между собой потенциалы истока и затвора полевого транзистора с управляющим р-л-переходом и кана- лом р-типа? Варианты ответа 2 3 ! Потенциал затвора должен быть выше или равен потенциа- лу истока. 2 3.2. Потенциал затвора должен быть ниже или равен потенциалу истока. 2 3 3. Потенциал затвора может быть как выше, так и ниже потен- циала истока. 2.5.ТИРИСТОРЫ Тиристором называют полупроводниковый прибор с тремя (или более) р-и-переходами, вольт-амперная характеристика которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и которыи используется для коммутаций в электрических цепях. 11ростейшим тирнстором с двумя выводами является диодный гнириснюр (динистор).
Триодньш н1ириснюр (тринистор) имеет дополнительно ~„етий (управляющий) электрод. Как диодный, так и триодный тиристоры имеют четырехслойную структуру с тремя р-!!-переходами (рис.2 21,п). Крайние области р( и л2 называются анос)ом и катодом соответственно, с одной из средних областей р2 или п( соединен управляющий электрод. П,П,П вЂ” переходы между р- и л-областями. Источник Е внешнего питающего напряжения подключен к аноду положительным относительно катода полюсом Если ток 1 через управляющий электрод триодного тиристора равен нулю, его работа не отличается от работы диодного. В отдельных случаях бывает удобно представить тиристор двухтранзисторной схемой замещения с использованием транзисторов с различным типом электропроводности— р-н-р и и-р-и (см рис. 2 21„б).
Как видно из рис.2.21, переход П2 является общнм коллекторным переходом обоих транзисторов в схеме замещения, а переходы П и П вЂ” эмиттерными переходами. Рассмотрим работу тиристора при У =О. При подключении источни- У ка Е эмиттерные переходы П и Пз смещаются в прямом направлении, а коллекторный — П2 в обратном. Поскольку сопротивления открытых р-и-переходов незначительны, все напряжение источника практически приложено к закрытому переходу П2 Ток тиристора в этом режиме весьма мал и напряжение на нагрузочном резисторе В практически равно нулю. ! пр р Я А 3 (- '( -Е (р а) О! Рнс -! С1р~кпра (а! и дв~~грананс~орная схема замен(ения (6) (рнодно(о ти. 771 рнс1ора ! 3 выводы ка1ода, унравляюн(е(о э (ек-1рола н анода соотве(с(венНЮ 8б 7„р, А ПР 400 го о»„,,в г>бб Рис 2.22 Вольт- ~мперные характеристики и условное графическое обозначение триодного тиристора >об,чл При повышении прямого напряжения Г (что достигается увеличени- 'пр ем ЭДС источника питания Е) ток тиристора увеличивается незначительно до тех пор, пока напряжение Г>пр не приблизится к некоторому критическому значению напряжения пробоя, равному напряжению е>слюченг>я (,', (рис.2 22) При дальнейшем повышении напряжения ( под влиянием нараста- пр ющего электрического поля в переходе П происходит резкое увеличение количества носителей заряда, образовавшихся в результате ударной ионизации при столкновении носителей заряда с атомами.
В результате ток в переходе быстро нарастает, так как электроны из слоя >г и дырки из слоя 1>) устремляются в слои 1>2 и >г) и насыщают их неосновными носителями заряда. Увеличение количества носитслей заряда за счет действия внутренней положительной обратной связи носит лавинообразный характер, в результате чего электрическая проводимость р->г-перехода П резко воз- 2 растает. После включения тиристора напряжение на нем снижается до значения порядка (),5 — 1 В При дальнейшем увеличении ЭДС источника Е или уменьшения сопротивления резистора А ток в приборе нарастает в соответствии с вертикальным участком ВАХ (рис.2 22) Минимальный пРямой ток, при котором тиристор остается во включенном состоянии называется током удержания 1 .
При уменьшении прямого тока до значения уд „р 1,д (нисходящая ветвь ВАХ на рис 2 22) высокое сопротивление перехода восстанавливается и происходит выклкление тирисгора Время восстановления сопротивления р->г-перехода обычно составляет 1Π— 1(И) мкс Напряжение (1,, Jри котором начинается лавинообразное нарастание тока, ка, может быть снижено дополнительным введением неосновных носителей заряда в любой из слоев, прилегающих к переходу П2 Эти добавочиь иые носители заряда увеличивают число актов ионизации в 1>->г-переходе П де П2, в связи с чем напряжение включения (.г„„, уменьшается Добавочные носители заряда в триодном тиристоре, представленном на и рис 2,21, вводятся в слой р2 вспомогательнои цепью, питаемой от независимого источника напряжения.
В какой мере снижается напряжение включения при росте тока управления, показывает семейство кривых на рис.2,22. Там же приведено условное графическое обозначение триодного тиристора. Будучи переведенным в открытое (включенное) состояние, тиристор не выключается даже при уменьшении управляющего тока 1, до нуля. Выключить тиристор можно либо снижением внешнего напряжения до некоторого минимального значения, при котором ток становится меньше тока удержания, либо подачей в цепь управляющего электрода отрицательного импульса тока, значение которого, впрочем.
соизмеримо со значением коммутируемого прямого тока 1п . Важным параметром триодного тиристора является отпирающий ток управления Уу,„— ток управляющего электрода, который обеспечивает переключение тиристора в открытое состояние. Значение этого тока достигает нескольких сотен миллиампер. Из рис.
2.22 видно, что при подаче на тиристор обратного напряжения в нем возникает небольшой ток. так как в этом случае закрыты переходы П1 и Пз. Во избежание пробоя тиристора в обратном направлении (который выводит тиристор из строя из-за теплового пробоя перехода) необходимо, чтобы обратное напряжение было меньше Ь' б„ В симметричных диодных и триодных тиристорах обратная ветвь ВАХ совпадает с прямой.
Это достигается встречно-параллельным включением двух одинаковых четырехслойных структур или применением специальных пятислойных структур с четырьмя р-п-переходами. В настоящее время выпускаются тиристоры на токи до 3000 А и напряжения включения до 6000 В, Тирисгоры как управляемые переключатели, обладающие выпрямитсльными свойствами, нашли широкое применение в управляемых выпрямителях. инверторах, коммутационной аппаратуре.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
