Федосеева - Основы электроники и микроэлектроники (989598), страница 20
Текст из файла (страница 20)
создается прямое напряжение (рис. 1.49, 6). В открытом состоянии все три перехода находятся под прямым напряжением, обратный ток коллекторного перехода отсутствует. Ток в основной цепи создается движением инжектируе- мых из змиттеров носителей заряда: дырок — от Э, через все области к катоду, а электронов — от Э, в обратном направлении — к аноду.
С увеличением приложенного напряжения возрастает напряжение на р-л переходах и растет ток. Поскольку прямое напряжение на переходе Пз по полярности противоположно прямым напряжениям на переходах П~ и П,, то напряжение на тиристоре в открытом состоянии практически равно прямому напряжению на одном р-л переходе (0,75 — 1,5 В).
С уменьшением напряжения на тиристоре в открытом состоянии ток тиристора уменьшается, а при определенном значении б е г 4~а и„Я~ Рис.!.50. Схема включении тиристора с цепью управления (а) и условные графические обозначения линистора (б), тринистора с управлением по катоду (в) и по виолу (г); д — схема включения тиристора тока тиристор переходит в закрытое состояние. Наименьший ток в основной цепи, необходимый для поддержания тиристора в открытом состоянии, называется током удержания тиристора Тт,.
При /, ( тт, слои около перехода Пз обедняются носителями заряда, напряжение на нем становится обратным, тиристор закрывается. В рассмотренном случае работы тиристора при отсутствии тока управления переход в открытое состояние достигается увеличением прямого напряжения до величины напряжения переключения (/„,„.
Такой способ включения используется только в схемах с динисторамн. Тринистор помимо основной цепи между анодом и катодом имеет цепь управления. Для этой цепи нужен вывод управляющего электрода УЭ. Назначение цепи управления состоит в управлении моментом включения тиристора при напряжениях в основной цепи меньших, чем напряжение переключения (I„т„. Если вывод управляющего электрода сделан от базового слоя у ры то источник управляющего тока Е, включается между УЭ и катодом.
Такая схема управления по катоду приведена на рис. 1.50, а. Возможна и другая схема, в которой вывод управляющего электрода сделан от базового слоя ль а источник Е, включается между УЭ и анодом. В этом случае осуществляется управление ло аноду. Условные графические обозначения тиристоров разного типа приведены на рис. !.50, б, в, г. В обоих случаях источник Е, включаетсн так, чтобы гок управления 1„ протекал от него через один из эмиттерных переходов в прямом направлении (рис. 1.50„ д). Рис. 1.51. Семейство вольт-амперных характеристик тиристора а прн разных значениях тока уп- равления Рассмотрим влияние тока управления на работу тиристора при прямом напряжении между анодом и катодом в схеме рис. 1.50, а. В основную цепь включены источник питания Е.
и нагрузка 11„. В цепь управления включен источник управляющего сигнала Е„, дающий ток управления 1т Полярность источника Е„совпадает по знакам с прямым напряжением на переходе Пз. Напряжение между управляющим электродом и катодом называется напряжением управления (тт.
Прн включении цепи управления ток 1„, проходя от управляющего электрода через переход Пз к катоду, добавляется к току эмиттера Э, н вызывает увеличение коэффициента передачи тока аз. В результате этого возрастает ток коллекторного перехода П„ а значит, и ток в цепи тиристора, и переключение тиристора происходит при меньшем напряжении на нем. Все процессы, происходящие при переходе тиристора из закрытого состояния в открытое под действием тока управления, такие же, как под действием основного напряжения, достигающего величины напряжения переключения 1/„„„ при 1, = О.
Чем больше ток управления, тем меньше напряжение, при котором открывается тиристор. Это отражает семейство вольт-амперных характеристик, снятых в прямом направлении при разных значениях тока управления (рис. 1.5!). При определенном значении тока управления, называемом током управления спрямления 1„„ пря- мая ветвь характеристики спрямляется, участок закрытого состояния 1 отсутствует; тиристор при прямом напряжении открыт, как диод. Ток управления влияет только на крутизну участка 1 закрытого состояния тиристора и напряжение перехода в открытое состояние; на рабочий участок характеристики в открытом состоянии ток управления не оказывает влияния. После включения тиристора цепь управления может быть разомкнута, а тнристор будет продолжать работать в открытом состоянии. Благодаря этому свойству в практических схемах используют автоматическую подачу кратковременных импульсов тока управления для включения тиристора в нужный момент времени.
Выключение тнристора — переход в закрытое состояние— может быть осуществлено уменьшением тока до величины, меньшей тока удержания, или изменением полярности основного напряжения (1„ на обратную. Обратная ветвь характеристики, как было сказано, соответствует обратной ветви вольт-амперной характеристики диода (участок 4 на рис. 1.51). При обратном напряжении, равном напряжению пробоя (у,вр„..а происходит лавинный пробой тирнстора (участок 5). 1.6.2.
Симметричные тиристоры Симметричным тиристором, нли симистором, называют тири- стор, который переключается из закрытого состояния в открытое как в прямом, так и в обратном направлении. Он имеет симметричную вольт-амперную характеристику, т. е. одинаковые по виду прямую и обратную ветви. В связи с этим симисторы применяют как переключающие приборы в цепях переменного тока. Симметричные тиристоры разделяют на диодные и триодные. Диодный симметричный тиристор (днак) включается при достижении как в прямом, так и в обратном направлениях определенного значения напряжения между основными выводами, равного напряжению переключения. Триодный симметричный тири- стор (триак) включается как в прямом, так и в обратном направлениях при подаче сигнала на его управляющий электрод.
Структура симнстора характеризуется большим, чем четыре, числом чередующихся областей р- и л-типа и, соответственно, имеет не три„ а большее число переходов: для диака пять слоев и четыре перехода, для триака — шесть и более слоев, пять и более переходов. Рассмотрим структуру и принцип действия симистора (рис. 1.52). Контактные металлизированные площадки электрически соединяют верхние поверхности правой части области р,, области л~ и пт (рис. 1.52, а) и имеют общий вывод А (анод). Метал- пв п, па пз в пз и, г13 па лизированная площадка в центре верхней поверхности области р| соединена с выводом управляюшего электрода УЭ. Нижние поверхности областей рз и пз электрически соединены контактной плошадкой со вторым основным выводом К (катод).
В основную цепь включаются источник переменного напряжения и нагрузка, а в цепь управления — источник импульса тока управления. Рис. Н52. Симметричный тиристор: а — полупроводниковая структура; б — эквивалент в виде двух тиристоров; в, г — условные графические обозначения диака и триака; д — схема вклхтчения триака Эту структуру можно рассматривать как два обычных тиристора, включенных встречно-параллельно. Первый из них включает часть структуры с правой стороны — рыле-рз-лз с переходами Пх, Пз и Пх (рис. !.52, б); для него прямым будет положительное напряжение на аноде относительно катода.
В этом случае переходы Пх и П4 находятся под прямым напряжением, а Пз — под обратным. Как было подробно рассмотрено для обычного тиристора, с увеличением тока в п,-слое накапливаются электроны, а в рх-слое — дырки, что приводит к перемене полярности напряжения на переходе Пз с обратной на прямую, и тиристор переилючается из закрытого состояния в открытое. Если на электрод УЭ подавать импульс управляющего напряжения со знаком «плюс» относительно анода А, то на дополнительном переходе Пз создается прямое напряжение, электроны инжектируются из области пз в область рь диффундируют через нее к переходу Пх и перебрасываются полем его контактной разности потенциалов в пз-слой. Насыщение лз-слоя приводит в свою очередь к увеличению прямого напрям~ения на переходе П,, под действием которого усиливается инжекция дырок Рис.
!.53, Вольт-амперные характеристики симмет. ричного тиристора рыслоя в л,-слой; они днффундируют через пз-слой и перебрасываются под действием обратного напряжения на переходе Пз в рх-слой. Накопление дырок в рт-слое и электронов в лз-слое под действием импульсов управляющего сигнала происходит мгновенно, и тиристор переключается в открытое состояние при меньшем напряжении между основными электродамн, чем напряжение переключения при отсутствии тока управления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
