Тиристоры

Тиристоры
Тиристор это четырехслойный кремниевый прибор с p-n-p-n переходами. Тиристор можно представить эквивалентным соединением двух транзисторов р-п-р и п-р-п типов, которые имеют коэффициенты передачи тока ах и а2 соответственно. Четырехслойный прибор имеет три р-п перехода П1, П2 и П3. Если приложить внешнее напряжение Uaк к точкам А и К таким образом, чтобы точка А (анод) имела положительный потенциал относительно точки К (катод), то переходы П1 и П3 будут смещены в прямом направлении. Переход П2 оказывается смещенным в обратном направлении, а ток через него имеет три составляющих: электронный ток Ia1 эквивалентного транзистора T1 дырочный ток Iа2 эквивалентного транзистора Т2 и ток в закрытом состоянии тиристора. Если сумма а1 + a2 мала по сравнению с единицей, ток I будет близок к основному току в закрытом состоянии тиристора. Чтобы перевести прибор во включенное состояние, сумму а1 + а2 необходимо увеличивать, пока она ни станет равной единице. Ток I в этом случае будет ограничиваться только сопротивлением внешней цепи. Если тиристор находится в проводящем состоянии, то падение напряжения на нем приблизительно равно падению напряжения на р-п переходе. Из теории транзисторов известно, что а имеет малое значение при небольших токах эмиттера, а при увеличении тока эмиттера быстро возрастает. При постепенном повышении напряжения между анодом и катодом тиристора в конце-концов в переходе П2 наступает лавинное размножение носителей. Вызванное лавинным процессом увеличение тока, протекающего через тиристор, приведет к возрастанию коэффициентов передачи тока a1 и a2, и прибор переходит в открытое состояние. Напряжение между анодом и катодом Uaк, при котором происходят эти процессы, называется напряжением лавинного размножения Uлав. Тиристор остается в этом состоянии, пока через него протекает ток, достаточный для сохранения равенства a1 + а2 = 1. Этот ток называют удерживающим током.

Третий электрод, называемый управляющим, присоединен к внутренней области типа р. Ток, подводимый к этому электроду, вызывает увеличение коэффициентов передачи a1 и а2, которое оказывает дополнительное влияние на эффект, вызванный напряжением, приложенным между анодом и катодом, Uак. При использовании тиристора в схемах на него подается напряжение, много меньшее напряжения Uлав, при котором происходит лавинное нарастание тока, если ток управляющего электрода равен нулю.
Запуск тиристора осуществляется путем подачи тока на управляющий электрод. Следовательно, через транзистор будет протекать коллекторный ток, где B1 = a1/(1 — а1). Этот ток является базовым током второго транзистора Т2, поэтому ток коллектора транзистора Т3 равен B1*B2*Iy; он снова подается во входную цепь. Так как процесс является регенеративным, тиристор переходит в открытое состояние. После того как тиристор открывается, управляющий электрод перестает оказывать воздействие на протекание тока.

Подразделы:

Полупроводниковые диоды на p-n переходе