Радиоэлектроника
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Тиристоры

1. Определение, назначение и классификации

Тиристор – полупроводниковый прибор, имеющий три и более p-n-перехода, используемый для электронного переключения. Особенность – то, что его ВАХ имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Материал – кремний. Применяется тиристор в качестве электронного ключа и используется для регулирования мощностью. Регулирование заключается как во включении и отключении мощности нагрузки, так и для изменения величины этой мощности.

В зависимости от числа выводов могут быть:

1) динистор (тиристор без токоуправления),

2) тринистор (тиристор с токоуправлением).

Каждый из этих тиристоров может быть симметричным (симистор) и несимметричным.

симметричный (симистор) и несимметричный тиристор

2. Транзисторы без токоуправления (динисторы)

Динистор имеет четырехслойную структуру, три p-n перехода и два вывода: анод и катод.

Транзисторы без токоуправления (динисторы)

 

 

 

 

 

При U>0 к П1 и П3 прикладывается прямое напряжение и они открыты, а к переходу П2 – прикладывается обратное – он закрыт. Ток через тиристор мал и определяется обратным током перехода П2.

Если увеличить E, то первоначально ток тиристора изменяется незначительно, но потом решающую роль начинает играть ударная ионизация. Происходит пробой перехода П2. Напряжение на тиристоре, соответствующее этому переходу называется напряжением переключения напряжение переключения. Обратный переход начинает резко возрастать, а значит возрастает и ток. С ростом тока растет и падение напряжения падение напряжения, вследствие чего напряжение на тиристоре резко падает, достигая некоторого значения. В дальнейшем при росте тока под действием источника напряжения на тиристоре возрастает незначительно. Переход тиристора из состояния, когда ток через него почти не протекает (закрытое состояние) в состояние, когда ток резко возрастает (открытое состояние) происходит быстро и соответствующий ему процесс является неустойчивым.

ВАХ, описывающая работу тиристора:

ВАХ, описывающая работу тиристораI – тиристор закрыт (откл)

II – переход из закрытого в открытое состояния

III – тиристор открыт (вкл)

В исходное тиристор можно вернуть, отключив источник, то есть сделав напряжение равным нулю.

При противоположной полярности источника несимметричный динистор тока не пропускает.

3. Тринистор. Тиристор с токоуправлением

Тринистор имеет четырехслойную структуру, три p-n-перехода и три вывода: анод, катод, управляющий электрод. Управляющий электрод может подключаться к любому из средних слоев.

Тринистор. Тиристор с токоуправлением

 

 

 

 

 

УЭ – управляющий электрод (управление по катоду).

Управляющий электрод предназначен для того, чтобы изменить напряжение тиристоров напряжение тиристоров. При подаче управляющего тока к переходу П3 прикладывается дополнительно прямое напряжение. Ток управления добавляется к току перехода П3, а следовательно, и к току перехода П2.

Общий ток тиристора возрастает, и он переключается при меньших значениях напряжений. Изменяя величину токоуправления можно изменить напряжение переключения тиристора.

ВАХ, описывающая работу тринистора

 

 

 

 

В системах управления часто используются тиристорные приводы. В этом случае тиристоры открываются по сигналу управления, который представляется в виде коротко временного импульса тока. Этим импульсом тиристор открывается, а изменение напряжения включения тиристора производится за счет изменения времени управляющего импульса. То есть управление тиристором производится не величиной тока, а временем его поступления. Такие системы регулирования называются системами импульсно-фазового управления (СИФУ).

4. Симисторы

Симистор – тиристор, который переключается из закрытого состояния в открытое как в прямом, таки в обратном направлении. Он имеет симметричную ВАХ и применяется для переключения в цепях переменного тока. Структура симистора достаточно сложная, например, симметричный динистор имеет 5 слоев и 4 перехода, симметричный тиристор – 6 и более слоев и более 5 переходов.

ВАХ симметричного динистора:

ВАХ симметричного динистора