7. Тиристор. Типы, назначение, хар-ки.

Тиристоры являются переключающими приборами.

Рис.7.1. Структура диодного тиристора (динистора).

Как видно, он имеет три p-n перехода,

причем два из них (П₁ и П₃) работают

в прямом направлении, а средний пе-

реход П₂ - в обратном направлении.

Крайнюю область р называют анодом,

а крайнюю область n - катодом. Тири-

стор можно представить в виде экви-

валентной схемы (модели), состоящей

из двух транзисторов Т₁ и Т₂ типа n-p-n и p-n-p, соединенных, как показано на рисунке. По-

лучается, что переходы П₁ и П₃ являются эмиттерными переходами этих транзисторов, а

переход П₂ работает в обоих транзисторах в качестве коллекторного перехода. Через пере-

ходы П₁ и П₃ работающие в прямом направлении, в области, примыкающей к переходу П₂,

инжектируются неосновные носители заряда, которые уменьшают сопротивление перехода

П₂.

Рис.7.2. ВАХ тиристора.

ВАХ тиристора показывает, что происходит в

тиристоре при повышении приложенного напряже-

ния. Сначала ток невелик и растет медленно, что

соответствует участку ОА ВАХ. В этом режиме ти-

ристор можно считать закрытым (―запертым‖).

Около т. А при некотором напряжении, называе-

мом напряжением включения Uвкл , влияние обоих

процессов уравновешивается, а затем ничтожно

малое повышение напряжения создает перевес второго процесса и сопротивление перехода

П₂ начинает уменьшаться. Тогда возникает лавинообразный процесс быстрого отпирания

тиристора. Этот процесс объясняется следующим образом. Ток резко скачком возрастает

(участок АБ ВАХ), в результате устанавливается большой ток при малом напряжении (БВ).

Ток в этом режиме, когда прибор открыт (―отперт‖), определяется главным образом сопро-

тивлением нагрузки Rн, включенной последовательно. За счет возникшего большого тока

все напряжения источника питания падает на нагрузке R_н. Диодный тиристор характеризу-

ется максимальным допустимым значением прямого тока I_max, при котором на приборе бу-

дет небольшое напряжение U_откр. Если уменьшать ток, то при некотором его значении, на-

зываемом удерживающим токам I_уд, ток резко уменьшается, а напряжение резко повышает-

ся, т.е. прибор переходит скачком обратно в закрытое состояние. При обратном напряжении

на тиристоре характеристика получается такой же, как для обратного тока обычных диодов.

Время включения тиристоров обычно не более единиц микросекунд, а время выключения,

связанное с рекомбинацией носителей, доходит до десятков микросекунд. Поэтому тири-

сторы могут работать только на сравнительно низких частотах. Разработаны также симмет-

ричные тиристоры или симисторы, имеющие структуры n-p-n-p-n или p-n-p-n-p, которые

отпираются при любой полярности напряжения и проводят ток в оба направления, и заме-

няет собой цепь из двух обычных тиристоров, включенных встречно-параллельно, их ВАХ

одинакова в I и III квадрантах. Динистор – тиристор без управляющего электрода. Он ана-

логичен обычному тиристору, у которого не подается сигнал на управляющий электрод.

Для включения динистора к нему необходимо приложить напряжение U_вкл. При приложе- нии обратного напряжения динистор всегда заперт.

10