Лекцiя Тиристори

Лекція  ТИРИСТОРИ

План заняття:

1. Класифікація та умовні графічні позначення тиристорів
2. Принцип роботи тиристорів
3. Керовані тиристори
4. Симістори
5. Основні параметри тиристорів
6. Області застосування тиристорів, схеми включення

Класифікація та умовні графічні позначення тиристорів

Тиристорами називаються напівпровідникові прилади з трьома і більше р-n-переходами, призначені для використання в якості електронних ключів в схемах перемикання електричних струмів.

По кількості зовнішніх електродів тиристори поділяються:

1. Діодні тиристори (диністори) - перемикаючі;

2.  Трьохелектродні тиристори (триністори) – керуємі.

В залежності         від        пропускаємого  прямого        струму, поділяються:

1. малопотужні - Iвідк.max ≤ 0,3A
2. середньої потужності - 0,3A • Iвідкр.max ≤ 10A
3. великої потужності (силові) - Iвідк р.max  = 10A

Умовні графічні позначення тиристорів:

• діодний тиристор, що замикається в зворотному напрямку;[pic 1]

• діодний симетричний тиристор (симетричний динистор);[pic 2]

• тріодний тірістор, запіраемийвобратномнаправленііс управлінням по аноду;[pic 3]
• тріодний тиристор, який закривається в зворотньому напрямку і з керуванням по катоду;[pic 4][pic 5][pic 6]

• тріодний симетричний тиристор (симетричний тринистор).

Принцип роботи тиристорів

Найпростіші діодні тиристори, замикаються в зворотньому напрямку, виготовляються з кремнію і містять чотири почергові р- і n- області (рис1). Область р1, в яку потрапляє струм із зовнішнього ланцюга називають анодом, область n2 - катодом; області n1 і р2 - базами.

Структура тиристора може бути представлена ​​у вигляді з'єднання двох транзисторів різної провідності (рис. 1, б, в), так що колекторний струм транзистора p1-n1-p2 (VT1) є базовим струмом транзистора n1-p2-n2 (VT2), а колекторний ток транзистора n1-p2-n2 є базовим струмом транзистора p1-n1-p2.

[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28][pic 29][pic 30][pic 31][pic 32][pic 33][pic 34][pic 35][pic 36][pic 37][pic 38][pic 39][pic 40][pic 41][pic 42][pic 43][pic 44]

Ріс..1. Структура діодного тиристора

Таким чином, між базовими і колекторними струмами транзисторів існує позитивний зворотний зв'язок, який забезпечує перемикання структури за умови, що коефіцієнт позитивного зворотного зв'язку більше одиниці.

Якщо до тиристору підключити джерело напруги як показано на рис.1, а, то переходи П1 і П3 виявляться відкритими, а перехід П2 - закритим. Його називають колекторним переходом. Майже вся прикладена напруга падає на ньому.

Так, як переходи П1 і П3 зміщені в прямому напрямку, з них в області баз інжектують носії заряду: дірки з області р1 і електрони з області n2. Ці носії дифундують в областях баз n1 і р2, наближаються до колекторного переходу П2 і його полем перекидаються через р-n-перехід. Рухаючись в протилежних напрямках ці дірки і електрони створюють загальний струм.

При малих значеннях зовнішньої напруги, практично cія вона падає на колекторному переході П2. Тому до переходів П1 і П3, які мають малий опір, прикладена мала різниця потенціалів і інжекція носіїв зарядів незначна. У цьому випадку струм малий і дорівнює зворотному струму через перехід П2, тобто IК0.

При збільшенні зовнішнього напруги у зовнішньому ланцюзі струм збільшується незначно, проте при досягненні напругою певного значення Uвкл носії заряду проходячи через р-n-перехід П2 прискорюються настільки, що при зіткненні з атомами в області р-n-переходу іонізують їх, викликаючи лавинне розмноження носіїв заряду-наступає електричний пробій