ТОП 10:

Математический анализ работы тиристора (не нужно).



 

Обозначим эмиттерный ток транзистора n – p – n через Iэ2, коллекторный ток Ik2 = α2·Iэ2, эмиттерный ток транзистора p – n – p: Iэ1, коллекторный

ток Ik1 = α1·Iэ1, где α1 и α2 соответственно коэффициенты передачи тока транзисторов p – n – p и n – p – n.

Кроме коллекторных токов Ik1 и Ik2 через коллекторный переход течет еще и обратный ток этого перехода Iкбо. Отсюда суммарный ток через коллекторный переход:

 

I = Ik1 + Ik2 + Iкбо = α1·Iэ1 + α1·Iэ1 + Iкбо

 

Все переходы в тиристоре соединены последовательно, и тиристор имеет два вывода. Поэтому результирующий ток I и токи Iэ1 и Iэ2 равны между собой:

I = Iэ1 = Iэ2. Отсюда:

 

I = α1·I + α2·I + Iкбо

Следовательно:

Рассмотрим полученный результат, исходя из анализа работы тиристора. Коэффициент передачи тока биполярного транзистора α является функцией тока Iэ (рис.3). Чем меньше ток Iэ, тем больше вероятность рекомбинации инжектированных в базу носителей, и значение α мало. С ростом Iэ вероятность рекомбинации в базе понижается, и α повышается, все большее количество электронов и дырок перебрасывается в свои коллекторные области, создавая там избыточные заряды, которые понижают потенциальный барьер на переходе П2. Следовательно, в тиристоре при повышении напряжения между анодом и катодом растут эмиттерные токи транзисторов p – n – p и n – p – n, значит растут и α1 и α2.

При α1 + α2 = 1 произойдет переключение тиристора из закрытого состояния в открытое. Действительно, пока коллекторный переход был закрыт, а его сопротивление было очень велико, результирующий ток I был очень мал и близок к значению тока Iкбо. Когда коллекторный переход открывается, его сопротивление очень мало и результирующий ток становится током открытых p – n – переходов.

Таким образом, необходимым условием перехода тиристора из закрытого состояния в открытое является повышение α1 и α2 при возрастании тока через эмиттерные переходы. Эта зависимость у кремниевых полупроводниковых приборов выражена гораздо сильнее чем у германиевых, что объясняется большей шириной запрещенной зоны. Кроме того, по этой же причине обратные токи в кремниевых приборах меньше чем в германиевых при меньшей зависимости от температуры. Этим объясняется то, что тиристоры изготовляются только из кремния.

Для того, чтобы понизить значение коэффициента α при малых токах, одну из средних областей тиристора делают гораздо большей по ширине, чем диффузионная длина для неосновных носителей заряда этой базы. В результате повышается вероятность рекомбинации в базе, что, естественно, понижает α.

 

Рис. 3. - Зависимость коэффициента прямой передачи по току транзистора α от Iэ

Еще одним конструктивным решением, позволяющим понизить коэффициент α, является шунтирование одного из эмиттерных переходов областью базы этого перехода. Действительно, при малых значениях тока Iэ сопротивление p – n – перехода еще велико по сравнению с объемным сопротивлением базы (рис.4), и ток Iэ пойдет в основном через базу, минуя p – n – переход. Когда же общее анодное напряжение повысится, ток Iэ повысится, потенциальный барьер на данном переходе за счет прямого напряжения на этом переходе скомпенсируется, сопротивление открытого эмиттерного перехода станет меньше объемного сопротивления базы, и ток пойдет через p – n – переход, а α повысится.

Рис. 4. - Структура тиристора с шунтированием электронного перехода областью базы

 

При подаче обратного напряжения в точки А – К переходы П1 и П3 окажутся под обратным напряжением, а П2 под прямым. В этом случае в цепи тиристора будет протекать очень незначительный ток неосновных носителей и общее сопротивление тиристора будет очень большим.

 







Последнее изменение этой страницы: 2017-02-19; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.85.214.125 (0.002 с.)