ВАХ диристора и тиристора (общая)

I´´´y > Iy

Если ток управления Iд = 0 (диристорный режим). При диристорном режиме включение тиристора и малых внешних напряжений. Iанода мало чем отличается от теплового Iко.

Приложенное напряжение Uанода (U между анодом и катодом) небольшое. Ua < Uпереключения

Допереходы Р1 и Р3 смещаются в прямом направлении, а Р2 в обратном. При отсутствии внешнего напряжения (Ua) в P – N переходе возникают потенциальные барьеры, как у диода или биполярного транзистора.

Потенциальные барьеры снижаются при прямом смещении перехода (Р1 и Р3), ток переходов определяется неосновными носителями зарядов, а так же эффектом лавинного размножения носителей заряда в обратно смещенном переходе Р2.

Iобщ = Iко/1-α1-α2

Iко – сумма тока термогенерации и теплового тока в Р2.

α1 и α2 – коэфиценты передачи токов от Р1 и Р3 к Р2

При увеличении анодного напряжения Iобщ растет, т.к. увеличивается смещение переходов Р1 и Р3.

Когда внешнее напряжение Ua становится Uпереключения, внутренне положенная связь вызывает лавинообразный процесс инжекции основных процессов. Резкое увеличение концентрации электронов и дырок в Р2 приводит к быстрому снижению напряжения обратного смещения перехода Р2, следовательно и уменьшению напряжения Uа на всем приборе. Это значит что ВАХ тиристора имеет участок отрицательного сопротивления (аb участок). Рабочий участок (bd) когда ток ограничивается только сопротивлением нагрузки. Для выключения тиристора нужно уменьшить прямой ток Ia что бы его значение не больше тока включения Iвкл (точка С), или приложить к структуре тиристора напряжение обратной полярности. При смещении тиристора в обратном направлении ВАХ имеет такой же вид как и у диода (ОЭ).

Напряжение переключения можно уменьшить если в цепь примыкающей к переходу Р2 внести от внешнего источника дополнительное число носителей заряда за счет тока управления (тиристорный режим).

Iтир(общ) = (Iко + α2 · Iупр)/1-α1-α2

Статические характеристики тиристора

1. Номинальный прямой ток характеризует допустимый нагрев диода при номинальных условиях отвода тепла до номинальной температуры.

2. Номинальное прямое падение напряжения на тиристоре при .

3. Обратное номинальное напряжение (допустимое).

4. Напряжение переключения – минимальное напряжение, при котором тиристор переходит из закрытого состояния в открытое.

5. Ток выключения – минимальный прямой ток поддерживающий тиристор в открытом состоянии.

6. Ток удержания – минимальный прямой ток который протекает через тиристор при разомкнутой цепи управления, т. е. не включает его.

Динамические характеристики тиристора

1. Время включения тиристора – промежуток времени между подачей импульса управления и моментом когда прямое напряжение уменьшается до 10% своего начального значения.

2. Время выключения – минимальный промежуток времени между моментом прохождения прямого тока через ноль и повторно приложенным напряжением которое не вызывает включения тиристора.

3. Скорость нарастания прямого анодного тока и допустимая скорость нарастания прямого анодного напряжения.

4. Импульсы управления – должен выбираться коротким, однако длительность импульсов должна быть больше времени включения тиристора.

Минимальная длительность управляемого импульса лежит в пределах 15 ÷ 20 миллисекунд.

Важнейшими задачами являются:

- увеличение надёжности

- уменьшение габаритов, массы

- уменьшения потребляемой энергии

 

Существует четыре поколения аппаратов электронной техники:

1. Электронная лампа

2. Открытие нового усилительного элемента (транзистора).

3. Создание микроэлектронного функционального узла – полупроводниковая интегральная микросхема.

Все активные и пассивные элементы и их соединения созданы виде сочетания p-n переходов в одном исходном полупроводниковом материале.

4. Создание больших интегральных микросхем (БИС) (500 и более элементов)

В зависимости от технологии различают два типа интегральных схем.

1 – интегральные микросхемы (ИС)

2 – гибридные интегральные микросхемы (ГИС)