7.4.2. Тиристоры тб (быстродействующие)
Эти тиристоры обладают существенно уменьшенным tвыкл и tвкл при значительных предельных токах и неповторяющихся напряжениях, а также повышенной стойкостью к скорости нарастания прямого напряжения и тока (tвыкл 20-50 мкс, tвкл 5 мкс). Эти свойства обеспечивают работоспособность тиристоров ТБ при частотах до 10 кГц.
7.4.3. Тиристоры тч (частотные)
Предназначены для работы на частоте 25 кГц (tвыкл 12-30 мкс, tвкл 5 мкс). Повышение быстродействия этих тиристоров достигается путем специального выполнения p-n- переходов (уменьшение толщины базовых областей) и использование золота в качестве легирующей примеси, что ускоряет процесс рекомбинации электронов и дырок. Эти меры обеспечивают уменьшение времени жизни дирок в n-базе p-n-перехода, что ускоряет рассасывание заряда, накопленного в полупроводниковой структуре в период прохождения прямого тока. От этого заряда и скорости его рассасывания зависит переходного процесса запирания вентиля.
Тиристоры ТБ и ТЧ применяют в инверторах, импульсных регуляторах, прерывателях и преобразователях частоты.
7.5. Симметричные тиристоры (симисторы)
В некоторых схемах требуются приборы, которые можно включить как в прямом, так и в обратном направлении. Этому требованию отвечают симисторы.
При подаче импульса тока управления на управляющий электрод симистор включается независимо от полярности анодного напряжения, включается как обычный тиристор.
а б
Рис. 7.6. Условное графическое обозначение (а) и представление симистора в виде двух тиристоров, включенных встречно-параллельно (б)
ВАХ симистора – это ВАХ двух тиристоров, включенных встречно и параллельно (рис. 7.7).
Рис. 7.7. Вольтамперная характеристика симметричного тиристора
Выпрямительный элемент имеет пятислойную структуру, крайние переходы замкнуты металлическими контактами (шунтами Ш1, Ш2) электродов А и В. Управляющий электрод подключен к p2-области (рис. 7.8).
Рис. 7.8. Структура симистора
Если минус на аноде и плюс на базе, то переход П4 закрыт. При подаче положительного импульса на управляющий электрод ток проходит по пути n1-p2-n3-p4, как в обычном тиристоре.
При обратной полярности, плюс на аноде и минус на базе, переход П1 закрыт. Напряжение приложено к слоям p2-n3-p4-n5. При подаче на управляющий электрод положительного импульса электроны из цепи управления попадают в n2-слой и под действием поля перехода П2 переходят в слой n3 понижая его потенциал. Это вызовет инжекцию дырок из слоя p2 в слой n3, далее дырки переходят в слой p4, у которого отрицательный потенциал.
Прямая и обратная ветви ВАХ симистора имеют одинаковый характер и определяются теми же параметрами, что и прямая ветвь обычного тиристора.
Симисторы, как и обычные тиристоры, разбивают на группы по среднему падению напряжения и на классы по номинальному рабочему напряжению.
Симисторы применяют в качестве бесконтактных переключателей и управляемых вентилей для преобразования электрического тока.