§ 3. Тиристоры

Тиристоры (переключающие диоды) – это полупроводниковые приборы, представляющие собой структуру с несколькими чередующимися "p" и "n" слоями (рис. 5.4.11).

Переключающий диод, имеющий выводы только от крайних слоев, называется диодным тиристором, или динистором.

Если прибор имеет дополнительный вывод от одного из средних слоев (управляющий электрод), то такой прибор называется триодным тиристором, или тринистором.

Динистор Тринистор

+ – + –

p n p n p n p n

Управляющий электрод

Рис. 5.4.11. Структура тиристоров

Тиристор может находиться в двух устойчивых состояниях. Первое состояние характеризуется малым током и большим падением напряжения (тиристор закрыт). Второе устойчивое состояние соответствует малому падению напряжения и большой величине тока.

В ольтамперная характеристика диодного тиристора приведена на рис. 5.4.12.

I_пр

I_{пр max} C

I_выкл B

I_вкл А

U_пр

0 U_вкл

Рис. 5.4.12. Вольтамперная характеристика диодного тиристора

Участок 0А соответствует выключенному (закрытому) состоянию тиристора. На этом участке его сопротивление очень велико (несколько мегом).

При повышении напряжения до уровня U_вкл (точка А) ток через тиристор резко возрастает. Дифференциальное сопротивление тиристора в точке А равно нулю.

На участке АВ дифференциальное сопротивление тиристора отрицательно. Этот участок соответствует неустойчивому состоянию рабочей точки.

При включении последовательно с тиристором небольшого сопротивления нагрузки рабочая точка перемещается на участок характеристики ВС, соответствующий включенному состоянию тиристора. На этом участке дифференциальное сопротивление тиристора опять положительно.

Для того, чтобы тиристор оставался в открытом состоянии, через него должен протекать ток, не менее, чем I_выкл (точка В). Перевод из открытого состояния в закрытое осуществляется путем снижения напряжения на тиристоре.

Вольтамперная характеристика триодного тиристора приведена на рис. 5.4.13.

I_пр

I_{пр max} C

I_упр3 I_упр2 I_упр1 I_упр = 0

I_выкл ^B

I_вкл А

U_{обр max} 0

U_пр

U_вкл3 U_вкл2 U_вкл1 U_вкл

Рис. 5.4.13. Вольтамперная характеристика триодного тиристора

В отличие от диодных тиристоров, у которых величина U_вкл постоянна, напряжение включения триодных тиристоров можно изменять путем изменения тока в цепи управ­ляющего электрода. В этом случае для включения тиристора достаточно кратковре­менно подать ток в цепь управляющего электрода. Для выключения триодного тири­стора необходимо уменьшить ток, протекающий через тиристор, до величины мень­шей, чем ток выключения I _выкл (точка В).