60. Температурные зависимости вольт-амперной харак-ки тиристора.Особенности управления тиристорами, входная харак-ка. Входная характеристика тиристора

Рис. 16.8. Цепь управления тиристором ( - распределённое сопротивление базовой области)

При , то есть при закр-ом тиристоре входная ВАХ имеет вид обычного p-n перехода, а именно эмиттер J₃ послед-но с которым соединено омическое . Падение на нём опред-ет линеаризацию крутизны харак-ки в области повышенных токов по сравнению с экспонентой.

Рис. 16.9. Входная ВАХ тиристора.

При открытом тиристоре через переход J₃ протекает ток , который обычно намного превышает ток управления, поэтому падение напряжения на J₃ возрастает. При этом, так как опред-ся лишь внешней цепью и от тока не зависит (у открытого тиристора), то при переход J₃ выступает для входной цепи как источник напряжения. При этом при полож-ом ток может быть как полож-ым, так и отриц-ым. Это зависит от соотношения напряжения внешнего управления и - падения напряжения на J₃, создаваемого током . При вкл-ии тиристора переход от одной харак-ки к другой осущ-ся скачком.

Рис. 16.10. Переход между входными ВАХ тиристора при включении.

Отметим влияние на работу открытого тиристора. Отриц-ый ток управления выводит дырки из p₂. В результате концентрация неравновесных дырок в p₂ – умень-ся, что приводит к умень-ю прямого напряжения на переходе J₃ и к умень-ю инжекции им электронов. Это приводит к умень-ю концентрации неравновесных электронов в базе n₁, а след-но и к умень-ю прямого напряжения на переходе J₁. Умень-е концентрации неравновесных носителей в обоих базах приводит и к умень-ю прямого напряжения на переходе J₂. При достаточно большом концентрация неравновесных носителей в базах станет настолько малой, что переход J₂ начнёт закр-ся. На нём появиться обратное напряжение, что приводит к умень-ю прямых напряжений на J₁ и J₃, то есть тиристор лавинообразно закр-ся. Однако такая возможность закрывания тиристора по цепи управления сущ-ет только для некоторых типов приборов, обычно маломощных. Большинство тиристоров выключить по цепи управления невозможно. Так как база p₂ достаточно тонкая (десятки мкм), а площадь тиристорной структуры имеет порядок см², то величина поперечного сопротивления базового слоя p₂ составляет сотни Ом. Учитывая распределённый характер , эквивалентную схему замещения входной цепи можно представить в виде – рис.16.11.

Рис. 16.11. Эквивалентную схему замещения входной цепи тиристора.

- составляющие сопротивления , p-n переходы заменяют переход J₃. С увел-ем управл-его тока внешние напряжение гасится на части распределенного сопротивления базы вблизи контакта базы, то есть область эмиттерного перехода J₃ около контакта будет закрыв-ся и ток через неё не протекает, а области удалённые от контакта будут открыты. Причём увел-е ограничено напряжением пробоя J­­­₃. Этот пробой наблюд-ся около базового контакта, так как величина во включённом состоянии опред-ся внешней цепью, то запирание части J­­­₃ величину почти не изменит, а приведёт лишь к увеличению плотности тока. В области удалённой от базового контакта это приводит к перегреву. Поэтому подавляющее большинство тиристоров по электроду управления лишь вкл-ся, а выкл-е идёт по анодной цепи. Температурные зависимости ВАХ тиристора .С ростом температуры в полупроводниках: 1) резко экспоненциально увел-ся концентрация неосновных носителей тока; 2) умень-ся подвижность носителей; 3) увел-ся напряжение лавинного пробоя ; 4) по 1-ой причине возрастает время жизни носителей, так как возрастает вероятность заполнения центров рекомбинации носителями. Если , то при увел-ии темпер-ы, за счёт роста тока и суммы напряжение переключения умень-ся.

Рис.16.12. Зависимость ВАХ тиристора от температуры при сильной зависимости в области малых токов

Однако реальные структуры тиристора рассчит-ся таким образом, что , то есть имеет слабую зависимость в области малых токов. Тогда с ростом темпер-ы, возрастает за счёт увел-я . И лишь при выс. Темпер-ах, и - возрастает настолько, что рост не может компенсировать умень-е .

Рис.16.13. Зависимость выходной ВАХ реальных тиристоров от температуры