1. Трехэлектродный тиристор (тринистр), параметры и характеристики.
Тиристорами называются полупроводниковые приборы с тремя (и более) р-n-переходами, предназначенными для использования в качестве электронных ключей в схемах переключения электрических токов.
К группе тиристоров относят динисторы, тринисторы, запираемые тиристоры, симисторы. У всех тиристоров на вольтамперной характеристике присутствует участок отрицательного дифференциального сопротивления. Тиристоры в основном производят по технологии диффузии.
Тринистором, или, иначе, триодным тиристором, называют переключательный компонент с тремя электронно-дырочными переходами, и тремя выводами – анодом, катодом и управляющим электродом.
Тринисторы обладают аналогичной динисторам структурой, а отличие состоит в наличии управляющего электрода – дополнительного вывода, подключённого к одной из баз. Если через управляющий электрод тринистора пропустить отпирающий ток, то тринистор перейдёт в открытое состояние. В зависимости от того, к какой именно из баз будет подсоединён управляющий электрод, можно организовать включение тринистора при приложении отпирающего напряжения между управляющим электродом и либо анодом, либо катодом.
Вольтамперная характеристика тринистора похожа на вольтамперную характеристику динистора. Однако отпирание тринистора обычно происходит при существенно более низком прямом напряжении, чем необходимо динистору, и к открыванию тринисторной структуры приводит протекание тока через управляющий электрод. Чем больше ток управляющего электрода, тем при более низком прямом напряжении тринистор перейдёт в открытое состояние, что отражено на вольтамперной характеристике тринистора, изображённой на рис. 7.3.
На рисунке обозначено:
I – участок, на котором тринистор открыт;
II – участки отрицательного сопротивления и пробоя коллекторного перехода;
III – участок запертого состояния тринистора в прямом включении;
IV – участок обратного включения динистора.
Когда через управляющий электрод протекает отпирающий ток, возрастает скорость носителей заряда, которые инжектируются через коллекторный переход, что инициирует принудительное отпирание тринистора. После включения незапираемый тринистор не реагирует на изменение силы тока управляющего электрода. Чтобы закрыть тринистор, необходимо уменьшить силу тока, протекающего по аноду и катоду, ниже тока удержания, либо поменять полярность напряжения, приложенного между анодом и катодом. Если управляющий электрод тринистора обесточен, то тринистор функционирует совершенно так же, как динистор. В незапираемых тринисторах управляющий электрод занимает небольшой участок кристалла полупроводника, ориентировочно в несколько процентов.
Тринисторы широко применяют в регуляторах мощности, контакторах, ключевых преобразователях и инверторах и пр. Некоторое ограничение на внедрение тринисторов накладывает их частичная управляемость.
У динистра два электрода Анод и Катод. Основной параметр динистора - напряжение включения. При достижении некоторого значения прямого напряжения динистор открывается и начинает пропускать ток.
Тринистор, в отличие от динистора имеет еще и управляющий электрод. При подаче напряжения на управляющий электрод тринистор открывается, то есть работает как ключ. Напряжение управляющего электрода подается, как правило, относительно катода и может быть как положительным, так и отрицательным (зависит от типа тринистора).
Как динистор, так и тринистор (при токе через него выше тока удержания iуд на графике) после включения остаются включенными до снятия напряжения приложенного к аноду и катоду даже при отсутсвии напряжения на управляющем электроде (у тринистора).
Тринистор часто упрощенно называют тиристором.
Основные параметры тринистора: Максимальный ток, Максимальное прямое и обратное напряжение, Максимальное напряжение на управляющем электроде, Ток управляющего электрода (ток включения).
При работе в цепях переменного тока используются Симметричные тринисторы (симисторы):
Симистор работает при любой полярности приложенного напряжения.
