1.4 Структура і принцип дії трьохелектродного тиристора
Трьохелектродний тиристор (триністор) – це тиристор, що має три зовнішні виводи.
Для того, щоб перевести тиристор у відкритий стан, необхідне накопичення надлишкового негативного заряду електронів в n-базі і надлишкового позитивного заряду дірок в p-базі. Здійснюється це шляхом збільшення рівня інжекції через емітерні переходи при збільшенні анодної напруги на тиристорі до величини напруги включення. Проте той же ефект можна отримати, якщо біля однієї з баз є невипрямляючий контакт з електродом (рисунок 1.3), який називають керуючим електродом. При подачі на керуючий електрод напруги такої полярності, щоб прилеглий до цієї бази емітерний перехід був ввімкнений в прямому напрямі, можна збільшити інжекцію з n-емітера, що приведе до накопичення надлишкових зарядів у базових областях тиристора і до перемикання його у відкритий стан при анодній напрузі на тиристорі, меншій напруги вімкнення Uвкл (рис. 1.4). Іншими словами, при подачі на керуючий електрод напруги можна змінити струм емітера, а, отже, регулювати значення коефіцієнта передачі струму емітера однієї з транзисторних структур, що зумовить збільшення сумарного коефіцієнта передачі всієї структури тиристора і перемикання її у відкритий стан.
Очевидно, що зі зростанням струму керування анодна напруга, необхідна для перемикання тиристора у відкритий стан, знижується (рис. 1.4). Для зручності управління тиристора керуючий електрод роблять біля тоншої бази, оскільки коефіцієнтом передачі струму емітера такої транзисторної структури легше керувати, ніж коефіцієнтом передачі транзистора з товстою базою.
Принципових відмін між диністором і триністором немає, проте якщо включення динистора відбувається при досягненні між виводами анода і катода певного напруження, що залежить від типу даного динистора, то в триністорі напруга включення може бути спеціально знижено, шляхом подачі імпульсу струму певної тривалості і величини на його керуючий електрод при позитивній різниці потенціалів між анодом і катодом, і конструктивно тріністор відрізняється тільки наявністю керуючого електрода. Тріністор є найбільш поширеними приладами з «тиристорного» сімейства.
Вимкнення тиристорів виробляють або зниженням струму через тиристор до значення Ih, або зміною полярності напруги між катодом і анодом. В даний час розроблено цілий клас замикаються тиристорів, які переходять в закритий стан після подачі на керуючий електрод напруги негативної полярності.
1.5 Симістор. Симістор типу ку 208.
Симістор представляє собою тиристор, подібний двом зустрічно-паралельним тиристора, який може проводити електричний струм в обох напрямках. Конструктивно це більш складний прилад, ніж діністор або тріністор.
В електроніці він розглядається як керований вимикач. У закритому стані провідність між керованими електродами відсутня. При подачі керуючого струму на керуючий електрод симістора, виникає провідність між керованими електродами. Причому симістор у відкритому стані проводить струм в обох напрямках. Симістор можна представити у вигляді еквівалентної схеми (див. рис. 1.5) із двох тиристорів, включених зустрічно-паралельно.
Рисунок 1.5 –Еквівалетна схема симістора.
При використанні симістора накладаються обмеження, зокрема при індуктивному навантаженні. Обмеження стосуються швидкості зміни напруги (dU / dt) між керованими електродами симістора і швидкості зміни робочого струму di / dt.
При переході симістора у відкритий стан, зовнішньої ланцюгом викликається значний струм; навіть незважаючи на те, що падіння напруги на симістора буде невелика, миттєва потужність може досягти великої величини. Це буде супроводжуватися великим виділенням теплової енергії, яку не зможе розвіяти симістор, що може привести до його руйнування.
При високій швидкості зміни напруги може відбутися його відкриття за відсутності сигналу на електроді зважаючи явища внутрішньої ємності.
Для відмикання симістора на його керуючий електрод подається напруга щодо умовного катода. Полярність напруги, що управляє, як правило, повинна бути або негативною, або повинна збігатися з полярністю напруги на умовному аноді. Тому часто використовується такий метод управління симістором, при якому сигнал на управляючий електрод подається з умовного анода через струмообмежувальні резистор і вимикач. Управляти симістором часто зручно, задаючи певну силу струму керуючого електрода, достатню для відмикання. Деякі типи симистором можуть відпиратися сигналом будь-який полярності, хоча при цьому може знадобитися більший керуючий струм.
Для практичного знайомства з симистором виберемо прилади серії КУ208 - тріодних симетричні тиристори n-р-n-р типу. На різновиди приладів вказують літерні індекси в їх позначенні - А, Б, В або Г. Постійна напруга, яке витримує в закритому стані симистор з індексом А, складає 100 В, Б - 200 В, В - 300 В і Г - 400 В. Інші параметри у цих приладів ідентичні: максимальний постійний струм у відкритому стані - 5 А, імпульсний -10 А, струм витоку в закритому стані - 5 мА, напруга між катодом і анодом в проводяться стані - -2 В, величина отпирающего напруги на керуючому електроді дорівнює 5 В при струмі 160 мА, що розсіюється корпусом приладу потужність-10 Вт, гранична робоча частота - 400 Гц.