Тиристоры
Тиристоры – это полупроводниковые ключи с p-n-p-n структурой, обладающие двумя стабильными состояниями. Тиристор является управляемым полупроводниковым вентилем. Вольтамперная характеристика тиристора приведена на рис.1.4. В статическом режиме тиристор может находиться в трёх состояниях:
- запертое состояние при отрицательном напряжении на аноде относительно катода (участок 0-1);
- запертое состояние при положительном напряжении на аноде (участок 0-2);
- открытое состояние (участок 3-4).
Переход
из второго состояния в третье называется
включением тиристора. Напряжение
включения 
снижается при увеличении тока управления.
После включения управляющий электрод
теряет управляющие свойства. Тиристор
можно выключить, уменьшив ток через
тиристор до величины меньше 
,
или изменив полярность напряжения на
аноде относительно катода.
Основные параметры тиристора во включённом состоянии повторяют параметры диода, причём допустимое обратное напряжение и напряжение включения при нулевом токе управляющего электрода – одна и та же величина.
К
динамическим параметрам относятся
время включения 
и выключения 
.
Для надёжного включения тиристора
необходимо, чтобы параметры импульса
тока управления на начальном участке
– амплитуда 
,
длительность и скорость нарастания
–
отвечали определённым требованиям.
Динамические процессы переключения
тиристора показаны на рис1.5.
Процесс
нарастания тока в тиристоре начинается
спустя некоторое время задержки 
, которое зависит от амплитуды тока
управления
. За время
ток тиристора нарастает до значения
тока выключения
. Это время составляет 1…2 мкс. Затем
происходит нарастание тока через
тиристор (
).
После включения тиристора управляющий
ток может быть уменьшен до нуля.
Процесс выключения тиристора складывается из трёх фаз:
-
фаза нарастания обратного тока через
тиристор 
;
-
фаза спада обратного тока до нуля 
;
-
фаза восстановления запирающих свойств
тиристора 
.
Повторно
прикладывать прямое напряжение к
тиристору можно спустя время выключения
, которое составляет десятки-сотни
микросекунд.
Тиристоры
подвержены самопроизвольному включению
при быстром изменении напряжения на
аноде (эффект 
).
Даже при небольшом напряжении на аноде
тиристор может включиться при большой
скорости его изменения. Большие значения
могут вывести тиристор из строя. К такому
же результату может привести большая
скорость нарастания тока при включении
тиристора. Уменьшить потери при
переключении и защитить тиристор от
самопроизвольного включения и выхода
из строя позволяют цепи формирования
траектории (снабберы).
Полностью управляемые gto-тиристоры
Вольтамперная характеристика GTO-тиристора повторяет характеристику обычного тиристора.
Процесс
включения, как и в обычном тиристоре,
состоит из задержки включения
, и времени нарастания
. Для обеспечения малого времени включения
и малых потерь при включении ток
управляющего электрода должен обладать
значительной скоростью нарастания 
.
Для GTO-тиристоров характерен довольно медленный процесс выключения, состоящий из двух стадий (рис.1.6). На первой стадии ток тиристора спадает до 0.1÷0.2 от своего первоначального значения. На второй стадии происходит достаточно медленное уменьшение тока . Время затягивания процесса выключения (время “хвоста”) обычно больше времени спада и его необходимо учитывать.
Отрицательный
ток управляющего электрода, выключающий
тиристор, должен иметь значительную
скорость нарастания 
и значительную амплитуду. Для современных
GTO-тиристоров
эта амплитуда составляет до 30% амплитуды
анодного тока