Вольтамперная характеристика и энергетические диаграммы туннельного диода
Разновидностью туннельного диода является обращенный диод, у которого туннельный эффект имеет место только в обратной ветви ВАХ. Это достигается немного меньшей концентрацией примеси по сравнению с обычным туннельным диодом. Вследствие этого при подаче прямого смещения ток оказывается очень малым, так как эффект туннелирования не наблюдается. Однако, при обратном смещении возникает значительный туннельный ток, который для различных типов находится в диапазоне 0,01–0,5 мА. Время переключения их составляет 0,5–1 нс. Основное применение обращенных диодов – детекторы малых сигналов и ключевые устройства для импульсных сигналов малой амплитуды.
Вольтамперная характеристика и обозначение обращенного диода
Тиристоры
Тиристор – это П-п прибор структуры p-n-p-n, содержащий три пос-ледовательно соединённых p-n перехода и два и более выводов, предназна-ченный для переключения.
Фактически, это встречное соединение трёх диодов, у которых внешние p и n– области образуют анодный и катодный выводы, а вывод от внутренней p– области называется управляющим электродом (УЭ).
Диодный эквивалент (слева), структура (посередине) и графический символ тиристора (тринистора)
Обозначение и вид динистора Вид тиристора
Тиристоры бывают диодные ( динисторы с 2 выводами) и триодные (тринисторы с 3 выводами) .
Типичная вах тиристора (динистора)
Динистор (тиристор) устойчиво включается только при «+» на аноде ≥ UВКЛ (см. ВАХ) в точке «А» и далее переходит автоматически в режим «Б-В», что позволяет его применять в быстродействующих бесконтактных переключаемых устройствах автоматики и телемеханики.
Более совершенны тринисторы (или просто тиристоры) которые откры-ваются при значительно меньшем анодном напряжении (по сравнению с обыч-ным диодом) за счет «+» на 3-ем (управляющем УЭ) электроде. Это по сути управляемый выпрямитель, позволяющий менять режим включения за счет 3-го электрода (рисунок ниже). Есть незапираемые и запираемые тиристоры.
Выключение незапираемого тиристора возможно лишь отключением анодного напряжения, либо замыканием катода с анодом или переходом через нуль питающего синусоидального напряжения.
Запираемый тиристор – это тринистор, который можно как включить, так и выключить увеличением или уменьшением тока УЭ. Есть тиристоры, запирае-мые по аноду и катоду а также тетродные тиристоры с катодным или анодным управляюшими электродами, причем, анодный служит как для включения, так и выключения (подают «плюс» или «минус»).
Меняя напряжение, подаваемое на управляющий электрод, а значит, и ток управления, можно изменять напряжение включения тринистора.
Такие свойства тиристоров позволяют их широко использовать в управляемых выпрямителях с целью обеспечить плавное регулирование выпрямленного напряжения ( рисунок ниже).
Принцип действия выпрямителя заключается в следующем. Тиристор открывается и пропускает ток при одновременном наличии положительного потенциала (плюса) на его аноде и управляющем электроде (затворе).
И если тиристор включить с задержкой, т. е. сдвинуть по фазе напряжение включения (на затворе) относительно входного напряжения (на аноде), то время одновременного наличия «плюса» на аноде и затворе сокращается, т. е. в нагрузку пройдёт только часть положительной полуволны синусоидального напряжения, что соответствует уменьшению среднего значения выпрямленного напряжения или тока в нагрузке.
Таким образом, изменяя фазовый сдвиг (угол α) между напряжением включения тиристора и входным, можно менять среднее значение тока (напряжения) в нагрузке.
3