Динамика работы тиристора

Из рис.5.55 видно, что в точке А создаются необходимые условия для отпирания тиристора и он переходит из закрытого состояния в открытое (А-В). Напряжение на нем резко падает, а ток начинает протекать.

Если ток протекающий через тиристор станет меньше тока удержания

I_уд то тиристор закрывается (C-D).

Рис.5.55. Динамика работы тиристора

Эффект dU/dt

135 136

Рассмотрим влияние барьерной емкости перехода П2. Емкостной ток

При быстром нарастании основного напряжения на тиристоре U_ак через него будет проходить емкостной ток, обусловленный наличием барьерных емкостей p-n-переходов (рис.5.56).

через переход П2 определяется следующим образом

dU

^ICбар

^Сбар

• ак

dt

(5.5)

а)

б)

Рис.5.56. Влияние барьерной емкости перехода на работу тиристора

Чем больше скорость изменения основного напряжения на тиристоре, тем больше значение емкостного тока через переход. Этот ток, проходя через переходы П1 и П3, вызывает увеличение коэффициентов передачи тока, что приводит к включению тиристора при основном напряжении, меньшем напряжения включения.

Барьерные емкости переходов П1 и П3 являются причиной появления емкостных токов через эти переходы при быстром изменении напряжения на тиристоре. Емкостные токи не связаны с инжекцией носителей заряда, поэтому с увеличением скорости изменения напряжения включение тиристора должно происходить при напряжениях, больших напряжения включения, если учитывать только барьерные емкости этих переходов.

Практически барьерная емкость перехода П2 сказывается сильнее, так как она шунтирует большое активное сопротивление этого перехода, смещенного в обратном направлении при закрытом состоянии тиристора. Барьерные емкости переходов П1, П3 сами оказываются зашунтированными сопротивлениями этих переходов, смещенных при закрытом состоянии тиристора в прямом направлении. Поэтому напряжение включения тиристора с увеличением скорости нарастания основного напряжения уменьшается.

Однако, эффект dU/dt часто оказывается не положительным, а отрицательным свойством, так как может приводить к самопроизвольному включению тиристора, например при подключении источника питания (рис.5.57).

137 138

Принцип действия

При подаче анодного напряжения Е_а емкость С начинает заряжаться через резистор R_а. Когда напряжение на емкости достигнет величины U_вкл - произойдет включение тиристора, его сопротивление резко упадет и конденсатор быстро разрядится через малое сопротивление ограничительного резистора R_огр. После этого цикл повторяется (рис.5.59).

Рис.5.57. Временные диаграммы, иллюстрирующие эффект dU/dt