Тиристоры Тиристор – это полупроводниковый прибор с тремя р – n-переходами. Принцип действия тиристора.
При наличии между анодом и катодом обратного напряжения тиристор находится в закрытом состоянии.
При наличии на тиристоре прямого напряжения тиристор может находиться в одном из двух устойчивых состояний: закрытом и открытом.
Характерной особенностью тринистора (управляемого тиристора) является то, что он может открываться при любом значении прямого напряжения.
Для открывания тиристора необходимо подать электрический сигнал на управляющий электрод.
При этом тиристор открывается и находится в открытом состоянии, пока к нему приложено прямое напряжение.
После открывания тиристора наличие отпирающего сигнала на управляющем электроде необязательно, т.е. управляющий сигнал является кратковременным импульсом.
Перевести тиристор из открытого состояния в закрытое с помощью управляющего импульса невозможно.
Для закрывания тиристора необходимо, так же как и в случае с динистором, уменьшить прямой ток до величины тока удержания или подать на него обратное напряжение.
В цепях переменного тока это происходит при смене полярности питающего напряжения.
Промышленностью выпускаются мощные силовые тиристоры различных типов на токи от 10 до 2000 А и более, маломощные неуправляемые тиристоры КН (динисторы) и управляемые тиристоры КУ (тринисторы) на токи до 10 А.
Конструкция силовых тиристоров.
Тиристоры штыревой конструкции (рис. 8.13) имеют герметичный корпус и три вывода. Основу конструкции составляет монокристаллическая кремниевая пластина со структурой p-n-p-n, являющаяся выпрямительным элементом.
К выпрямительному элементу с обеих сторон припаивают термокомпенсирующие вольфрамовые пластины.
Выпрямительный элемент укреплен на медном основании.
Это основание является анодом тиристора, выполнено в виде шестигранника и имеет шпильку с резьбой для вворачивания тиристора в охладитель.
Катодом является гибкий медный вывод, соединенный через втулку с силовым выводом.
Медный вывод припаян к вольфрамовой пластине.
Выводом управляющего электрода служит медный провод небольшого сечения, который припаивают к отдельной термокомпенсирующей пластине, соединенной с соответствующей областью выпрямительного элемента.
Вывод управляющего электрода изолирован от корпуса и силового вывода стеклянным изолятором.
Стабилитроны
Кремниевые вентили, выполненные так, что при некотором обратном напряжении Uст наступает электрический пробой их электронно-дырочного перехода, называют стабилитронами.
В момент пробоя вентиль пропускает большой обратный ток, причем напряжение на вентиле практически не меняется, что позволяет использовать вентиль для стабилизации напряжения.
Пробой обычных вентилей (диодов) вызывает выход их из строя.
Для стабилитронов режим пробоя является нормальным рабочим режимом.
Изменяя параметры технологического процесса (температуру, содержание примеси в полупроводнике и т.п.), получают стабилитроны с различными напряжениями стабилизации.
Стабилитрон Ст включают параллельно нагрузке Rн, на зажимах которой требуется поддерживать стабильное напряжение.
Для ограничения тока, проходящего через стабилитрон, устанавливают резистор Rогр.
При увеличении входного напряжения Uвх увеличивается ток I ст, проходящий через стабилитрон, общий ток I в цепи и падение напряжения на резисторе R огр.
Напряжение U вых на стабилитроне и нагрузке остается почти неизменным.
При изменении сопротивления нагрузки Rн ток I перераспределяется между нагрузкой и стабилитроном, а напряжение Uвых не изменяется.
При необходимости увеличения напряжения стабилизации включают последовательно несколько стабилитронов.
Напряжение стабилизации возрастает с увеличением температуры.
Для компенсации температурного влияния последовательно со стабилитроном включают термистор Rт с нелинейным сопротивлением, значение которого уменьшается с ростом температуры.
Стабилитроны используют также в качестве датчиков напряжения. Если напряжение Uвх возрастает свыше определенного уровня, стабилитрон Ст пробивается и через включенный последовательно с ним прибор П начинает проходить ток I.