12.3. Особенности работы управляемых тиристоров
Для того чтобы снизить порог включения, достаточно ввести неосновные носители заряда в одну из баз тиристора. Осуществить это
возможно изготовив дополнительный управляющий электрод к одной из баз транзистора. Тогда чем больше ток управляющего электрода, тем раньше будет наступать включение. В этом случае прибор будет называться управляемым тиристором.
а) б)
Рис. 12.6. Структура (а) и ВАХ (б) управляемого тиристора
Схематически тринистор изображен на рис. 12.6, а. В цепь одной из баз тиристора включается регулируемый источник питания, напряжение
которого должно быть прямым по отношению к прилегающему эмиттерному переходу. При помощи цепи управляющего электрода можно регулировать величину прямого тока, который протекает через эмиттерный переход. Ток цепи управления складывается с током тринистора, что приводит к увеличению коэффициента α. Поэтому условие отпирания тринистора (12.5) будет выполняться при меньшем приложенном напряжении. В результате, с
ростом величины управляющего тока напряжение включения тиристора уменьшается (рис. 12.6, б)
Выключить управляемый тиристор можно, как и динистор, по анодной цепи, так и с помощью управляющего электрода, когда выключению способствует вытягивание носителей из базы управляющим электродом.
Итак, одна из основных особенностей тиристора как электронного
ключа по сравнению с транзистором заключается в наличии внутренней ПОС, при этом включение тиристора обеспечивается в основном сигналом обратной связи, амплитуда которого сразу после запуска превосходит амплитуду управляющего импульса. По сути дела управляющий сигнал Iy служит лишь для возбуждения ключа, после чего этот сигнал вообще может отсутствовать. В транзисторе входной ток Iб необходим непрерывно для поддержания статического состояния.
215
Рис. 12.7. Диаграммы выходного тока Iвых и соответствующих ему входных
токов транзистора Iб и тиристора Iу
Указанные особенности тиристора и транзистора иллюстрируют диаграммы включения транзисторного и тиристорного ключей (рис. 12.7). Очевидно, что при прочих равных условиях статическая мощность, потребляемая на входе транзисторного ключа, существенно выше.
12.4. Тиристор с симметричной ВАХ
Для управления нагрузкой в цепях переменного тока были разработаны тиристоры с симметричными ВАХ – симисторы. Симистор представляет собой пятислойный полупроводниковый прибор с n-р-n-р-n структурой,
обладающий отрицательным дифференциальным сопротивлением на прямой и обратной ветвях ВАХ (рис. 12.8). По существу, симистор представляет собой один монокристалл, в котором совмещены две элементарные структуры и его можно рассматривать как встречно-параллельное включение двух тиристоров (рис. 12.8, б). В зависимости от полярности включается тот переход, который работает в прямом направлении. Симисторы также могут иметь управляющий электрод, который позволяет изменять порог включения.
а) б) в)
Рис. 12.8. Структура (а) и эквивалентная схема (б) и ВАХ (в) управляемого
симистора
216
Контрольные вопросы
1.Каковы особенности конструкции тиристора?
2.На каком участке ВАХ тиристора идет накопление объемного заряда в базах тиристора?
3.Почему коллекторный переход тиристора оказывается смещенным в прямом направлении при переходе тиристора в открытое состояние?
4.Почему ВАХ тиристора имеет участок отрицательного сопротивления?
5.. Какова причина зависимости коэффициента передачи от напряжения на тиристоре?
6.Как влияет знак тока базы на напряжение переключения тиристора?
7.Какими способами можно перевести тиристор из открытого состояния в закрытое?
8.В чем заключаются основные особенности работы тиристора в ключевом режиме по сравнению с биполярным транзистором?
9.В чем заключается основное отличие в работе триодного тиристора и симистора?
217