6.3 Симисторы

Симистор — это симметричный тиристор, который предназначен для коммутации в цепях переменного тока. Он может использоваться для создания реверсивных выпря­мителей или регуляторов переменного тока. Структура симметричного тиристора при­ведена на рис. 61 а, а его схематическое обозначение на рис. 61 б. Полупроводниковая структура симистора содержит пять слоев полупроводников с различным типом прово-димостей и имеет более сложную конфигурацию по сравнению с тиристором. Вольт-амперная характеристика симистора приведена на рис

Рис. 61

Как следует из вольт-амперной характеристики симистора, прибор включается в любом направлении при подаче на управляющий электрод УЭ положительного импуль­са управления.

Требования к импульсу управления такие же, как и для тиристора. Основные характеристики симистора и система его обозначений такие же, как и для тиристора.

а) б)

Рис. 62

Симистор можно заменить двумя встречно параллельно включенными тири­сторами с общим электродом управления. Так, например, симистор КУ208Г может коммутировать переменный ток до 10 А при напряжении до 400 В. Отпирающий ток в цепи управления не превышает О,2A, а время включения — не более 10 мкс.

Рис.63

Фототиристоры и фотосимисторы — это тиристоры и симисторы с фотоэлектрон­ным

управлением, в которых управляющий электрод заменен инфракрасным светодиодом и фотоприемником со схемой управления. Основным достоинством таких приборов явля­ется гальваническая развязка цепи управления от силовой цепи. В качестве примера рас­смотрим устройство фотосимистора, выпускаемого фирмой «Сименс» под названием СИТАК. Структурная схема прибора СИТАК приведена на рис.62 а, а его условное схема­тическое изображение — на рис.62 б .

Такой прибор потребляет по входу управления светодиодом ток около 1,5 мА и ком­мутирует в выходной цепи переменный ток 0,3 А при напряжении до 600 В. Такие при­боры находят широкое применение в качестве ключей переменного тока с изолирован­ным управлением. Они также могут использоваться при управлении более мощными тиристорами или симисторами, обеспечивая при этом гальваническую развязку цепей управления. Малое потребление цепи управления позволяет включать СИТАК к выходу микропроцессоров и микро-ЭВМ. В качестве примера на рис.63 приведено подключе­ние прибора СИТАК к микропроцессору для регулирования тока в нагрузке, подключен­ной к сети переменного напряжения 220 В при максимальной мощности до 66 Вт.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) выполнены как сочетание входного униполярного (полевого) транзистора с изолированным затворо

(MOSFET) и выходного биполярного n-p-n-транзистора (БТ). Имеется много различных способов создания таких приборов, однако наибольшее распространение получили приборы IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), в которых удачно сочетаются особен­ности полевых транзисторов с вертикальным каналом и дополнительного биполярного транзистора.

При изготовлении полевых транзисторов с изолированным затвором, имеющих вертикальный канал, образуется паразитный биполярный транзистор, который не нахо­дил практического применения. Схематическое изображение такого транзистора приве­дено на рис. . На этой схеме VT— полевой транзистор с изолированным затво­ром, R₁ — паразитный биполярный транзистор, R₂ — последовательное сопротивление канала полевого транзистора, R₂ — сопротивление, шунтирующее переход база-эмит­тер биполярного транзистора T1. Благодаря сопротивлению R₂ биполярный транзистор заперт и не оказывает существенного влияния на работу полевого транзистора VT. Выходные вольт-амперные характеристики MOSFET, приведенные на рис. , характе­ризуются крутизной S и сопротивлением канала R_t.