3. Уравнение вах тиристора.

Эквивалентная модель тиристора позволяет получить уравнение ВАХ в закрытом состоянии. Для динистора ток перехода П2 можно записать:

I_П2 = I = _pI_П1 + _nI_П3 + I_KO, (2.2)

где I_П1, I_П2,, I_П3– токи переходов П1, П2, П3;_p,_n– статические коэффициенты передачи токов эмиттера транзисторовVT1 иVT2;I_KO– обратный ток коллектора, он является общим для обоих транзисторов.

Условие баланса токов для динистора соответствует равенству всех токов между собой:

I_П1 = I_П2 = I_П3=I (2.3)

Тогда полный ток динистора

I = I_KO/ (1 -), (2.4)

где =_p+_n– суммарный статический коэффициент передачи тока тиристорной структуры.

Выражение (2.4) представляет уравнение ВАХ динистора в закрытом состоянии. Напомним, что коэффициент передачи тока эмиттера транзистора изменяется в зависимости от ряда факторов. В частности он растет при:

- увеличении тока эмиттера из-за уменьшения влияния рекомбинации в эмит-

терном переходе и появления электрического поля в базе из-за увеличения

градиента концентрации носителей заряда;

- увеличении напряжения на коллекторном переходе из-за уменьшения толщи-

ны базы и увеличения коэффициента лавинного размножения в коллекторном

переходе.

По этим причинам статические коэффициенты передачи тока эмиттера _pи_n, а также суммарный коэффициент=_p+_n , являются функциями токаI и напряженияU, приложенного к тиристору.

В точке переключения дифференциальное сопротивление тиристора равно нулю. До переключения почти все напряжение, приложенное к тиристору, падает на переходе П2. Дифференцируя (2.2) по напряжению с учетом (2.3) и принимая во внимание что

получим для дифференциального сопротивления:

(2.5)

На участке ОА ВАХ r0, на участке АВ -r0. Точка А – точка перехода из закрытого состояния в открытое, в нейr = 0. Это условие из (2.5) выполняется, если

(2.6)

Величина - дифференциальный коэффициент передачи тока эмиттера транзистора, поэтому (2.6) запишем в виде:

_pдиф+_nдиф= 1.(2.7)

Обычно это условие удовлетворяется раньше, чем условие равенства единице суммы статических коэффициентов передачи токов VT1 иVT2, так как дифференциальные коэффициенты передачи несколько больше статических.

Превышение _диф1 означает, что приращение тока коллектора больше приращения тока эмиттера. Это возможно при условии накопления зарядов в базовых областях, о чем уже говорилось выше. Избыточные заряды в базах уменьшают напряжение на коллекторном переходе (участок АВ ВАХ).

После переключения тиристора из закрытого состояния в открытое рост тока через тиристор увеличивает суммарный коэффициент _диф =_pдиф+_nдиф,

но резкое уменьшение напряжения на всей тиристорной структуре уменьшает его. Поэтому соотношение (2.7) можно считать не только условием переключения тиристора, но и уравнением ВАХ на участке переключения АВ.

Если в p-базу тиристора подается положительный ток управленияI_у, то во втором слагаемом (2.2) к току инжекцииI_П3через эмиттерный переход П3 надо добавить ток управления. После соответствующих преобразований вместо (2.4) получим:

(2.8)

Соотношение (2.8) показывает, что подача токаI_у0 усиливает действие внутренней ПОС из-за увеличения инжекции катодным (управляющим) переходом тиристора. При этом за счет добавки_nI_у собственный ток коллекторного перехода П2 в точке переключения будет меньше, чем приI_у=0, то есть будет достигаться при меньших напряженияхUна тиристоре (рис.5).

Обратная ветвь ВАХ тиристора подобна обратной ветви ВАХ полупроводникового диода, так как при подаче на тиристор обратного напряжения все три перехода будут заперты.