4.3. Триод - тиристоры
В отличие от динистора у триодного тиристора к одной из баз подключается управляющий электрод УЭ. Структурная схема, условное обозначение и вольт-амперная характеристика триодного тиристора приведены на рис.4.2.
При подключении управляющего электрода УЭ к p2-слою ток управления iу необходимо пропускать положительный или его называют «втекающий». Простейшая схема включения триодного тиристора на нагрузку приведена на рис. 4.3, а. Имеются триодные тиристоры, включение которых производится не «втекающим», а «вытекающим» то есть отрицательным током по управляющему электроду. Управляющий электрод (база) выведен в этом случае от слоя n1 (рис. 4.2, а). Вольт-амперная характеристика этого «обращённого» тиристора аналогична характеристике обычного тиристора (рис. 4.2, в). Простейшая схема включения «обращённого» тиристора на нагрузку приведена на рис. 4.3, б.
Рис. 4.2. Триодный тиристор: а ¾ упрощённая структура;
б ¾ условное обозначение; в ¾ вольт-амперная
характеристика.
Рис. 4.3. Простейшие схемы включения на нагрузку триодных тиристоров:
а ¾ обычного; б ¾ обращённого.
При пропускании тока iу через управляющий электрод, увеличивается ток через П3, следовательно, увеличивается добавочный ток через запертый переход П2; то же увеличение зарядов будет при более низком напряжении, и «пробой» этого перехода наступает при меньшем напряжении на вентиле, то есть с увеличением iу уменьшается напряжение включения Uвкл (рис. 4.2, в). Ток управления, при котором U вкл сводится фактически до Uост и характеристика тиристора вырождается в характеристику обыкновенного диода, называется током спрямления.
4.4. Запираемый тиристор
Из рассмотренных выше характеристик триодных тиристоров вытекает, что для запирания триодного тиристора необходимо разрывать анодную цепь или хотя бы уменьшить анодный ток до величины, меньшей Iвыкл, что требует усложнения схемы.
Основное отличие запираемого тиристора от триодного заключается в том, что из отпертого состояния в запертое его можно перевести с помощью отрицательного сигнала управления (в случае подсоединения управляющего электрода к p2-слою).
Таким образом, запираемый тиристор способен включаться и выключаться с помощью управляющего электрода путем подачи на него разнополярных сигналов управления.
Структура запираемого тиристора (рис. 4.4, а) аналогична структуре триодного тиристора (рис. 4.2, а). Для осуществления процесса выключения запираемого тиристора необходимо с помощью отрицательного тока управления (в случае подсоединения управляющего электрода к p2-слою) предварительно избавиться от зарядов, которые накопились в переходах. Однако для мощных тиристоров, у которых структура имеет большую площадь, эффект рассасывания наблюдается только в узкой зоне, вблизи управляющего электрода. Поэтому структуру запираемого тиристора выполняют так, чтобы регулировать эффективность инжекции с катодного управляющего перехода по всей площади структуры. Это достигается выполнением управляющего электрода, распределенным по всей площади структуры (рис. 4.4, а).
Как видно из вольт-амперной характеристики (рис. 4.4, в), закрытие запираемого тиристора начинается в точке 1 при анодном токе Iа = Iвыкл при определенном токе управления. Для отключения тиристора необходимо на управляющий электрод подать отрицательное напряжение, которое сначала должно компенсировать положительное напряжение на участке управляющий электрод - катод, полученное при прохождении тока нагрузки, а затем происходит рассасывание зарядов в базе тиристора.
Рис. 4.4 Запираемый тиристор: а ¾ четырехслойная структура;
б - условное обозначение; в- вольт-амперная характеристика
Длительность запирающего импульса сигнала управления должна быть не менее определенной величины и может быть уменьшена с увеличением его амплитуды. На характеристики запирания существенное влияние оказывает напряжение на нагрузке: чем оно больше, тем мощнее требуется импульс для запирания тиристора.