3.3.2 Основные параметры тиристоров

1. Класс тиристора. Класс характеризует максимальное повторяющееся напряжение, которое можно прикладывать к прибору как в прямом, так и в обратном направлении, и при этом он остается в непроводящем состоянии. U_max=U_пр.maxU_обр.maxКл*100 В. Классы определяются от 0,5 до 20.

2. Номинальный прямой ток. Это допустимый средний ток в открытом состоянии. Диапазон токов: 100мА…2000А. Значение тока оговаривается при естественном и принудительном охлаждении. Принудительное охлаждение потоком воздуха применяется для мощных приборов. При этом указывается скорость воздуха.

3. Прямое падение напряжения в открытом состоянии – U_{пр. откр}. U_{пр.откр.}=0,8...1,2 В.

4. Допустимая скорость нарастания напряжения на закрытом тиристоре в прямом направлении du/dt. При приложении крутого фронта прямого напряжения может произойти самопроизвольное включение тиристора. Для ограничения du/dt параллельно тиристору подключают ограничивающие RC-цепи.

5. Допустимая скорость нарастания тока через открытый тиристор di/dt. При включении тиристора средней и большой мощности ток вначале начинает концентрироваться около управляющего электрода, а затем распределяется по всей полупроводниковой структуре. Концентрация тока, нарастающего с большой скоростью около управляющего электрода, может привести к прожогу структуры. Если di/dt ограничено, то ток успевает распределиться по структуре и разрушения полупроводника не будет. Для ограничения di/dt последовательно с тиристором включается индуктивность.

6. Время включения t_вкл – это интервал времени между началом импульса управления и моментом полного отпирания тиристора. t_вкл составляет несколько микросекунд.

7. Время выключения t_выкл. Это интервал времени от момента перехода тока анода через ноль до момента приложения к нему прямого напряжения, не вызывающего его отпирания. Для приборов средней мощности t_выкл=50…300 мкс, что в несколько раз больше времени включения.

8. Ток управления I_упр. Различают I_{упр.длит} и I_{упр.имп.}. I_{упр.имп}=20…1000мА.

9. Ток удержания I_уд – это минимальное значение прямого тока, при котором тиристор остается в открытом состоянии при I_упр=0.

3.3.3 Симистор

Структура симистора представлена на рис. 3.17, а. Основу симистора составляет многослойная структура р₁-n₁-n₂-р₂-n₃-n₄, в которой электрод В₁ частично шунтирует области p₁-n₁, а управляющий элект­род – области р₂-n₄. Если к силовым электродам В₁ и B₂ подвести на­пряжение: плюс на B₁, отрицательный потенциал относительно В₂ к УЭ, то электроны области n₄ пройдут через переход П₄ и обогатят об­ласть p₂. Потенциальный барьер обратно смещенного перехода П₂ сни­жается, и по симистору от В₁ к В₂ проходит прямой ток I_пр.

При смене полярности на силовых выводах отрицательный потен­циал электрода УЭ обеспечивает смещение П₂ и П₃ в прямом направле­нии. По структуре проходит обратный ток I_обр. В случае положитель­ной полярности на УЭ ранее закрытый пере­ход П₂ откроется вследствие инжекции электронов из области n₃, и по структуре пойдет прямой ток.

Вольт-амперная характеристика симистора изображена на рис. 3.17, в. Ветви характеристик в первом и третьем квадрантах отоб­ражают работу симистора при разных полярностях напряжения на его электродах. При отсутствии тока управления симистор отпирается напряжением любой полярности, превышающим напряжение включе­ния U_вкл. Если ток управления I_упр > 0, симистор работает аналогич­но двум встречно включенным диодам. На рис. 3.17, б приведено услов­ное графическое изображение симистора.

Контрольные вопросы:

1. Полупроводниковый диод, свойства, характеристики и основные параметры.

2. Выпрямительные диоды, основные параметры, обозначение, разновидности.

3. Кремниевые стабилитроны, свойства, обозначение, применение.

4. Дайте понятие транзистора, перечислите основные типы транзисторов.

5. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом, структура, принцип действия, характеристики, основные параметры.

6. МДП-транзистор со встроенным каналом, структура, принцип действия, характеристики, основные параметры.

7. МДП-транзистор с индуцированным каналом, структура, принцип действия, характеристики, основные параметры.

8. Биполярный транзистор, структура, принцип действия, характеристики, основные параметры.

9. Схемы включения биполярных транзисторов.

10. Режимы работы биполярных транзисторов.

11. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT), структура, принцип действия, характеристики, основные параметры.

12. Динистор, структура, принцип действия, характеристики, основные параметры.

13. Тиристор, структура, принцип действия, характеристики, основные параметры.

14. Симистор, структура, принцип действия, характеристики, основные параметры.

Литература: [8, 9, 10].