Тиристоры

Это приборы, образованные 4х-слойными структурами p-n-p-n.

Могут быть 3 основных типов:

• Динисторы (2 вывода)

• Тринисторы (3 вывода)

• Симисторы (проводят ток, как при прямом включении, так и при обратном). Тиристорная структура имеет 3 перехода, 2 крайних области называются эмиттерами, а 2 средних – базами.

П1П2П3

p1 n1 p2 n2

+ -

U

Динисторы. Переход п2 обычно считается коллекторным переходом. Динисторы можно рассматривать как два включённых навстречу друг другу транзистора.

Ip1 n1 p2

I

n1 p2 n2

U

Предположим, что к динистору подключено внешнее напряжение. В этом случае переходы П1 и П3 находятся под прямым смещением, а коллекторный переход П2 – под обратным. Почти всё внешнее напряжение падает на коллекторном переходе П2. Через прибор протекает обратный токI_к0обратно смещённого перехода П2. Величина тока очень мало растёт с увеличением напряжения. В этом режиме мало меняется концентрация основных носителей в Б с увеличением напряжения. Приток дырок в Бn1 эмиттераp1 будет примерно равен притоку дырок через К-переход П2 в областьp2. Избыточные дырки из областиp2 через переход П3 уходят в областьn2 и частично компенсируются встречным потоком электронов из этой области.

Условия движения электронов из области n2 аналогично движению дырок.

При увеличении внешнего напряжения до U_вкл такой равновесный процесс нарушается из-за того, что U_обр на переходе П2 достигает величины, при которой начинает развиваться ионизация. Электроны движутся из области p2 в область n1 и дырки перемещаются в обратном направлении, под влиянием Э.П. приобретая энергию, достаточную для ударного разрушения валентных связей.

В области перехода П2 будут образовываться новые пары подвижных носителей заряда. Вновь образованные электроны полем перехода П2 будут выбрасываться в область n1, а дырки – в область p2. В результате концентрация основных носителей в этих областях будет увеличиваться. Дырки из области p2, подходя к правому Э-переходу, нейтрализуют там неподвижный отрицательный заряд ионов. Это приводит к снижению потенциального барьера. Поток электронов из области n2 к p2 увеличивается, и будет расти плотность потока электронов через переход П2, а вместе с ним и плотность потока вновь образованных зарядов.

Подобные процессы наблюдаются и в переходе П1, потенциальный барьер которого снижается за счёт увеличения числа электронов в области n1.

Данные процессы развиваются лавинообразно, и ток через прибор резко увеличивается.

I IV

Iвыкл III

I_вкл II

IU

U_выкл U _вкл

Дальнейший рост тока сопровождается падением напряжения на переходе П3 из-за увеличения в его области числа подвижных носителей (участки 3 и 4). Участок 3 характеризуется отрицательным сопротивлением.

В качестве параметров динистора используются токи и напряжения, соответствующие характерным точкам ВАХ и временным интервалам переходов из одного режима в другой:

• Ток I₀ (для определения U)

• U_вкл (дифференциальное сопротивление динистора равно 0), 10-200 В

• I_вкл - 1 .. 5 мА

• I_выкл - 15 мА

• U_выкл (близко к 0)

• время включения – 0,1 .. 0,5 мкс

• время выключения – 5 .. 10 мкс