5.1.Система обозначений полевых транзисторов

Система обозначений полевых транзисторов по структуре такая же, как для диодов и биполярных транзисторов. Она состоит из пяти элементов. Первый обозначает материал, второй – буква П, остальные элементы имеют такой же смысл (мощность, частотные свойства, разновидности ), что и для биполярных транзисторов (КП103А, 2П912Б, АП330А и т.п.).

7Переключающие приборы

Еще одна разновидность полупроводниковых приборов относится к классу переключающих. В отличие от диодов и транзисторов они могут находиться лишь в двух состояниях – включенном (открытом) и выключенном (запертом), причем в ряде случаев при одном и том же значении приложенного напряжения.

Такие приборы изготавливаются на основе полупроводниковых структур с тремя и более p-n переходами и называются тиристорами. В зависимости от числа внешних выводов и способа управления тиристоры делятся на диодные или неуправляемые, называемые динисторами, и триодные или управляемые (тринисторы). Последние иногда называют тиристорами.

Перевод тиристора из одного состояния в другое (обычно из выключенного во включенное) может быть осуществлен под действием электрического напряжения, тока или электромагнитного излучения. Тиристоры управляемые световым потоком называются фототиристорами.

Структура тиристоров и их обозначения на электрических схемах приведены на рис. 5.1. Вывод от внешнего p-слоя полупроводника называется анодом, а от внешнего n-слоя – катодом тиристора.

Рис. 5.1. Структура и обозначения на электрических

схемах динистора и тринистора.

3.1.Динисторы

Динистор, или неуправляемый тиристор состоит из четырех слоев полупроводника. Формально это похоже на систему из двух последовательно соединенных диодов, но, как и в случае с биполярными транзисторами, близость расположения слоев приводит к появлению специфических эффектов.

Динистор может быть условно представлен в виде двух частично совмещенных p-n-p и n-p-n структур, что эквивалентно соединению двух биполярных транзисторов разного типа проводимости, как это показано на рисунке 5.2. Такое соединение транзисторов с помощью монтажа приведет получению переключающего прибора.

Рис. 5.2. Представление динистора в виде совокупности

двух биполярных транзисторов.

Если на анод динистора подать небольшое положительное напряжение, а на катод – отрицательное, то крайние p-n переходы , сместятся в прямом направлении, а средний – в обратном. При этом переходы , функционируют как эмиттерные, а – как общий коллекторный для обоих транзисторов. В рассматриваемой ситуации через него потечет ток , определяемый суммой коллекторных токов обоих транзисторов и обратного тока запертого перехода , т.е. .

С другой стороны он будет равен току I, протекающему через всю структуру в целом, который можно представить либо как эмиттерный ток первого транзистора, либо как равный ему эмиттерный ток второго. Таким образом, будет справедливо соотношение .Так как , а , то , откуда .

Данное уравнение является основным для четырехслойных переключающих структур. Из него следует, что если сумма коэффициентов передачи обоих транзисторов меньше единицы, то ток через динистор будет одного порядка с тепловым или обратным током , то есть небольшим. При этом прибор находится в выключенном состоянии.. Если же сумма коэффициентов передачи приблизится к единице, то ток через динистор возрастет, а при станет (теоретически) равным бесконечности. Эта ситуация соответствует включенному состоянию динистора, после перехода в которое соотношение поддерживается автоматически за счет действия положительной обратной связи.

В реальных схемах ток через включенный прибор ограничивается сопротивлением внешней цепи, а падение напряжения на нем составляет 0,7 1,5 В и слабо зависит от протекающего тока. Оба транзистора при этом находятся в состоянии насыщения, все их p-n переходы смещены в прямом направлении.

Если на динистор подать напряжение обратной полярности, т.е. минус на анод, а плюс - на катод, то запертыми окажутся переходы , , а открытым . Ток через динистор будет определяться токами утечки обратно смещенных переходов вплоть до их пробоя. Включить прибор в этом случае невозможно, так как оба транзистора переходят в инверсный режим, при котором коэффициент передачи тока коллектора много меньше, чем в активном режиме.

Для включения динистора необходимо увеличить значения коэффициентов передачи составляющих его транзисторов, чтобы их сумма оказалась равной единице. Это можно сделать несколькими способами - изменяя напряжение на динисторе, искусственно увеличивая ток через него или освещая структуру при наличии на ней некоторого прямого напряжения, так как коэффициент является функцией всех этих параметров (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Зависимость коэффициента передачи

биполярного транзистора от напряжения, тока и освещенности.