7 Структура и принцип действия тринистора

Тринисторы – переключающие четырехслойные управляемые диоды, имеющие три вывода: анод А, катод К из крайних областей и управляющий электрод УЭ из средней области (рис.7.1).

При подаче на катод тиристора положительного потенциала, а на анод отрицательного, на переходе П2 появляется прямое, а на последовательных переходах П1 и П3 – обратное напряжение.

П ри этом через тиристор проходит малый обратный ток(участок ветви ВАХ в III-м квадранте) и он закрыт (рис. 7.2). При изменении полярности (плюс на аноде и минус на катоде) к переходу П2 прикладывается запирающее

напряжение и тиристор также закрыт При отсутствии тока управления I_у

характеристика тринистора подобна характеристике динистора. Увеличение этого тока сопровождается уменьшением напряжения ("спрямлением" характеристики) в результате тиристор открывается. Ток управления I^II_у , при котором характеристика окончательно выпрямляется, называется током спрямления.

По сравнению с динисторами, тринисторы обладают большим коэффициентом усиления по мощности (до 250000), меньшим временем переключения и более легким температурным режимом.

Тиристор открывается, когда к аноду прикладывается прямое напряжение (импульсное отпирающее напряжение U_от.U), что нежелательно, или при подаче управляющего напряжения на управляющий электрод. При этом через переход П3 будет проходить управляющий ток, который нейтрализует закрытый переход П2. При небольшом включающем напряжении тиристор открывается и от анода к катоду проходит прямой ток, который определяется сопротивлением внешней цепи.

На включение маломощных (I_откр. До 100мА) тиристоров затрачиваются доли микросекунды; большой мощности (I_откр.=10А) – (10-50)мкс, мощных (до сотни А) – (200-250)мкс.

8 Структура и принцип действия симистора

ВАХ этих тиристоров симметрична при изменении полярности напряжения на приборе. Симистор проводит большой ток в обоих направлениях (двунаправленный прибор). Симметричный динистор называют диаком, а симметричный тиристор – триаком. Структурная схема диака показана на рис. 8.1,а, ВАХ – на рис. 8.1,б.

Верхняя n₃ – область и нижняя n₁ – область являются укороченными и имеют общие металлические контакты (электроды Э1 и Э2) с соседними областями р₂ и р₁ соответственно. Когда на электроде Э1 положительное напряжение, а на электроде Э2 отрицательное, распределение напряжений будет такое, что переходы имеют включение: n₃-p₂-обратное, p₂-n₂-прямое, n₂-p₁-обратное, p₁-n₁-прямое. Т.к. переход n₃-p₂ имеет обратное включение, то ток через него пренебрежительно мал по сравнению с прямым током перехода n₃-p₂, можно пренебречь. При изменении полярности напряжения (в скобках) включения переходов следующие: n₃-p₂ прямое, p₂-n₂ обратное, n₂-p₁ прямое, p₁-n₁ обратное. В этом случае можно не учитывать шунтирующее влияние перехода p₁-n₁. Область p₁ становится анодом, а n₃ – катодом. Направление тока в цепи станет противоположным, но ВАХ останется практически прежней.

На основе пятислойной структуры n-p-n-p можно получить и управляемые симметричные триаки. Так, если управляющий электрод присоединить к базовой области n₂, то прямой ветвью ВАХ можно управлять, подавая отрицательное напряжение относительно нижнего электрода. Включение прибора в обратном направлении осуществляется за счет подачи отрицательного относительно верхнего электрода напряжения на управляющий электрод.

Эти приборы не получили большого распространения, так как требуют две цепи управления: одну для прямого управления, а другую – для обратного.