6 Контрольні питання

1. Чому транзистор називається уніполярним?

2. Чим керується польовий транзистор?

3. Від чого залежить ширина перерізу канала транзистора?

4. При якому значенні напруги на затворі струм стоку максимальний? Мінімальний?

5. Якими носіями зарядів викликаний струм польового транзистора?

6. При якій полярності вмикання напруги між затвором і витоком забезпечується робочий режим польового транзистора?

7 Зміст звіту

1. Найменування, мета роботи та обладнання

2. Схема дослідження

3. Результати дослідної частини: таблиці, стокові та стокозатворна вольт-амперні характеристики.

4. Розрахунки основних параметрів.

5. Висновки з аналізом отриманих результатів

6. Відповіді на контрольні запитання

Література

Колонтаєвський Ю.П. Промислова електроніка та мікросхемотехніка.- К.: Каравела, 2003. – с.42-46.

Васильєва Л.Д., Медведенко Б.І., Якименко Ю.І. «Напівпровідникові прилади»: Підручник . – К.: ІВЦ «Видавництво «Політехніка»», 2003. –с.175-183.

Лабораторна робота № 7 Дослідження тиристора

1 Мета роботи: вивчення особливостей роботи тиристора, дослідження його вольт-амперних характеристик та визначення основних параметрів

2 Обладнання: ПЕОМ, програма Electronics Workbench

3 Схема дослідження

Рисунок 1 – Cхема дослідження тиристора

4 Основні теоретичні положення

Тиристор – це напівпровідниковий прилад, що має багатошарову структуру з трьома і більше переходами, і характеризується двома стійкими станами – закритий (стан низької провідності) та відкритий (стан високої провідності). Перехід з одного стану в інший здійснюється під дією короткочасного зовнішнього сигналу. Тому тиристори використовують як перемикачі струму.

В залежності від кількості виводів тиристорів розрізняють:

- діодні тиристори (диністори), які мають два виводи – анод і катод;

- тріодні тиристори (триністори), що мають додатково клерувальний електрод;

- чотириелектродні тиристори (тетроди), що мають два вхідні і два вихідні виводи.

ВАХ тиристорів має ділянку з негативним опором.

Рисунок 2 – Структура, умовне позначення та ВАХ тиристора з керувальним виводом

При відсутності зовнішньої напруги на тиристорі внаслідок різної концентрації носіїв в p- та n- областях через кожний p-n перехід буде протікати струм дифузії. Об’ємні електричні заряди, що виникають при цьому, утворюють напруженості електричного поля, що перешкоджають дифузії основних носіїв і викликають струми дрейфу неосновних носіїв.

В результаті на кожному переході встановлюється стан термодинамічної рівноваги, і сумарний струм через кожний перехід і через весь прилад дорівнюватиме нулю.

Якщо до тиристора (рис.2) прикласти напругу U_А , то p-n переходи П₁ і П₃ включені прямо, а перехід П₂ – зворотно. Поки напруга U_А невелика, струми через переходи П₁ і П₃ малі і перехід П₂ закритий.

Якщо напругу U_А збільшити, тобто між керуючим електродом та катодом (перехід П₃) прикласти додаткову додатню напругу від зовнішнього джерела U_кер , то перехід П₃ відкриється. Електрони з n-зони пройдуть через переходи П₃ і П₂ і будуть накопичуватися в n-зоні між переходами П₁ і П₂, частково переходячи через перехід П₁ до аноду. Так само дірки з р-зони пройдуть перехід П₁ і перехід П₂ і будуть накопичуватися в р – зоні між переходами П₂ і П₃, частково проходячи через перехід П₃ до катоду. Таким чином, переходи П₁ і П₂ відкриються ще більше до повного насичення, і відбудеться лавинний процес, після якого тиристор стає некерованим.

Подаючи пряму напругу на р-n перехід П₃, що працює у прямому напрямку, можна регулювати величину U_вкл (рис. 2).

За відсутності керуючого струму (І_КЕР=0) для відкриття тиристора на нього треба подати напругу включення U_вкл. Це найменша пряма напруга, яка перемикає тиристор із закритого стану у відкритий при розімкненому колі керування

Струм аноду, при якому тиристор відкривається, є струмом включення І_вкл.

При наявності керуючого струму тиристор відкривається при меншій напрузі аноду (рис.2, ВАХ).

Чим більше струм керування І_кер, тим меншою буде напруга включення U_вкл тиристора.

Для закриття тиристора можна шляхом зменшення струму у його анодному колі І_вкл нижче струму утримання І_утр, або роз’єднанням кола основних електродів, або зміною полярності анодної напруги, або зміною струму керувального електрода.

Основні статичні параметри:

• струм включення І_вкл ;

• струм утримання І_утр ;

• напруга включення U_вкл .