6.3. Тринистор

Практическое включение диодного тиристора в открытое состоя­ние может быть реализовано при кратковременном превышении на­пряжения включения или подаче импульса напряжения с крутым фронтом. Это является недостатком диодного тиристора. На прак­тике наиболее широкое применение нашел способ включения путем введения в одну из базовых областей основных носителей через до­полнительный электрод, называемый управляющим. Такой прибор с управляющим выводом получил название триодного тиристора или тринистора (рис. 6.6,а). Управляющий вывод сделан от одной из баз транзисторов или , что дает возможность управлять пря­мым током одного из эмиттеров. Использование той или иной базы приводит лишь к изменению полярности управляющего напряже­ния, которое должно обеспечивать отпирание соответствующего эмиттерного перехода.

Предположим, что на управляющий электрод, связанный с -базой тиристора (см. рис. 6.6,а), подано положительное напря­жение. Тогда прилегающий к этой базе эмиттерный переход включен в прямом направлении, в цепи управляющего электрода идет дополнительный инжекционный ток I_у. Дополнительный ток инжекции через эмиттерный переход вызывает возрастаниетранзистора и облегчает выполнение условия (6.14), при кото­ром тиристор переходит в открытое состояние. С ростом тока упра­вления анодное напряжение, необходимое для переключения ти­ристора в открытое состояние, уменьшается. Вольт-амперная ха­рактеристика тринистора при изменении управляющего тока пока­зана на рис. 6.6,б. Для перевода тиристора из устойчивого открыто­го состояния в устойчивое закрытое состояние необходимо уменьшить напряжение на аноде или подать на управляющий электрод импульс обратной полярности.

6.4. Симметричные тиристоры (симисторы)

Вольт-амперная характеристика этих тиристоров практически симметрична при изменении полярности напряжения на приборе. Симистор может проводить большой ток в обоих направлениях (дву­направленный прибор). Симметричный диодный тиристор называют диаком, а симметричный триодный тиристор – триаком. Структу­ра симистора-диака показана на рис. 6.7. Верхняя -область и ниж­няя-область являются укороченными и имеют общие металличе­ские контакты (электродыЭ и Э) с соседними областями p и p со­ответственно. Когда на электроде Э₁ положительное напряжение, а на электроде Э отрицательное, распределение напряжений будет такое, что переходы имеют включения: – p обратное, p₂ –пря­мое,–p обратное, p₁ –прямое. Так как переход–p имеет обратное включение, то ток через него пренебрежимо мал по срав­нению с прямым током перехода p –и шунтирующим влиянием перехода–p можно пренебречь. В этом случае изображенная на рис. 6.7 структура эквивалентна динистору p––p– с током I, как на рис. 6.1 с ВАХ, изображенной на рис. 6.3. Здесь анодом явля­ется область p, а катодом – область . При изменении полярности напряжения (на рис. 6.7 полярность указана в скобках) включения переходов следующие: –p прямое, p –обратное,–p пря­мее, p –обратное. В этом случае можно не учитывать шунтирую­щее влияние переходаp –. Теперь динистор имеет структуру –p ––p.

Область p становится анодом, а – катодом. Направ­ление тока в цепи станет противоположным, но ВАХ остается прак­тически прежней. Полная ВАХ показана на рис. 6.7,6 приI_у = 0.

На основе пятислойной структуры п-р-п-р-п можно получить и уп­равляемые симметричные тиристоры (триаки). Так, если управляю­щий электрод присоединить к базовой области , 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. Приборы с таким управлением не получили большого распространения, так как требуют две цепи управления: одну для прямого направления, а дру­гую – для обратного. Кроме того, существует ряд технологических трудностей присоединения управляющих электродов в условиях се­рийного производства. Разработаны способы управления переклю­чением структур р-п-р-п-р с помощью одного управляющего электро­да, которые позволили избавиться от указанных недостатков.

Семейство ВАХ триака при различных знаках и величине управ­ляющих токов показано на рис. 6.7. При I_у=0 получается ВАХ диака. С ростом тока управления происходит уменьшение напряжения пе­реключения.