<< Предыдущая |
Содержание |
Следующая >>
Тиристоры
§ 156. ТИРИСТОРЫ
Наряду с полупроводниковыми
диодами и транзисторами в технике
все шире используют
управляемые полупроводниковые приборы
с четырехслойной р-n-р-n структурой, называемые тиристорами.
По внутренней структуре
тиристоры отличаются от транзисторов тем, что вместо трех в них имеются четыре
полупроводниковых слоя с тремя
электронно-дырочными переходами (рис. 220).
К р-области анода А прилегает
относительно широкая область базы с электронной проводимостью, за ней — тонкая
базовая область с дырочной проводимостью, к которой присоединен вывод
управляющего электрода УЭ, и область катода К с электронной проводимостью.
Слои наращиваются обычно на тонкой кремниевой пластинке методом диффузии и
вплавления.
При приложении к тиристору
прямого напряжения Е переходы П1 и П3 окажутся открытыми (проводящими), а на
переходе П2 будет обратное смещение. Поэтому действие тиристора можно заменить
эквивалентным действием комбинации из двух транзисторов: транзистора типа р-n-р с эмиттерным переходом П1 и коллекторным П2 и
транзистора типа n-р-n, имеющего
тот же коллекторный переход
П2 и эмиттерный — П3. Соединение обоих
транзисторов показано на рис. 221.
Из эквивалентной схемы видно,
что ток коллектора транзистора типа р-n-р
одновременно является током базы, отпирающим транзистор
n-р-n, а
коллекторный ток последнего — базовым током, отпирающим транзистор типа р-n -р.
При увеличении прямого
напряжения батареи с, подаваемого на тиристор, небольшое приращение тока в
цепи эмиттера транзистора типа р-n-р ΔIэ1 вызовет
приращение тока в цепи коллектора этого же транзистора
ΔIк1, что, в свою очередь, приводит к увеличению коллекторного
тока сопряженного транзистора
ΔIк2 , а
также коллекторного транзистора типа р-n-р ΔIк1. Далее
процесс продолжается, и ток эквивалентных транзисторов возрастает.
Наличие третьего вывода УЭ
тиристоров значительно облегчает управляемость прибора. Увеличение тока в цепи
тиристора может быть достигнуто независимо от величины приложенного напряжения
путем введения дополнительного тока через управляющий электрод в одну из
базовых областей структуры. Ток в цепи управляющего электрода,
складываясь с общим током прибора, вызовет увеличение
коэффициента усиления по току транзистора р-n-р типа, в результате чего начнется лавинное нарастание
тока в цепи.
После отпирания тиристора за
счет тока в цепи управляющего электрода управляющее действие его прекращается.
Запирание тиристора может быть осуществлено путем изменения полярности
напряжения на аноде или уменьшения тока, протекающего через прибор до значения,
называемого током «удержания».
Из сказанного следует, что
работа управляемого полупроводникового прибора подобна работе тиратрона, в
котором управление включением анодной цепи выполняется подачей напряжения
зажигания на сетку лампы.
По сравнению с тиратроном
тиристоры имеют меньший вес и габариты, обладают большой механической
прочностью и значительно большим коэффициентом полезного действия. Тиристор может
работать при более низких напряжениях питания.
Тиристоры обладают рядом
преимуществ и перед мощными, транзисторами. Они могут работать при очень
больших токах и более высоких обратных напряжениях.
Существенным недостатком
тиристоров является то, что они не могут быть выключены с помощью управляющего
сигнала.
В настоящее время тиристоры
применяют в основном в устройствах электропитания в качестве выпрямителей,
преобразователей энергии, частотных преобразователей, в устройствах защиты электронной
аппаратуры.
<< Предыдущая |
Содержание |
Следующая >>
|