Проектиране и експлоатация на тиристор - studopediya

Тиристори (от гръцката thyra -. Врата и резистор) се нарича устройство полупроводникови съдържащ три р-п възел и четири слоя с променлив видове проводимост. Тиристори имат еднопосочно проводимост от анода към катода. Разграничаване диоди тиристори (dynistors) и триод (управлявани) тиристори. Условно графична нотация dynistor и тиристори, както и появата на някои видове тиристори е показано на фиг. 14.1.

Фиг. 14.1. Условно графично нотация и външен вид и тиристорни dynistor

Електрически характеристики на тиристорите са близки до характеристиките на перфектен ключ. Те могат да бъдат само в две състояния:

- затворена - устойчивост на повече от 100 ома;

- отворите - устойчивост на 0.01 ... 0.1 ома.

Обща характеристика характеристика на полупроводникови структурата на четири слоя, регенеративен процес, който се случва при отваряне (преминаване от затворено в отворено състояние). Регенеративна процес възниква поради вътрешния положителна обратна връзка.

Помислете за работата на неконтролирано диод тиристор - dynistor. dynistor структура показана на Фиг. 14.2.

За да се улесни анализа като р-п-р-п структура ще се замени с еквивалентно верига от два транзистора с различна проводимост тип р-п-р и п-р-п. Еквивалентната веригата, показана на Фиг. 14.3.

От еквивалентна схема dynistor на види, че Р1 преход - е емитер-база кръстовището на транзистор р-п-P. P3 преход - това е емитер-база възел на транзистор п-р-п. и преходния Р2 - тяхната цялостна преход колектор база.

Фиг. 14.2. структура dynistor

Фиг. 14.3. Еквивалентно dynistor схема:

и - стратифицирана представяне на преходи; б - на транзистори р-п-р и п-р-п

При прилагане на напрежение на диод полярността на Shockley е посочено на фиг. 14.2 (+ към анода - катод), P1 и P3 преходи са отворени и S2 е затворен. Чрез dynistor два противоположни заряди поток:

Основите N2 и P3 тези носители на заряд рекомбинират частично преход и Р2 включва само част от тези потоци определя текущите предавателни коефициенти А1 и А2. Също така чрез пасаж Р2 преминава не текущите разходи мнозинството носители, което е обратната ток на затворен преход IK.OBR. Тогава общият ток през Р2 кръстовище ще бъде

Но първия закон на Кирхоф ток в разклонена верига от едни и същи за всеки от своето място, като по този начин

където I - ток във външната верига.

От тогава могат да бъдат написани изразите (14.1) и (14.2), с a2> a1.

Възродителен процес (поради вътрешния положителната обратна връзка) Ръководство лавина умножение фактор М. Като се има предвид този фактор да стигнем

Следователно, затворен обратен ток се определя dynistor Р2 преход ток. В лекция 1, се наблюдава, че с увеличаване на обратно напрежение увеличава обратен ток затворен р-п кръстовище, и в глава 9 - че този ток се увеличава с повишаване на температурата.

Фиг. Това беше 6.3 показва емитер текущото съотношение за прехвърляне на транзистора върху размера на емитер ток. Фигурата показва, че за малки стойности на ток<<1. Но с увеличением тока a быстро увеличивается.

Ако се увеличи напрежението на външната dynistor верига, обратен ток започва да нараства преход Р2. Увеличение на този ток увеличение ще доведе до предаване на коефициенти А1 и А2 транзистори. Когато външната верига за достигане на стойност на напрежението, при което М × (А1 + А2) = 1 (UON завой на напрежение), ток в съответствие с експресията (14.3), да се увеличи рязко, е наситен общ колектор възел Р2 и динистор отваря. Това явление илюстрира волт-амперна характеристика dynistor показано на фиг. 14.4.

Фиг. 14.4. Напрежение характеристика dynistor

В настоящата напрежение могат да бъдат разграничени характерни три секции: 1 - част затворено положение, когато външната увеличението на схема напрежение предизвиква постепенно увеличаване на ток прехода обратната P2; 2 - част на отрицателно съпротивление, когато регенеративен процес започва и напрежението на dinistorov рязко намалява; 3 - отворено състояние част, подобна преден клон волт-амперна характеристика на диод полупроводници.

При прилагане на обратно напрежение dinistorov канали Р1 и Р3 са затворени и остава затворен, докато dynistor лавина разбивка напрежение (напрежение Zener Uobr.maks), която е приблизително равна на превключване напрежение. Ако превишава стойността на ценеровия напрежение, проходите P1 и P3 ще бъдат нарушени, и динистор провали.

С увеличаване на температурата, превключвателят напрежение ще намалее, тъй като отопление увеличава обратния ток P2 ход и да активирате възродителен процес започва в по-ниско напрежение.

Време за превключване в отворено състояние на микросекунди след възродителен процес се разраства много бързо. Откриване dynistor - обратим процес. Към възродителен процес в прехода P2 не спира през dynistor трябва да премине ток подкрепа на този процес. Минималната стойност на постоянния ток, при която има регенеративен процес, наречен държи ток. За затваряне dynistor просто намали сегашната през тях на стойност по-малка от холдинг ток. Въпреки това, времето за спиране ще бъде около 10 пъти по-голям от на време, тъй като изисква такси резорбция, насищане на преход Р2.

Dinistorov значителен недостатък е невъзможността да ги прехвърлят в отворено състояние, когато напрежението във външната верига, по-малък от превключване на напрежението. Този недостатък се отстранява в тиристор.

Помислете за работа управлявана четири слоя на полупроводникови устройства - SCR. тиристорен структура показана на Фиг. 14.5.

Фиг. 14.5. Структурата на тиристор

Тя се различава от електрод dynistor присъствие UE контрол тиристор, който е свързан към слой P3. и на които се прилага положително напрежение спрямо катода Ucont.

За тиристори специално избран режим EA външна верига

След отваряне тиристорно управление електрода загуби контрол свойства, така че не се затвори заключващ тиристорно управление електрод сигнал невъзможно. Тя затваря тиристор само когато токът във външната верига става по-малка холдинг ток.

Разглеждане на ефекта на контрол ток напрежение чрез отваряне тиристорен волт-амперна характеристика, показана на фиг. 14.6.

Фиг. 14.6. Характеристиките на ток напрежение на тиристор

Ако една малка контрол ток (IUPR1), напрежението леко намалява относителния включване UON режим dinistornogo. С увеличаване на контрола ток (IUPR2> IUPR1) завой на намаляване на напрежението. Ако контролният ток е достатъчно голяма, за тиристор ще бъде отворен, когато минималното напрежение на анода. отрицателна част устойчивост на характерните изчезва ток-напрежение, т.е. свързване части 1 и 3 (фиг. 14.4). Такъв контрол ток нарича контрол ток ректификация (IUPR.SPR).