Полупроводниковые и микроэлектронные приборы Тиристоры

Тиристоры – это полупроводниковые приборы с тремя или более р-п-переходами, которые имеют два устойчивых состояния и применяются как мощные электронные ключи.

Основу прибора составляет кристалл кремния, в котором созданы четыре слоя с разными типами электропроводности. Внешний p-слой называют анодом (А), внешний n-слой - катодом (К), а два внутренних слоя - базами. Одна из баз имеет вывод - управляющий электрод (У).

Если включить тиристор в электрическую цепь, то при нулевом сигнале на управляющем электроде ток в цепи будет отсутствовать (участок 0-А на ВАХ). Чтобы включить тиристор на него падают отпирающий импульс положительной полярности. Анодный ток после включения:

Перевод тиристора из запертого состояния в открытое можно вызвать не только повышением анодного напряжения, но и кратковременным увеличением тока базы в одном из транзисторов его эквивалентной схемы. Для этого от одной из баз делают вывод управляющий электрод (УЭ). Подавая импульс тока управления I у можно вызвать лавинообразное увеличение тока при U < U вкл. Такие тиристоры называют триодными (управляемыми) тиристорами.

Тиристор остается во включенном состоянии, пока протекающий через него ток больше критического, называемого током удержания I уд. Как только I пр станет меньше I уд, тиристор закрывается. Чтобы запереть (погасить) тиристор, необходимо каким-либо образом уменьшить ток I, протекающий через него, до значения, меньшего удерживающего Iуд. Если напряжение U, питающее схему, переменное, то тиристор запирается в отрицательный полупериод, когда ток I достигает нуля, если же оно постоянное, то для запирания тиристора применяют так называемые схемы гашения.

Основные параметры, используемые при выборе тиристоров: Предельно допустимый анодный ток в открытом состоянии тиристора I пр.max Предельно допустимое обратное напряжение U обр.max Предельно допустимое прямое напряжение в закрытом состоянии тиристора U пр.max ток удержания I уд допустимая частота переключений до 2000 Гц.

Помимо рассмотренного типа тиристоров, промышленность выпускает ряд разновидностей тиристоров: 1. Динисторы 2. Симисторы 3. Тринисторы

Динистор – это тиристор без управляющего электрода. При приложении обратного напряжения динистор всегда заперт.

Симистор – многослойный переключающий прибор с симметричной ВАХ для прямого и обратного напряжений.

Тиристоры нашли свое применение в силовой электронике и электротехнике – там, где требуется формирование мощных питающих напряжений постоянного или переменного тока, питающих напряжений с регулируемой частотой, специальной формы. Маломощные тиристоры применяют в релейных схемах и маломощных коммутирующих устройствах. Мощные тиристоры используют в управляемых выпрямителях, инверторах и различных преобразователях.

Презентацию подготовил студент Гр