14.10.2012*14.10.2012** - это полупроводниковый прибор с тремя и более р-n переходами, вольт-амперная характеристика которого имеет участок с отрицательным. - презентация

1 *

2 * - это полупроводниковый прибор с тремя и более р-n переходами, вольт-амперная характеристика которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и который используется для переключения. Прибор без управляющих электродов работает как двухполюсник и называется диодным тиристором (динистором ). триодным тиристором. Управляющие тиристоры используются для коммутирования высоких значений токов, напряжений и мощностей. ТИРИСТОР Прибор с управляющим электродом является трехполюсником и называется

3 * Тиристор представляет собой четырехслойный р1-n1-р2-n2 прибор, содержащий три последовательно соединенных р-n перехода (П1, П2 и П3). эммитерными, коллекторный переход. эмиттерами (Э1, Э2), базами (Б1, Б2) тиристора. Обе внешние области называют а внутренние области - Переходы П1 и П2 называются переход П3 -

4 * При создании тиристора в качестве исходного материала выбирается подложка n- или р-типа. Типичный профиль легирующей примеси в диффузионно-сплавном приборе показан на рисунке. В качестве исходного материала выбрана подложка n-типа. Диффузией с обеих сторон подложки одновременно создают слои р1 и р2. На заключительной стадии путем сплавления (или диффузии) с одной стороны подложки создают слой n2. Структура полученного тиристора имеет вид p1+-n1-p2-n2+.

5 * Область прямых смещений (Vg>0): Область обратных смещений (Vg

6 * Прямое смещение тиристора соответствует положительному напряжению Vg, подаваемому на первый p1-эмиттер тиристора. Участок характеристики между точками 1 и 2 соответствует закрытому состоянию с высоким сопротивлением. В этом случае основная часть напряжения Vg падает на коллекторном переходе П2, который смещен в обратном направлении.

7 * Двухтранзисторная модель для описания процессов в диодном тиристоре: - ток через переход П1 Iп1 Iп2 - ток через переход П2 Iп3 - ток через переход П3 Iп1п3 - часть тока I п1, дошедшая до коллекторного перехода П3 - статическим коэффициентом усиления по току - коэффициент лавинного умножения М

8 *

9 * По мере роста и М, с ростом Vg: М ( ) = 1 Это и является условием переключения тиристора из состояния «закрыто» в состояние «открыто». Напряжение переключения V перекл составляет у тиристоров от В до В, а ток переключения I перекл - от долей микроампера до единиц миллиампера (в зависимости от площади).

10 * В закрытом состоянии (α - малы) все приложенное напряжение падает на коллекторном переходе П3 и ток тиристора - это ток обратно смещенного p-n перехода. Если полярность напряжения между анодом и катодом сменить на обратную, то переходы П1 и П3 будут смещены в обратном направлении, а П2 - в прямом. ВАХ тиристора в этом случае будет обычная ВАХ двух обратносмещенных p-n переходов.

11 * В открытом состоянии ( α - велики) все три перехода смещены в прямом направлении. Это происходит вследствие накопления объемных зарядов в базах n2, p2 тиристора. Переход тиристора из "закрытого" в "открытое" состояние связан с накоплением объемного заряда в базах Б1 и Б2 из-за роста значения коэффициента передачи эмиттерного тока α и коэффициента умножения М.

12 * В области малых токов основная причина зависимости α от тока I связана с рекомбинацией в эмиттерном переходе. По мере роста прямого напряжения на p-n переходе диффузионная компонента тока JpD начинает превалировать над рекомбинационной, что эквивалентно возрастанию эффективности эмиттера, а следовательно, и увеличению коэффициента передачи α.

13 * Другой физический механизм, приводящий к накоплению объемных зарядов в базах тиристора, связан с лавинным умножением в коллекторном переходе. При больших значениях обратного напряжения на p-n переходе величина электрического поля Е в области пространственного заряда может приблизиться к значению, соответствующему напряжению лавинного пробоя. Таким образом, умножение в коллекторе может служить причиной накопления объемных зарядов в базах тиристора. С формальной точки зрения, умножение в коллекторе эквивалентно росту коэффициента передачи и величине коллекторного тока.

14 * 1. Твёрдотельная электроника/ В. А. Гуртов; ПетрГУ. – Петрозаводск, – 312 с. 2. Физика полупроводниковых приборов/ Гаман В. И.; Томск, – 336 с. Учебные пособия: С а й т КФТТ:

15 *