Тиристоры.

Это полупроводниковые приборы с 3 и более p-n, которые предназначены для использования в качестве электрических ключей в схемах коммутации больших по величине токов при, сравнительно, невысоком быстродействии. В зависимости от числа выводов и способов управления тиристоры делятся:

1 ) Денистор –“диодный транзистор”. При малом U_aл он находится в закрытом состоянии. При достижении U_ак=U_вкл переключается в открытое состояние.

2) Тиристор – “триодный транзистор”. Тиристор не проводит ток в обратном направлении. Включается при прямом напряжении на аноде, при подаче импульса тока в цепь управляющего электрода.

3 ) Запираемый тиристор. В исходном состоянии открыт, запирается при подаче импульса тока на управляющий электрод.

4) Симметричный тиристор. Является эквивалентом двух встречно-параллельно соединённых тиристоров. Пропускает ток как прямого так и обратного направления. Включается при подаче тока в цепь управляющего электрода.

Принцип работы и ВАХ тиристоров.

Т иристор представляет собой четырёхслойную p-n-p-n-структуру. Если J_уэ=0, то прибор называется денистором.

На анод денистора обычно подается положительное напряжение относительно анода, а поэтому 3 p-n перехода тиристора называются эмитерным переходом № 1, коллекторным переходом и эмитерным переходом №2.

Участки ВАХ:

I. ЭП₁ и ЭП₂ смещены в прямом направлении, КП в обратном. Через транзистор ток не протекает – закрытое состояние тиристора. возвращает падение напряжения на всех переходах. Через переходы П₁ и П₃ начинают протекать малые прямые токи, за счёт чего слегка возрастает .

II. При Решим (*): Это неустойчивое состояние денистора, сопровождается переключением из непроводящего в проводящее.

III. Проводящее состояние.

IV. Соответствует запертому состоянию диода. Это непроводящее, неуправляемое состояние денистора. При достаточно большом U_обр возможен тепловой пробой денистора.

Работу тиристора описывают следующим выражением:

(*)

где – коэффициент передачи ЭП₁

- коэффициент передачи ЭП₂

где и зависят от прямого напряжения на эмиттерных переходах. При некоторых , то есть резко возрастает – сопротивление уменьшается.

Положительное напряжение подаваемое на позволяет управлять , что в свою очередь позволяет регулировать напряжение включения.

Для выключения тиристора необходимо выполнить одно из двух условий:

1)

2)

Тиристоры имеют дополнительный управляющий электрод, обычно он соединен с базой 2. Создание тока в цепи управляющего электрода позволяет коэффициентом передачи 2-ой базы, а тем самым управлять Uвкл.

О ни обычно используются в регуляторах мощности, при этом наиболее часто в цепях переменного тока, т.к. в цепях постоянного тока тиристор дважды за период переходит в непроводящее состояние. Задача схемы управления регулятора мощности на тиристоре: включать его в нужные полупериоды входного сигнала.

Недостатком тиристора в регуляторе мощности является невозможность использования для выделения при отрицательной полуволне питающего напряжения. Этот недостаток устраняется в симисторах.

Основные параметры тиристора.

1)

2) – величина напряжения на тиристоре, находящегося во включённом состоянии.

3) - ток удержания. При протекании через тиристор тока меньше этой величины тиристор выключается.

4) – максимально возможный ток протекаемый через тиристор(превышение разрушает тиристор).

5) – максимально допустимый ток протекаемый через тиристор.

6) U_{вкл.”уэ”}

7) J_обр(U_обр)

8) t_вкл., t_выкл. – характеризуют быстродействие.