(495)510-98-15
Меню
Главная »  Промышленная электроника 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [ 25 ] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

Для удобства изучения процессов, протекающих в тиристоре, еяставим его в виде структуры, изображенной на рис. 1.44. Рас-ПР ение проведем с помощью вольт-амперной характеристики ти-сМ (рис. 1.45) при включении внешних напряжений в соответствии с рис. 1.44.

рассмотрим обратную ветвь вольт-амперной характеристики тиристора

которая снимается при токе управления /у = 0.

Обратному напряжению тиристора подключение внешнего напряжения отрицательным полюсам к аноду и положительным - к катоду. Полярность напряжения на тиристоре и его распределение по переходам структуры показаны на

(Е<С 0, U аа <с 0) соответствует

1.44 без скобок.


Рис. 1.45. Вольт-амперная характеристика тиристора

Приложение обратного напряжения к тиристору вызывает смещение среднего перехода П2 в прямом направлении, а двух крайних переходов П1 и /73 - в обратном. Переход П2 открыт, и падение напряжения на нем мало. Поэтому можно предположить, что обратное напряжение Ub распределяется главным образом по переходам Пх

и Я3. Однако в процессе изготовления тиристора концентрация примеси в р 2- и л2-слоях обеспечивается достаточно высокой по сравнению с концентрацией в рг- и пх- слоях и переход Пь получается узким. С приложением обратного напряжения переход Я3 вступает в режим электрического пробоя при напряжении, существенно меньшем рабочих напряжений Ub. Обратное напряжение, по существу,1 прикладывается к переходу tllt т. е. обратная ветвь вольт-амперной характеристики тиристора (рис. 1.45) представляет собой обратную ветвь вольт-амперной характеристики перехода П f.

Таким образом, способность тиристора выдерживать обратное напряжение возлагается на /?-л-переход /7(. Проведенный в § 1.2 анализ обратной ветви вольт-амперной характеристики диода целиком применим к этому /?-л-переходу. В частности, здесь аналогично Решается задача получения лавинной характеристики для защиты тиристора от перенапряжений.

Проанализируем поведение тиристора при подведении к нему напряжения в прямом направлении (£> 0, U ак > 0). Полярность внешнего напряжения на тиристоре и переходах структуры показана на рис. 1.44 в скобках. Крайние переходы П и П3 смещаются в прямом направлении, а средний переход Пг - в обратном, связи с этим напряжение на приборе оказывается приложенным рактически к переходу /72- Вначале рассмотрим случай отсутствия ока управления (/у = 0). Этот режим, как и предыдущий, справедлив и для динистора.



Анализ процессов в тиристоре при Uак > 0 удобно проводи воспользовавшись так называемой двухтранзисторн: аналогией. При наличии на тиристоре напряжения в прян направлении его можно представить в виде двух транзисторов тЦ р-п-р и п-р-п: транзистора Tt типа ргп^рг и транзистора Т2 та п2-р2-п> (см- Рис- 1-44). Эмиттерным переходом для первого транз| тора является переход Пt, для второго транзистора Т2 - перед Я3. Переход П2 служ!1Т общим коллекторным переходом обоих тр зисторов. При этом полярность напряжений на переходах соотв| ствует той, какая требуется для работы обоих транзисторов в ус лительном режиме: эмиттерные переходы смещены в прямом напра^ лении, а коллекторный - в обратном.

Представив тиристор в виде сочетания транзистора Г, с коэфс[ циентом передачи тока at и током эмиттера /э1 и транзистора Т\ коэффициентом передачи тока а2 и током эмиттера /э2, нетрудно казать составляющие тока в приборе (см. рис. 1.44). Составляющ (1 - сц)/Э1 - это ток базы транзистора Тi7 составляющая а,/э1 ток коллектора этого транзистора. Токи транзистора Г, обусловлен главным образом движением дырок через ягбэзу. В транзисторе ток переносится в основном электронами (пунктирные стрелки рис. 1.44). Его составляющие (показаны на рис. 1.44 сплошными ниями) представляют собой: (1 - а2)/э2 - ток базы, а2/э2 - т| коллектора. Поскольку коллекторный переход смещен в обрзтн направлении, через него протекают также составляющие, обуслс ленные неосновными носителями заряда: дырки ягобласти создэ! ток /кр, электроны /?2-области - ток /№. Токи суммарный ток /к (см. рис. 1.44).

Одним из факторов, влияющих на прямую ветвь вольт-амперн характеристики тиристора, является зависимость коз фициентов се, и а2 от тока. Примерный вид этой завис! мости показан на рис. 1.46. Большее значение коэффициента а2 Щ сравнению с а( объясняется меньшей толщиной /?2-базы по сравнени! с Ягбазой (см. рис. 1.44). В связи с этим ягбазу часто назвшают тол| той, а р2-базу - тонкой. Требуемая зависимость коэффициентов

от тока создается в процессе изготовлен? приборов. Так, например, широко прим! няется шунтирование перехода Я3, ч| приводит к уменьшению эффективное^ эмиттера транзистора Т2 и коэффициенту а2 в области малых токов.

После выяснения составляющих токо тиристора и установления зависимости кс эффициентов а от тока можно рассмотреть прямую ветвь вольт-амперной харак| теристики прибора (рис. 1.45).

На начальном участке 0-б, соответст вующем малым значениям прямого напря жения U а, ток /а мал. Коэффициенты Щ и а2 близки к нулю. Близки к нулн

Asp и 4тг образу*


10~510~* Ю~3 Ю'г Ю~ 1

Рис. 1.46. Зависимость коэффициентов аг и а3 от тока



кже составляющие токов оц/э) и аг1э2 перехода П2- Ток Т3 ез переход Я2> а следовательно, и ток через тиристор /а ffaer равен току /к, т. е. в данном случае будет опреде-

ться обратным (тепловым) током /к0 перехода IJZ. Таким образом, ЛЯца1ЬНЫй участок 0-б прямой ветви вольт-амперной характерис-на fnupucmopa представляет собой обратную ветвь вольт-амперной Характеристики р-п-перехода Я2, смещенного в обратном направлении-

По мере роста анодного напряжения, а следовательно, и напряжения на коллекторном переходе увеличиваются ток /к и анодный ток через тиристор. Причина возрастания тока /к связана, как известно, с увеличением тока утечки по поверхности перехода и умножением в нем носителей заряда. Увеличение тока через прибор сопровождается повышением коэффициентов а, и а2. С некоторого значения тока /а необходимо учитывать составляющие токов транзисторов а,/э, и а2/э2, протекающие через коллекторный переход. Вследствие того что повышение напряжения Uа приводит к увеличению тока /к, а также составляющих ос2/э2, на вольт-амперной характеристике появляется участок б-в с более сильной зависимостью тока /а от напряжения Uа.

Ток /а можно найти, определив ток /п2, протекающий через коллекторный переход:

С учетом того, что в любом сечении прибора при /у = 0 протекает один и тот же ток /а(/п2 = I3i = hz = Is), соотношение (1.40) приобретает вид

Ли=/а = К +<**)/ +/к. С141)

/ = , / , ч- 0.42)

1 - {Ч + а8)

Ввгоажение (1.42) подтверждает наличие участков 0-б и б-в на вольт-амперной характеристике тиристора. При малых напряжении £/а и токе /а (участок 0-6) сумма коэффициентов передачи тока а, -(- а2 0, анодный ток /а /к. На участке б - в ток /а возрастает за счет увеличения тока /к и суммы а{ + а2, которая, Однако, не достигает единицы на этом участке.

шчка в является граничной, в которой создаются условия для отпирания тиристора. Напряжение на приборе в точке в называется а пряжен и ем переключения Unep.

ассм°трим более подробно процесс перехода тиристора из закрытого состояния в открБ1Тое (участок в-г). При этом объясним сущ-напЪ ДВХ явлений> связанных с отпиранием прибора: 1) уменьшение по/)ЯЖеНиЯ На пеРех°де П2 и тиристоре; 2) действие внутренней и °Жительной обратной связи в приборе, благодаря которой процесс 1 еет скачкообразный характер.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [ 25 ] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.