(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

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 ] 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

торного перехода IKp и 1кп. Когда полярность напряжения на коллекторном переходе соответствует обратному смещению, в базу щ входит электронная составляющая собственного тока коллекторного перехода 1кп, а в базу р2 входит дырочная составляющая этого тока 1кр. Сумма этих составляющих образует полный собственный ток коллекторного перехода:

h = hP + hn- (6.2)

Соотношение между составляющими тока 1кр и 1кп зависит от концентрации неосновных носителей в базах пг и р2.

Так как ни одна из баз неуправляемого тиристора не имеет внешнего вывода (через который могли бы поступать носители в базу извне), а закон зарядной нейтральности (выражающийся в одинаковом числе зарядов обоих знаков в любом полупроводниковом объеме при отсутствии в нем электрического поля) должен всегда соблюдаться, то заряды разных знаков в каждой из баз, и создаваемые ими токи должны быть одинаковы.

Баланс зарядов в базе пх создается (см. рис. 6.21, б): а) приходящими из эмиттера рг дырками, образующими рекомбинацион-ную составляющую тока Ip (1 -ар) (транзитная составляющая дырочного тока 1рар не изменяет баланса зарядов, поскольку она входит и уходит из базы пх), б) электронами, приносимыми транзитной составляющей электронного тока 1пап, и в) входящими электронами и уходящими дырками, создающими составляющие собственного тока коллекторного перехода 1кп и 1кр.

При учете всех составляющих тока баланс зарядов в базе пх определяется следующим равенством:

1р (1 - ар) - 1кр = 1пап + 1кп. (6.3)

С учетом формул (6.1) и (6.2) равенство (6.3) может быть переписано в таком виде:

/[1-( Р + а„)] = /к. (6.4)

К такому же равенству приходим, если рассматривать баланс зарядов в базе р2.

Появление в формуле (6.4) полного собственного тока /к коллекторного перехода, а не отдельных его составляющих, объясняется тем, что унос дырок из базы пг составляющей тока 1Кр равносилен вхождению в нее такого же числа электронов.

Собственный ток коллекторного перехода /к играет весьма существенную роль в режиме работы тиристора. Его численное значение, дополняющее до необходимого уровня дефицит в балансе зарядов, устанавливается благодаря автоматическому изменению напряжения на центральном переходе Я2, возникающему при малейшем отступлении от баланса зарядов в любой из баз. Так, если для баланса зарядов в базе щ не хватает электронов, то на ее границе с коллекторным переходом возрастает положительный потенциал.



Под действием возросшего напряжения на центральном р-я-пере-ходе увеличивается собственный ток коллекторного перехода, и это продолжается до тех пор, пока не достигается полный баланс зарядов. С появлением избытка электронов в базе пг положительный потенциал на ее границе с переходом Я2 снижается, что приводит к уменьшению собственного тока коллекторного - перехода.

Если необходимое изменение собственного тока коллекторного перехода /к, возникающего за счет неосновных носителей в базах, является недостаточным для баланса зарядов, то под действием продолжающего нарастать поля в коллекторном переходе движение носителей в нем ускоряется до такой степени, что они ионизируют атомы в кристалле, создавая тем самым режим размножения носителей, что приводит к дальнейшему росту тока /к.

При размножении носителей, характеризуемом коэффициентом М (см. § 2.3, в), равенство (6.4) принимает следующее значение:

/[1-(арЛ4р + апЛ я)] = /в, (6.5)

где Мр и Мп - коэффициенты размножения носителей дырками и электронами.

Равенство (6.4) [или при наличии процесса размножения носителей равенство (6.5)] устанавливает количественную связь между собственным током коллекторного перехода /к и полным током / тиристора. Оно позволяет найти зависимость между напряжением на тиристоре и проходящим через него током, представляющую собой вольт-амперную характеристику прибора.

Коэффициенты ир и ап, входящие в равенства (6.4) и (6.5), являются нелинейными функциями тока, поэтому искомую зависимость для вольт-амперной характеристики тиристора удобнее найти графически.

Построение вольт-амперной характеристики тиристора выполнено на рис. 6.22, а-е. В качестве исходных величин на рис. 6.22, а нанесены кривые зависимости ар и а„ от тока / (определяемые обычно опытным путем). Более высокие значения коэффициента а„ по сравнению с ар объясняются меньшей толщиной базы р.2 по сравнению с базой пх (см. рис. 6.21, а). Поэтому базу nt принято называть толстой , а базу р2 - тонкой . В толстой базе число актов рекомбинации больше, чем в тонкой, чем и объясняется меньшее значение ар.

Суммируя ординаты кривых ариап и вычитая сумму из единицы (которой на рис. 6.22, а соответствует прямая RT), находим значение величины, заключенной в квадратные скобки равенства (6.4). Значениям этой величины соответствуют ординаты заштрихованных площадок на рис. 6.22, а. Умножая ординаты этих площадок на соответствующие им (на оси абсцисс) значения тока /, находим согласно формуле (6.4) собственный ток коллекторного перехода h в функции от / (кривая /к на рис. 6.22, б). Отрицательные значения /к соответствуют вхождению в базу пх электронной составляющей



собственного тока коллекторного перехода 1кт а в базу р2 - дырочной составляющей этого тока (см. рис. 6.21, б). 1 Значение тока /к уменьшается до нуля, когда ар + ап = 1 (см. рис 6.22, а). Этому значению тока соответствует равенство транзитной и рекомбинационной составляющих тока в базах (рис, 6.22, в).


Рис. 6.22. Построение вольт-амперной характеристики тиристора:

h - кривые зависимости коэффициентов передачи тока ар и ап от нагрузочного тока / ; j6 - кривая зависимости собственного тока коллекторного перехода 1К от нагрузочного тока i\ в - составляющие тока в слоях тиристора при нулевом напряжении на коллекторном переходе; г - составляющие тока в слоях тиристора при положительном напряжении на коллекторном переходе (режим насыщения); д - вольт-амперная характеристика коллекторного перехода; е - вольт-амперная характеристика тиристора

Перенося графически отрицательные значения тока /к на обратную ветвь вольтамперной характеристики коллекторного перехода Ш2[- /к = / (-UK)], нанесенную под осью абсцисс на рис. 6.22, д, -находимте значения -UK7 которые отвечают изменяющемуся току

В процессе нарастания абсолютного значения тока /к рабочая 5гочка перемещается вправо по отрицательной ветви вольт-ампер ной характеристики центрального перехода, а при уменьшении тока llo нуля - влево по отрицательной ветви этой характеристики. Отрицательному максимуму /к отвечает максимальное напряжение на коллекторном переходе - UK max-



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 ] 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184



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