После перехода через нулевое значение тока /к, когда ар + a > 1, полярность напряжения на коллекторном переходе Е/к изменяется. Знак + возникает на границе центрального перехода со слоем р2, а знак - - на границе со слоем щ. Это соответствует положительной полярности (смещению) на центральном переходе и встречной полярности по отношению к напряжению, подведенному извне к аноду и катоду тиристора.

Перемене полярности соответствует прямое смещение на коллекторном переходе и быстрый рост составляющих собственного коллекторного тока, также изменяющих свое направление.

Открытому состоянию коллекторного перехода отвечает ветвь +/к на рис. 6.22, б и прямая ветвь вольт-амперной характеристики 0Q на рис. 6.22, д.

При последующем увеличении ар число дырок, вносимых в базу пх рекомбинанионной составляющей тока Ip (1 - сср), становится меньше входящей в эту базу транзитной составляющей тока /ча .

Направление составляющих токов и примерное их соотношение после открытия коллекторного перехода иллюстрирует диаграмма рис 6.22, г. Большая по величине дырочная составляющая собственного тока коллекторного перехода 1Кр, как показывают стрелки на этом рисунке, входит в базу пъ и меньшая по значению электронная составляющая тока 1кп входит в слой р2. Это соответствует концентрациям основных носителей в слоях р2 и пх.

Прохождение составляющих собственного тока коллекторного перехода можно также представить как возврат таких же по значению долей транзитных составляющих тока у центрального перехода (см. пунктирные стрелки на рис. 6.22, г).

Дополнительно появляющееся возвратное движение части носителей в базах тиристоров является, как и в транзисторах, признаком режима насыщения.

Построенные на рис. 6.22, д обратная и прямая ветви вольт-амперной характеристики центрального перехода П2, устанавливающие связь между собственным током коллекторного перехода /к и напряжением UK на нем при прямом и обратном напряжениях, дают возможность построить полную вольт-амперную характеристику тиристора, что и выполнено на рис. 6.22, е.

По отрицательному участку кривой на рис. 6.22, д построена на рис. 6.22, е выступающая часть вольт-амперной характеристики OABD тиристора, содержащая участки предоткрытия (ветвь OA) и неполного открытия (ветвь АВ), а по положительному участку кривой рис. 6.22, д построена на рис. 6.22, е ветвь DE, определяющая напряжение на тиристоре без учета прямых падений напряжения на эмиттерных р-п-переходах (Ях и Я3). Сумме эмиттер-ных падений напряжения отвечает кривая OBF рис. 6.22, е. Так как падение напряжения на центральном переходе П2 противоположно по полярности падениям напряжения на переходах Пх и Я3, то, вычитая из абсцисс кривой OBF абсциссы кривой DE, находим

кривую ВС, определяющую результирующее падение напряжения на полностью открытом тиристоре.

В вольт-амперной характеристике тиристора различают таким образом: 1) участок предоткрытия OA, ограниченный справа напряжением переключения Un; 2) спадающий участок АВ с отрицательным сопротивлением, отвечающий режиму неполного открытия; 3) участок полного открытия или рабочий участок ВС [с небольшим продолжением его ниже точки В при уменьшении прямого тока

(см. рис 6.20, б)] до /arain-

Кроме ветвей, относящихся к проводящему направлению, на рис. 6.22, е нанесена также ветвь OS обратного тока относящаяся к непроводящему направлению в тиристоре. В принципе она не отличается от обратной ветви вольт-амперной характеристики диода (см. рис. 1.17, б).

Характерными величинами, принятыми в качестве параметров тиристора, являются:

1) напряжение переключения UD и соответствующий ему ток включения /ао. Чем больше U , тем более высокое напряжение выдерживает неуправляемый тиристор до его открытия;

2) минимум тока на рабочей ветви характеристики 1атт (см. рис. 6.20, б). Это значение тока достигается в процессе уменьшения напряжения питания или увеличения нагрузочного сопротивления. При меньших значениях тока прибор закрывается, в связи с чем этот ток называют также током удержания

уд-апип. (6.6)

Ток удержания /уд примерно равен току включения /а0;

3) падение напряжения ДЯа в приборе при полном открытии. Так как полярность напряжения на переходе Я2 при открытом

тиристоре противоположна полярностям напряжений на переходах Пх и Я2 (рис. 6.22, г), суммарное падение напряжения в тиристоре (при неучтенном падении напряжения в базах и эмиттерных слоях) равно:

AUa = АЯя, + ДЯЯз - АЯп,. (6.7)

Если бы численные значения AUm и AUns сохранялись в режиме насыщения такими же, как и до переполюсовки центрального перехода Я2, то результирующее падение напряжения в тиристоре было бы примерно таким же, как в диоде, имеющем только один р-я-переход. Но так как при открытии центрального перехода Я2 % базах Пу и р2 появляется режим насыщения, приводящий к повы-.шению граничных концентраций зарядов на эмиттерных переходах, то с открытием центрального перехода значения напряжений на переходах Пх и Я3 несколько возрастают.

В результате внутреннее падение напряжения в открытом тиристоре примерно в 1,25-1,35 раза больше, чем в диоде, когда проходящие через них токи одинаковы.

В качестве номинального значения прямого тока тиристора принимается 7 а ном, который ограничен допустимыми потерями электрической мощности в приборе, преобразующейся в тепло. Это тепло прибор должен рассеять при допустимой температуре нагрева.

Когда заметные потери мощности появляются и при отрицательном напряжении на приборе, то они также должны учитываться в тепловом балансе.

в) Температурное влияние на вольт-амперную а к ерис и ограничение его шунтированием эмиттерного перехода

Влияние температуры сказывается на все участки вольт-амперной характеристики тиристора, но особенно заметно оно проявляется на участках предоткрытия и неполного открытия (выступающая часть характеристики) и в том числе на напряжение переключения Un.

Рис. 6.23. Диаграммы, иллюстрирующие влияние температуры на ход кривой ар + ап (а); на кривую собственного тока коллекторного перехода (б); на обратную ветвь коллекторного перехода и ветви предоткрытия и начала открытия тиристора (е)

Такое влияние температуры обусловлено: 1) изменением коэффициентов передачи тока ар и ап с температурой и 2) изменением обратной ветви вольт-амперной характеристики центрального перехода с температурой.

Первое влияние связано с перемещением суммарной кривой ар + а, при переходе от температуры 7\ к Т2 (рис. 6.23, а). Этому соответствует изменение кривой собственного тока коллекторного перехода (рис. 6.23, б). С повышением температуры не только сии-

а) (сСр+сСп)приТг