(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

этом по двум каналам: часть зарядов непосредственно рекомбини-рует в объемах баз, а другая их часть уносится обратным током.

Изменение во времени обратного (инверсного) тока, ускоряющего процесс восстановления запертого состояния тиристора, зависит от величины и изменения во времени подведенного к тиристору обратного напряжения Ub, величины нагрузочного сопротивления рн, а также от интенсивности процесса рекомбинации зарядов в базах тиристора.

Убыль избыточных зарядов в базах тиристора при наличии обратного тока, обусловленного наличием на аноде отрицательного напряжения неизменного значения (что характерно для большин-


Рис. 6.27. Диаграммы распределения зарядов в базах тиристора (а) и кривая обратного тока (б) в период выключения тиристора через анод

ства релейных и коммутационных схем), иллюстрируют вписанные в структурную схему тиристора (рис. 6.27, а) кривые распределения концентрации зарядов в различные моменты времени. Изменение обратного тока во времени показывают кривые рис. 6.27, б.

В базеп! (см. рис. 6.27, а) обратный ток создается дырками, уходящими через переход Пг к отрицательному аноду, и электронами, уходящими из слоя пг в слой р2, и далее к катоду. В базе р2 этот ток создается электронами, уходящими через переход П3 к положительному катоду, и дырками, уходящими через переход П2 в слой пх.

Благодаря переходу дырок из базы р2 в базу пг концентрация их в толстой базе, а следовательно, и электронов (закон зарядной нейтральности) убывает, но эта убыль происходит медленнее, чем в тонкой базе.

Градиенты концентрации убывающих зарядов в граничных.слоях баз, прилегающих к эмиттерным переходам, определяются значением обратного тока 1Ь, пока граничная концентрация зарядов не спадает к нулю.



На первых этапах существования обратного тока (интервал времени от t = 0 до t = ts на рис. 6.27, бив тонкой базе на рис. 6.27, а) он сохраняет неизменное значение:

= (6.Н)

Ему соответствует также неизменное значение градиента концентраций зарядов у эмиттерных переходов П1 и П3 (рис. 6.27, а).

В момент t3 граничная концентрация зарядов в тонкой базе у перехода П3 приближается к нулю. При дальнейшей убыли избыточных зарядов обратный ток перестает определяться выражением (6.11), поскольку градиент концентраций у перехода П3 после спадания абсолютной концентрации до нуля начинает уже определяться изменением концентрации зарядов в глубинных слоях базы. Так как уменьшение абсолютных значений концентрации зарядов определяется процессом рекомбинации, подчиняющимся экспоненциальному закону, то убыль обратного тока на этапе t3-ti определяется также экспонентой: f

Ibl = Ibe~\ (6.12)

где т„ - время жизни неосновных носителей (электронов) в базе р.г.

Вместе с током уменьшается по экспоненте также падение напряжения на сопротивлении Ra, что приводит к увеличению отрицательного напряжения на переходе П3. Это напряжение продолжает нарастать по абсолютной величине до тех пор, пока в переходе /73 не появляется лавинный процесс размножения носителей, который приводит к обратимому пробою (исчезающему после уменьшения напряжения) этого перехода. Такой пробой характеризуется почти постоянным падением напряжения Uns на переходе независимо от значения проходящего тока.

Поэтому после пробоя перехода П3 обратный ток определяет я равенством

Ibl= Ь П. проб (613)

и

Это значение обратный ток сохраняет в интервале между г4 и tb, пока в толстой базе граничная концентрация зарядов у перехода П1 не спадает к нулю (рис. 6.27, а).

В последующее время (интервал t5-t6) обратный ток 1Ь в соответствии с изменением градиента концентраций у перехода зависит от убыли концентрации зарядов в глубинных слоях толстой базы. Этому соответствует экспонента с постоянной времени, равной времени жизни дырок хр в слое щ1

1 i ~i (6-14)

К моменту te перемещение избыточных носителей к границам переходов прекращается, и в тиристоре устанавливается стационар-



ный обратный ток /й, обусловленный диффузионным движением неосновных носителей в режиме термодинамического равновесия.

Полная длительность спада обратного тока tbcn может быть найдена из равенства ,

сп = Т >п-7--. (6.15)

1Ь уст

Время спада обратного тока во внешней цепи не определяет еще полного восстановления запертого состояния тиристора, так как В глубинных слоях баз (главным образом в толстой базе) остаются еще избыточные электроны и дырки, продолжающие рекомбини-ровать между собой. С появлением прямого напряжения на тиристоре эти заряды могут положить начало процессу преждевременного открытия тиристора

После спада обратного тока до установившегося значения г6уст требуется поэтому еще некоторая пауза tnzys для того, чтобы избыточные заряды исчезли и в глубинных слоях толстой базы.

Полное время восстановления tB0C , исчисляемое от момента спада прямого напряжения на тиристоре к нулю до момента приобретения тиристором его запирающих свойств, равно:

*восст = bcn ~f~ tпаузы* (6.16)

Время паузы зависит от геометрических размеров слоев тиристора, времени жизни носителей, а также от скорости спада обратного напряжения и крутизны нарастания очередного, подводимого к прибору, прямого напряжения.

Время восстановления tB0CZT является одним из основных параметров тиристора, так как от него зависят частотные свойства прибора.

§ 6.8. УПРАВЛЯЕМЫЕ ТИРИСТОРЫ

; По конструктивному выполнению управляемые тиристоры отличаются от неуправляемых тем, что они имеют наружный вывод от тонкой базы /?2, прилегающей к катоду (рис. 6.28, а), и общий вывод для катодной цепи и цепи управления. К наружным выводам от слоев управления р3 и п2 присоединяется источник постоянного напряжения либо тока (статическая система управления) или же, что чаще применяется, импульсный источник напряжения либо тока (импульсное управление).

В однооперационных управляемых тиристорах достигается, как об этом уже говорилось, только операция включения (открытие тиристора), а в двухоперациоиных возможно также выключение тока (закрытие тиристора).

Однооперационные тиристоры выпускаются в настоящее время на широкую шкалу токов (от десятков миллиампер до нескольких сот ампер) и на напряжения (от десятков до тысячи вольт и более), 1 Двухоперационные тиристоры изготовляются на токи, не превышающие пока 5-10 а.



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.