(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

По конструктивному выполнению такие тиристоры (их условное обозначение дано на рис. 6.33, д) в принципе не отличаются от одно-операционных.

Выключение тока достигается введением в цепь управления тока /у( ), направление которого противоположно току управления при включении /у(+). Внутри прибора этот ток проходит от катода (слоя и2) к тонкой базе - слою р2.

Начальное распределение концентрации зарядов в базах к началу выключения показывают пунктирные кривые / и 2 на рис. 6.33, а.


Рис 6.33. Режим выключения двухоперационного тиристора:

а - распределение зарядов и составляющие тока в период выключения; б, в и г - осциллограммы тока управления, напряжения- управления, анодного тока и анодного напряжения

Оно соответствует режиму насыщения в период прохождения через тиристор прямого тока. На этом же рисунке стрелками обозначены транзитные и рекомбинационные составляющие дырочного 1р и электронного / токов, а также составляющие собственного тока коллекторного перехода 1кр и 1кп.

Для того чтобы прервать прямой ток в тиристоре, необходимо, как и при выключении тока через анод, добиться не только уменьшения до нуля названных составляющих тока, но и исчезновения в базах избыточной (против равновесной) концентрации зарядов. Последнее связано с предупреждением преждевременного включения тиристора (до подачи очередного управляющего импульса /у(+)). Более трудные условия выключения тиристора через электрод управления по сравнению с режимом выключения через анод заключаются в том, что убыль избыточных зарядов в базах происходит при положительном напряжении на основных электродах прибора -



аноде и катоде. При таком напряжении остаточные заряды в базах могут явиться источником повторного открытия тиристора. : С введением тока управления /у( > из базы р2 уходят в цепь управления дырки (фактически дырки рекомбинируют в слое р2 с электронами, приходящими из цепи управления), а остающиеся в слое р2 свободные электроны уходят через слой п2 в цепь управления.

Убыль электронов в слое р2 и градиента их концентраций вблизи центрального перехода /72 уменьшает транзитную составляющую электронного тока (обозначенную пунктирным участком стрелки тока / на рис. 6.33, а), вносящего электроны в слой пх.

Это приводит в свою очередь к уменьшению дырочной составляющей тока, инжектируемой в слой пх эмиттером рх, поскольку по закону зарядной нейтральности число входящих зарядов обоих знаков в любой базе должно быть одинаковым как в стационарном, так и в переходном режимах. Одновременно с составляющими убывает и полный ток в тиристоре.

По мере убыли концентрации дырок в базе р2 в нее начинают диффундировать дырки из толстой базы, в то время как электроны *з этой базы уходят через переход Пх к аноду. Такое движение зарядов под действием отрицательного импульса напряжения на электродах управления приводит к убыванию анодного тока в приборе и во внешней цепи.

Ход изменения во времени анодного тока и тока управления иллюстрируют осциллограммы рис. 6.33, б-г.

На первом этапе, пока тиристор не выходит из режима насыщения, скорость убывания составляющих анодного тока мало заметна (этап tx-t2 на рис. 6.33, г). Это объясняется тем, что граничные градиенты концентраций зарядов в базе пх в режиме насыщения вначале мало изменяются. По мере последующего снижения граничной концентрации дырок в базе пх возле перехода П2 к нулю градиент концентраций также уменьшается, и этому соответствует снижение анодного тока до нуля (этап t2-t3 на рис. 6.33, г). Одновременно с уменьшением тока /а возрастает напряжение на тиристоре, поскольку уменьшается падение напряжения на нагрузочном сопротивлении Rn.

Возрастающее на тиристоре прямое напряжение воспринимается главным образом центральным (коллекторным) переходом Л2, для которого оно является отрицательным, так как слой пх приобретает через анод положительный потенциал, а слой р2 - через катод отрицательный потенциал.

Изменение полярности на переходе П2 с положительного на отрицательный имеет место в процессе уменьшения абсолютных концентраций неосновных носителей в базах (дырок в базе пх и-электронов в базе р2) до равновесных.

Так как ускоряемые отрицательным полем заряды, проходящие $ерез центральный переход, могут привести к повторному открытию



тиристора, необходимо, чтобы к моменту нарастания отрицательного напряжения на переходе П2 концентрация избыточных носителей (дырок) в базе пх исчезла бы до предельного минимума. Такой минимум должен быть достигнут не только в наружных слоях баз, близко расположенных к переходу Л2, но и в более глубинных их слоях.

В маломощных тиристорах, в которых общее число накопленных в толстой базе носителей не очень велико, уменьшения концентрации избыточных зарядов до приемлемого минимума удается добиться при достаточной амплитуде и продолжительности импульса тока управления /у.

Ток управления сохраняет свое значение в течение всего этапа спада анодного тока (интервал t2-t3 на рис. 6.33, б и г), поскольку уходящие из баз заряды проходят через,цепь управления.

После спада анодного тока отрицательное напряжение в цепи управления двухоперационного тиристора должно сохраняться еще в течение некоторого времени с тем, чтобы было обеспечено исчезновение избыточных зарядов и в глубинных слоях толстой базы путем их рекомбинации. Через цепь управления проходит при этом обратный ток статического режима. Статический обратный ток в центральном переходе меньше выключающего тока. Поэтому напряже-I ие на электродах управления после спада анодного тока возрастает.

Эмиттерный переход П1 в период запирания двухоперационного тиристора остается открытым, и имеющая поэтому место небольшая инжекция дырок несколько затягивает процесс удаления избыточных носителей из баз, а также этап их рекомбинации в глубинных слоях толстой базы.

Каждому значению анодного тока отвечает минимально необходимый ток в цепи управления. Этот ток имеет минимальное значение, когда длительность его не ограничена (статическое управление).

При импульсном токе управления минимально необходимая амплитуда зависит от длительности импульса. Это связано с величиной заряда, который надо удалить из баз тиристора.

Численную связь между выключаемым анодным током /а и выключающим током управления /у( > Для одного из типов двухоперационных тиристоров показывает кривая /у.уст( ), приведенная на рис. 6.34, а. Из кривой видно, что после постепенного ее подъема ток управления резко возрастает. Граница такого возрастания определяет предельное значение анодного тока, который в данном типе прибора может быть еще выключен.

Наряду с кривой, определяющей абсолютные значения тока выключения /ууст( ), на рис. 6.34, а нанесена также кривая Кв< определяющая зависимость относительных значений тока выключения /ууст( ) и анодного /а. Это отношение называют коэффициентом выключения:

= 1н, (6.19)

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.