Тиристоры

Тиристоры — полупроводниковые приборы с четырехслойной структурой типа р-n-р-n с тремя взаимодействующими между собой p-n-переходами (рис. 49, а). Крайние p-n-переходы структуры назы­вают эмиттерными 9i и Эз, средний — коллекторным КП, а внут­ренние области, лежащие между переходами, — базами Б1 и Б2. В неуправляемых диодных тиристорах (динисторах) имеется два внешних токоотвода, подключаемых к крайним р- и n-областям. Управляемые триодные тиристоры (тринисторы) снабжены дополни­тельным токоотводом УЭ (рис. 49, в) от управляющего электрода — узкой базы Бз. Внешний источник U подключается «плюсом» к об­ласти р (аноду А), а «минусом» — к n (катоду K). При этом эмит-терные переходы Э1 и Э2 получают прямое смещение и работают в режиме инжекции; коллекторный переход получает обратное смеще­ние, сопротивление его велико, ток через структуру незначителен, поэтому все напряжение источника питания практически будет при­ложено к этому переходу. В таком режиме прибор закрыт.

При повышении напряжения U ток I через структуру будет рас­ти (рис. 49, б) сначала за счет увеличения прямого смещения эмит-терных переходов. При некотором напряжении U процесс бурно на­растает, приток основных носителей заряда в базах скомпенсирует их убыль, заряды станут равновесными, коллекторный переход ока­жется в равновесии. Когда приток основных носителей заряда в ба­зах станет превышать их убыль вследствие рекомбинации, база Б1 зарядится отрицательно, а база Б2 — положительно, коллекторный переход получит прямое смещение. В этом режиме эмиттерные Э1 и Э2 и коллекторный КП переходы получают лрямое смещение, со­противление структуры резко снизится, тиристор откроется. Выклю­чить динистор можно, сняв напряжение или снизив ток через него.

В тринисторе (рис. 49, в) между управляющим электродом УЭ и катодом K включается источник прямого, смещения эмиттерного перехода Э2, что позволяет регулировать ток инжекции, а следова­тельно, и напряжение включения Uвла.

Рис. 49. Структура и вольтамперные характеристики: а, б — динистора, в, г — тринистора

Вольтамперные характеристики динистора (рис. 49, б) и тринис-тора (рис. 49, г) имеют прямую и обратную ветви. Прямая ветвь ха­рактеристики содержит области: Г — непроводящего (закрытого) устойчивого состояния, при котором коллекторный переход - заперт напряжением внешнего источника; В — обратимого пробоя коллекторного перехода; Б — неустойчивого состояния с высоким отрицательным сопротивлением; А — устойчивого состояния с малым поло­жительным сопротивлением (область соответствует открытому со« стоянию прибора). Обратная ветвь характеристики содержит облас­ти высокого сопротивления Д и лавинного необратимого пробоя Е.

Основными параметрами динисторов и тринисторов являются:

максимально допустимое прямое напряжение Uпр.макс, при кото­ром происходит отпирание (включение) тиристора;

максимально допустимый прямой постоянный или средний ток. Iпр.макс, ограничиваемый разогревом прибора;

остаточное напряжение на открытом тиристоре Uост при задан­ном прямом токе;

максимально допустимое обратное напряжение UовР.макс, пре­вышение которого ведет к пробою эмиттерных переходов структуры;

ток выключения Iвыкл, ниже значения которого происходит вы­ключение прибора;

ток IУпр и напряжение Uyuf

цепи управляющего электрода, при котором тиристор переходит из закрытого в открытое состояние;

максимально допустимые прямой и обратный токи Iупр.макс, Iупр.обр.макс и прямое и обратное напряжения Uyap макс и Uупр.о6р макс; допустимый прямой импульсный ток Iпр.и.макс;

прямой и обратный токи утечки Iут.ир и Iут.0бР при максимально допустимых напряжениях Uпр.макс и U0бР.макС;

ток и напряжение спрямления Iспр и Ucnp, соответствующие спрямлению Прямой ветви ВАХ тиристора;

максимально допустимая мощность РМакс, рассеиваемая на ти­ристоре;

минимальное напряжение U»ап.мин и ток Iзап.иин запирания ти-ристора в цепи управляющего электрода;

время включения твкл от момента подачи отпирающего импуль­са до уменьшения напряжения на тиристоре до 0,1 начального значе­ния;



время выключения твыкл, в течение которого на тиристор дол­жно подаваться выключающее напряжение, переводящее его в за­крытое состояние.

Кремниевые динисторы КН102 (А, Б, В, Г, Д, Ж, И) применя­ются для работы в импульсных схемах в качестве коммутирующих

элементов и выпускаются в метал­лическом корпусе (рис. 50, а) мас­сой 1,5 г, с диапазоном, рабочих температур от — 40 до 4-70°С. Электрические параметры динисто-ров приведены в табл. 103.

Рис. 50. Общий вид и габарит­ные размеры динисторов (а, б)

Таблица 103

	Типы динисторов
Параметры	КН102А	КШ02Б	КН102В	КН102Г	КН102Д	КН102Ж	КН102И
Прямое напря-	5	J	10	14	20	30	50
жение, В
Напряжение включения, В	20	28	40	56	80	120	150

Ток утечки, мкА, при 20 °С...... 2,5

Обратный ток утечки, мкА, при напряжении

-10 В................. 0,5

Ток выключения; мА, при UПР=2 В . . 0,1

Остаточное напряжение, В, при Iпр=200 мА 1,5

Прямой ток, мА........... 200

Амплитуда прямого тока, А, тимп = 10 см . 2

Обратное напряжение, В ....... 10

Кремниевые тринисторы КУ204 (А, Б, В) выпускаются в метал­лическом корпусе (рис. 40, б) массой 18 г, с диапазоном рабочих температур от — 25, до +70 °С. Электрические параметры приведены ниже.

	КУ204А	КУ204Б	КУ204В
Прямое напряжение, В . .	50	100	200

Ток утечки, мА, при +25 и — 25°С ........ 5

Импульсный ток спрямления, мА, при напряжении 20 В . 150

Импульсный ток запирания, мА, при максимальном запира­емом токе 2 А...... 400

Остаточное напряжение, В 3,2

Импульсное напряжение, В:

спрямления ...... 5

запирания ...... 36

Прямой ток, А..... 2

Минимальный прямой ток, А 1

Ток управляющего электро­да, А, при Тимп>10 мкс . . 0,6

Обратный ток помехи, мА, при — 25 °С...... 3

Обратное напряжение поме­хи, В.......... 3

Минимальное прямое напряже­ние, В........ 20

Длительность запирающего импульса, чмкс...... 120



Мощность рассеивания, Вт . 8

Кремниевые тринисторы КУ208 (А — Г) применяются в качестве симметричных управляемых ключей средней мощности в коммутаци­онных цепях автоматики и выпускаются в металлическом корпусе (рис. 50, б) с винтом, массой 18 г, о диапазоном рабочих температур ot — 55 до +70°С. Электрические параметры тринисторов приведены ниже.

	КУ208А	КУ208Б	КУ208В	КУ208Г
Прямое и обратное напряжения, В ...	100	200	300	400

Ток утечки, мА ... 5

Ток выключения, мА, при Uпр=10 В и темпе­ратуре — 55 °С .... 150

Ток спрямления, мА, при Unp=10 В и темпе­ратуре — 55°С .... 250

Остаточное напряже­ние, В, при IПР=5 А . . 2

Напряжение спрямле­ния, В....... 7

Время включения, мкс 10

Время выключения, мкс при предельном прямом токе........ 150

Прямой ток управляю--щего электрода, мА . , 500

Импульсный ток уп­равляющего электрода,

А, При Тимп<50 МКС . . 1

Амплитуда напряже-ния на управляющем электроде, В..... 10

Наибольшая рабочая частота, Гц..... 400

Мощность рассеива­ния, Вт, при температу­ре, °С:

от — 55 до +55 . . 10

70........ 5



Содержание раздела

---

---