Tervezése és üzemeltetése a tirisztor - studopediya

Tirisztor (a görög Thyra -. Ajtó és ellenállás) nevezzük félvezető eszköz, amely tartalmaz három p-n átmenet és négy réteg váltakozó vezetési típusú. Tirisztor van egyirányú vezetőképessége az anód és a katód. Megkülönböztetni dióda tirisztorok (dynistors) és trióda (kezelt) tirisztorok. Feltételes grafikus jelöléssel dynistor és tirisztorok, valamint a megjelenése bizonyos típusú tirisztorok ábrán látható. 14.1.

Ábra. 14.1. Feltételes grafikus jelölés és a megjelenés és a tirisztor dynistor

Elektromos jellemzői tirisztorok közel vannak a jellemzői a tökéletes gombot. Ők csak két állapotban:

- zárt - ellenállása nagyobb, mint 100 Ohm;

- nyissa - ellenállása 0,01 ... 0,1 ohm.

A közös jellemzője jellemzője a négy rétegű félvezető szerkezetet, egy regeneráló folyamat, amely akkor jelentkezik, amikor a nyitás (mozog a zárt állapotból a nyitott állapot). Regeneráló folyamat miatt keletkezik a belső pozitív visszajelzés.

Tekintsd meg az ellenőrizetlen dióda tirisztor - dynistor. dynistor ábrán bemutatott struktúrának. 14.2.

Elemzésének megkönnyítése egy ilyen p-n-p-n szerkezetű kicseréli azt egy ekvivalens áramkör a két tranzisztor különböző vezetési típusú p-n-p és n-p-n. A helyettesítő áramkör ábrán látható. 14.3.

A helyettesítő kapcsolás dynistor látható, hogy az átmenet P1 - van az emitter-bázis csomópont a tranzisztor p-n-p. P3 átmenet - ez emitter-bázis csomópont a tranzisztor n-p-n. és az átmeneti P2 - az általános átmeneti kollektor-bázis.

Ábra. 14.2. struktúra dynistor

Ábra. 14.3. Helyettesítő áramkör dynistor:

és - rétegzett képviselete átmenetek; b - a tranzisztorok p-n-p és n-p-n

Upon alkalmazása feszültség a Shockley dióda polaritása ábrán feltüntetett. 14.2 (+, hogy az anód - katód), P1 és P3 átmenetek nyitva vannak, és az S2 zárva van. Keresztül dynistor két ellentétes töltések áramlását:

A bázisok, N2 illetve P3 ezek a töltéshordozók rekombinálódnak részben, az átmeneti és a P2 tartalmaz csak egy részét ezen adatfolyamok határoztuk aktuális átviteli koefficiensek A1 és A2. Szintén átmenőjárat P2 halad nincs aktuális díjakat a többségi töltéshordozók, amely a visszirányú áram a zárt átmenet IK.OBR. Ezután a teljes átfolyó áram találkozásánál P2 lesz

De az első törvénye Kirchhoff áram egy egyenes láncú molekula azonos bármelyik oldalon, így

ahol I - áram a külső áramkörben.

Azóta a kifejezéseket (14.1) és (14.2) felírható, A2> a1.

Regenerációs folyamatot (mivel a belső pozitív visszacsatolás) Guide lavina szorzótényező M. Mivel ez a tényező is, hogy

Következésképpen, zárt inverz aktuális határozzuk dynistor P2 átmenet aktuális. Az előadás 1, azt figyeltük meg, hogy a növekvő zárófeszültség növeli a visszirányú áram kapuzott p-n átmenetet, és a 9. fejezetben -, hogy ez az áram növekszik a hőmérséklet emelkedésével.

Ábra. Ez volt a 6.3 ábra az adó jelenlegi átviteli arány a tranzisztor nagysága a kibocsátó aktuális. Az ábra azt mutatja, hogy a kis értékei a jelenlegi<<1. Но с увеличением тока a быстро увеличивается.

Ha növeljük a feszültséget a külső áramkörben dynistor, fordított áram elkezd növekedni P2 átmenet. A növekedés ebben a jelenlegi növekedés hatására az átviteli együtthatók A1 és A2 tranzisztorok. Amikor a külső áramkörben, hogy elérjük a feszültség érték, amelynél az M × (A1 + A2) = 1 (UON bekapcsolási feszültség), áram összhangban expressziós (14,3), jelentősen megnő, telített közös kollektor csomópont P2 és Shockley dióda megnyitja. Ez a jelenség szemlélteti az áram-feszültség karakterisztika dynistor ábrán látható. 14.4.

Ábra. 14.4. Feszültség jelleggörbe dynistor

Az áram-feszültség karakterisztika három részre lehet megkülönböztetni: 1 - része zárt állapotban, amikor a külső áramköri feszültség növekedése okoz fokozatos növekedése a visszirányú áram P2 átmenet; 2 - része a negatív ellenállást, amikor a regenerációs folyamatot elindítja, és a feszültséget az dinistorov meredeken csökken; 3 - nyitott állapotban része, hasonló határidős ága áram-feszültség jelleggörbét a félvezető dióda.

Upon alkalmazása egy zárófeszültség dinistorov áthaladásánál P1 és P3 zárva vannak, és zárt állapotban marad mindaddig, amíg dynistor lavina átütési feszültség (Zener feszültség Uobr.maks), ami nagyjából megegyezik a kapcsolási feszültség. Ha meghaladja az értéket a Zener feszültség, és a járatok P1 és P3 átlépik, és Shockley dióda sikertelen.

Növekvő hőmérséklettel, a feszültség kapcsoló csökkenni fog, hiszen melegítés növeli a visszirányú áram P2 mozog, és aktiválja a regeneráló folyamat kezdődik alacsonyabb feszültségen.

kapcsolási idő a nyitott állapotban mikroszekundum mivel a regeneratív folyamatokat növekszik nagyon gyorsan. Megnyitása dynistor - egy reverzibilis folyamat. A regeneráló folyamat az átmenet P2 nem állt át dynistor kell haladnia a jelenlegi támogatási ezt a folyamatot. A minimális érték és az egyenáramú, ahol van egy regenerációs folyamatot, az úgynevezett tartó áram. Lezárására dynistor egyszerűen csökkentik a rajta átfolyó áram a kisebb érték a gazdaság jelenlegi. Azonban a turn-off time lesz körülbelül 10-szer nagyobb, mint a bekapcsolási idő, mivel nem igényel díjak felszívódást, telítő az átmenet P2.

Dinistorov jelentős hátránya, hogy a képtelenség, hogy átadják a nyitott állapotba, amikor a feszültség a külső áramkörben kisebb, mint a kapcsolási feszültség. Ez a hátrány megszüntethető a tirisztor.

Tekintsük munkával sikerült négyrétegű félvezető eszköz - SCR. tirisztor ábrán bemutatott struktúrának. 14.5.

Ábra. 14.5. A szerkezet a tirisztor

Ez eltér a tirisztoros vezérlő elektródája dynistor jelenlétében UE, amely össze van kötve a réteg P3. és amelyhez alkalmazzák egy pozitív feszültség képest a katód Ucont.

A tirisztorok speciálisan kiválasztott EA külső áramkörben módban

Megnyitása után a tirisztor vezérlő elektróda elveszti tulajdonságok, így nem zárja el a zárható tirisztor vezérlő elektróda jelet lehetetlen. Ez bezárja a tirisztor csak a jelenlegi a külső áramkörben kisebb lesz tartóáramra.

Tekintsük a hatás a kontroll áram feszültség megnyitásával a tirisztoros áram-feszültség jelleggörbe ábrán látható. 14.6.

Ábra. 14.6. Az áram-feszültség jellemzőit tirisztor

Ha egy kis vezérlő áram (IUPR1), a feszültség kissé csökkenti a relatív befogadás UON dinistornogo módban. A növekvő vezérlő áram (IUPR2> IUPR1) bekapcsolási feszültség csökken. Ha a vezérlő áram elég nagy, a tirisztor lesz nyitva, amikor a minimális feszültség az anód. negatív ellenállást része a áram-feszültség karakterisztika eltűnik, azaz csatlakoztassa részletekben 1 és 3 (ábra. 14.4). Egy ilyen vezérlő áramot úgynevezett vezérlő áram kijavítása (IUPR.SPR).