Тиристор.

Тиристор – четырехслойный полупроводниковый прибор, обладающий двумя устойчивыми состояниями: состоянием низкой проводимости (тиристор закрыт) и состоянием высокой проводимости (тиристор открыт). Управление включением прибора производится по цепи третьего – управляющего электрода.

ВАХ тиристора отличается от характеристики динистора тем, что напряжение включения регулируется изменением тока в цепи управляющего электрода. При увеличении тока управления снижается напряжение включения.

После включения управляющий электрод теряет свои управляющие свойства, следовательно, с его помощью выключить тиристор нельзя.

Как динисторы, так и тиристоры подвержены самопроизвольному включению при быстром изменении напряжения на аноде. Это явление получило название “эффекта dv/dt”. Оно связано с зарядом емкости перехода С32 при быстром изменении напряжения на аноде.

IС2 = С2 * dv/dt

Даже при небольшом напряжении на аноде тиристор может включиться при большой скорости его изменения.

Симистор.

По своему назначению симистор призван выполнять функции двух обычных тиристоров, включенных встречно – параллельно, образуя симметричный тиристор.

Предназначен симистор для коммутации в цепях переменного тока.

Лекция 5. Полевые транзисторы.

К классу униполярных (полевых) относят транзисторы, принцип действия которых основан на использовании носителей заряда только одного знака (электронов и дырок). Управление током в униполярных транзисторах осуществляется изменением проводимости канала, через который протекает ток транзистора под воздействием электрического поля. Вследствие этого униполярные транзисторы еще называют полевыми.

По способу создания канала различают полевые транзисторы :

• с р-n переходом ,

• со встроенным каналом ,

• индуцированным каналом.

Последние два типа относят к разновидностям МДП- транзисторов (структура металл - диэлектрик - полупроводник). В качестве диэлектрика используют окись кремния SiO2, отсюда название - МОП- транзисторы (металл – окись – проводник).

История полевых транзисторов начинается с 1925 года и связана с именем его изобретателя Юлиуса Лилленфельда. Конструкция полевого транзистора отличается от конструкции бинарных транзисторов, и его работа основана на других принципах.

Повышенный интерес к этим приборам обусловлен их высокой технологичностью, хорошей воспроизводимостью параметров, а также низкой себестоимостью.

Транзисторы с p-n переходом.

Полевой транзистор с p-n-переходом (рис. 5.1) имеет три вывода: И, З, С.

Рисунок 5.1. Полевой транзистор с p-n-переходом

а) – правильно смещенный полевой транзистор с каналом n-типа;

б) – условное обозначение полевого транзистора с каналом n-типа;

в) – условное обозначение полевого транзистора с каналом р-типа;

г) – структурная схема.

Электрод, от которого начинают движение носители заряда, называют истоком (И). Электрод, к которому движутся носители заряда в канале, называют стоком (С). Полупроводниковые слои противоположной проводимости, образующие с каналом два p-n-перехода, электрически связаны между собой и имеющие один внешний электрод, называются затвором (З).

Управляющее (входное) напряжение подается между затвором и истоком. Напряжение Uзи является обратным для обоих р-n переходов. В выходную цепь, в которую входит канал транзистора, включается напряжение Uси положительным полюсом к стоку.

Управляющие свойства транзистора объясняются тем, что при изменении напряжения Uзи изменяется ширина его р-n переходов, представляющих собой участки полупроводника, объединенными носителями заряда.

Особенностью полевого транзистора является то, что на проводимость канала оказывает влияние как управляющее напряжение Uзи, так и напряжение Uси.

Изменение напряжения Uзи приводит к изменению проводимости канала за счет изменения на одинаковую величину его сечения по всей длине канала (рис. 5.2. а).

Рисунок 5.2. Влияние управляющее напряжение Uзи (а), и напряжения Uси (б) на сечение канала полевого транзистора с p-n переходом.

При Uси > 0 через канал протекает ток Iс , в результате чего создается падение напряжения, возрастающее в направлении стока. Суммарное падение напряжения участка исток – сток равно Uси. В силу этого потенциалы точек канала n- типа будут неодинаковыми по его длине, возрастая в направлении стока от 0 до Uси . Потенциал же точек р- области относительно истока определяется потенциалом затвора относительно истока и в данном случае равен нулю. В связи с указанным обратное напряжение, приложенное к р-n переходам, возрастает в направлении от истока к стоку и р-n переходы расширяются в направлении стока. Данное явление приводит к уменьшению сечения канала от истока к стоку . Повышение напряжения Uси вызывает увеличение падения напряжения в канале и уменьшение его сечений, а следовательно, уменьшение проводимости канала . Управляющее (входное) напряжение подается между затвором и истоком и является обратным для обоих p-n-переходов.

Управляющие свойства транзистора объясняются тем, что при изменении напряжения между затвором и истоком изменяется ширина его p-n-переходов. Изменяется, тем самым, сечение тока, проводящего канала и его проводимость. Увеличение напряжения приводит к уменьшению сечения канала на одинаковую величину по всей его длине (рис.5.2 а). При протекании тока через канал создается падение напряжения в направлении стока, что приводит к уменьшению сечения канала от истока к стоку (рис. 5.2. б).