5.3. Триодные тиристоры

Для переключения триодного тиристора (рис. 5.6) также необходимо накопление зарядов в базах. В тринисторе, к одной из баз, имеющей более высокую концентрацию примеси и меньшую толщину (обычно р-база), присоединяют управляющий электрод УЭ. Через прилегающий к этой базе эмиттерный переход можно увеличить инжекцию носителей путём подачи положительного, относительно катода, напряжения на управляемый электрод. Поэтому тринистор можно переключить в необходимый момент времени, даже при небольшом анодном напряжении.

Управляющий электрод тринистора выполняет роль своеобразного «под­жигающего» электрода. Тогда баланс токов:

.

И

Рис. 5.7. ВАХ тринистора

з этого выражения следует, что напряжение включения тиристора зависит от тока управления. С увеличением тока управления, напряжение включения уменьшается.

Уп­равляющее действие электрода УЭ проявляется лишь в момент включения тринистора: закрыть прибор или изменить значение анодного тока, протекающего через открытый прибор, изменяя ток управления, невозможно. Исключение составля­ет специальный тип приборов – запираемые тиристоры, которые открываются положительным, а закрываются отрицательным сигналами на управляющем элек­троде.

Чтобы выключить тиристор необходимо создать условия, при которых исчезает заряд, накопленный в базах транзистора. Выключить открытый тринистор (рис. 5.7) можно, как и динистор, только сделав значение пря­мого тока меньше значения удерживающего тока (I_уд).

Способ открывания тринисторов током управляющего электрода имеет существенные достоинства, так как позволяет коммутировать большие мощности в нагрузке маломощным управляющим сигналом (коэффициент усиления по мощности составляет примерно 5·10²..2·10³).

Важной особенностью почти всех типов полупроводниковых приборов с четырехслойной структурой является их способность работать в импульсных ре­жимах с токами, значительно превышающими допустимые постоянные токи в открытом состоянии. Так, например, динисторы КН102 при постоянном токе не более 0,2 А допускают импульсный ток до 10 А, тринисторы типов КУ203 и КУ216 способны пропускать импульсные токи до 100 А при допустимом посто­янном токе 5 А и т.д.

5.4. Симметричные тиристоры (симисторы)

Широкое распространение в цепях переменного тока находят тиристоры с симметричными характеристиками – симисторы. Симметричные тиристоры (рис. 5.8, а) можно представить в виде двухр-n-р-n-секций, включенных встречно-параллельно (рис. 5.8, б). Эти секции включаются поочередно в зависимости от полярности приложенного напряжения.

Принцип работы каждой секции ана­логичен принципу работы обычной четырехслойнойр-n-р-n-структуры. Выклю­чается секция при изменении полярности напряжения. Из ВАХ сим­метричного тиристора (рис. 5.8, в.) видно, что симметричные тиристоры могут пропускать электрический ток в двух направлениях.

С

Рис. 5.9. Различные конструкции

симисторов

имисторы могут иметь управляющий электрод, который позволяет изменять порог включения. В зависимости от конструкции полупроводникового элемента симметричные тиристоры (рис. 5.9) можно включать с помощью положитель­ных, отрицательных или биполярных импульсов управления. По существу, симистор представляет пятислойную структуру, в которой эмиттерные переходы зашунтированы металлическим слоем. В зависимости от полярности включается тот переход, который работает в прямом направлении.

Используются симметричные тиристоры для регулирования мощ­ности переменного тока, в преобразователях для реверсивных приводов и т.д.