Электроникаирадиотехника / Билет19
.docxБилет №19
19. Тиристоры. Определение. Классификация и условные обозначения. Структура и принцип работы несимметричных динистора и тринистора. Вольт-амперные характеристики.
Тиристор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние, то есть состояние низкой проводимости, и открытое состояние, то есть состояние высокой проводимости.
Классификация:
В зависимости от количества выводов подразделяют:
-
Тиристоры диодные или динисторы, которые имеют только два вывода (анод и катод).
-
Тиристоры триодные имеют три вывода (анод, катод и управляющий электрод). К ним относятся: тиристоры, запираемые тиристоры, тиристор-диод и симистор.
-
Тиристоры четырехэлектродные или тетродные имеют четыре вывода (пару входных и пару выходных электродов). К ним относят тиристорную оптопару.
По виду ВАХ подразделяют на:
-
тиристоры, которые не проводят в обратном направлении (динисторы, тиристоры и запираемые тиристоры);
-
тиристоры, которые проводят в обратном направлении (тиристор-диод);
-
симметричные тиристоры, которые переключаются в открытое состояние в любых направлениях (симисторы или триаки).
По виду выключения тиристоры классифицируют на незапираемые (выключение возможно только по выходной анодной цепи) и запираемые (выключение обеспечивается по входной управляющей цепи).
В зависимости от того, каким сигналом осуществляется управление тиристором, они подразделяют на тиристоры, которые управляются внешним электрическим сигналом; фототиристоры, управляемые внешним оптическим сигналом; оптотиристоры – управляются внутренним оптическим сигналом, генерируемым излучателем.
Условные обозначения:
Для обозначения отечественных тиристоров приняты следующие буквы русского алфавита:
-
Т – тиристор (общее обозначение) и как тиристор, не проводящий в обратном направлении;
-
ТП – тиристор, который проводит в обратном направлении;
-
ТД – тиристор –диод, который проводит в обратном направлении и его обратные параметры нормируются;
-
ТЛ – лавинный тиристор, работа которого допускается при лавинном пробое в обратном направлении;
-
ТС – симметричный тиристор (симистор);
-
ТФ – фототиристор;
-
ТО – оптотиристор или тиристорная оптопара;
По своим динамическим свойствам тиристоры также подразделяют на подклассы:
-
Ч – быстровыключающиеся, при которых нормируется время выключения;
-
И – быстровключающиеся, при которых нормируется время включения;
-
Б – быстродействующие тиристоры, в которых нормируется время включения и время выключения.
Рис.5. Условные графические обозначения тиристоров: а — общее обозначение (динистор); б — тринистор; в — полностью управляемый тиристор; г — симмистор
Условное обозначение тиристора состоит из буквы и цифры, которые обозначают его вид, класс по напряжению, группу по динамическим параметрам, куда входят скорость нарастания прямого напряжения, время включения и время выключения прибора.
Как пример ТБ-143-320 – это быстродействующий тиристор, обозначение которого расшифровывается следующим образом: не проводит в обратном направлении, рассчитанный на максимально допустимый ток 320 А; цифра 1 указывает на первую модификацию прибора.
Вольтамперная характеристика тиристора
Рис. 2. Вольтамперная характеристика тиристора
Типичная ВАХ тиристора, проводящего в одном направлении (с управляющими электродами или без них), приведена на рис 2. Она имеет несколько участков:
-
Между точками 0 и 1 находится участок, соответствующий высокому сопротивлению прибора — прямое запирание.
-
В точке 1 происходит включение тиристора.
-
Между точками 1 и 2 находится участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.
-
Участок между точками 2 и 3 соответствует открытому состоянию (прямой проводимости).
-
В точке 2 через прибор протекает минимальный удерживающий ток Ih.
-
Участок между 0 и 4 описывает режим обратного запирания прибора.
-
Участок между 4 и 5 — режим обратного пробоя.
Вольтамперная характеристика симметричных тиристоров отличается от приведённой на рис. 2 тем, что кривая в третьей четверти графика повторяет участки 0—3 симметрично относительно начала координат.
По типу нелинейности ВАХ тиристор относят к S-приборам.
42,43. Логические элементы на n-МОП и p-МОП- транзисторах.Развитие компьютерной схемотехники на основе МОП-транзисторов началось с появлением в 1962 г. полевого транзистора с индуцированным каналом. МОП-транзисторы имеют структуру: металл-диэлектрик-полупроводник и в общем случае называются МДП-транзисторами. Поскольку диэлектрик реализуется на основе оксида кремния, то применяют название МОП-транзисторы. В схеме элемента НЕ на p-МОП транзисторах применяют нагрузочный транзистор VT1, сток которого подключается к отрицательному источнику питания. Напряжение отрицательной полярности входной переменной поступает на затвор входного транзистора VT2. В этой схеме применяются транзисторы с индуцированными каналами. В схеме элемента НЕ на n-МОП транзисторах используют нагрузочный транзистор VT1 со встроенным каналом, который подключается к положительному источнику питания. Положительное напряжение входной переменной поступает на затвор входного транзистора VT2 с индуцированным каналом. Нагрузочные транзисторы включены по схеме двухполюсника. Элемент ИЛИ-НЕ образуется параллельным соединением входных транзисторов, а элемент И-НЕ – последовательным. Значение логического нуля отображается напряжением 0,1 В., а логической единицы – напряжением питания. На выходе элемента ИЛИ-НЕ уровень логического нуля устанавливается при наличии хотя бы на одном входе единичного сигнала, на выходе элемента И-НЕ – при совпадении высоких уровней напряжений на обоих входах, когда одновременно открываются транзисторы VT2 и VT3. Схемы на МОП-транзисторах характеризуются относительной простотой изготовления, компактностью, малой потребляемой мощностью, высокой помехоустойчивостью к изменению напряжения питания.