- •Физические основы микроэлектроники
- •1. Современное состояние электроники 2
- •1.Современное состояние электроники
- •1.1Модели структур полупроводников
- •1.1.1Модель ковалентной связи
- •1.1.2Модель энергетических зон
- •1.2Собственные и примесные полупроводники
- •1.2.1Собственные полупроводники
- •1.2.2Примесные полупроводники
- •1.3Равновесное состояние р-пперехода
- •1.4Прямо и обратно смещенный p-n – переход
- •1.4.1Явление пробоя
- •1.5Биполярные транзисторы
- •1.6Тиристоры
- •1.7Полевые (униполярные) транзисторы
- •1.7.1Полевой транзистор с управляющим р-п переходом
- •1.7.2Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •1.8Фотоэлементы. Оптроны
- •1.9Интегральные схемы
- •1.9.1Особенности интегральных схем как нового типа электронных приборов.
- •Используемая литература
1.6Тиристоры
Многослойные структуры с тремя р-n переходами называют тиристорами. Тиристоры с двумя выводами (двухэлектродные) называются динисторами, а с тремя (трехэлектродные) тринисторами.
Основным свойством такой четырехслойной структуры является способность находиться в двух состояниях устойчивого равновесия: максимально открытом (с большой проводимостью) и максимально закрытом (с малой проводимостью).
По этой причине тиристоры относят к классу переключающих полупроводниковых приборов, главным применением которых является бесконтактная коммутация электрических цепей.При прямом включении динистора (рис. 7.1, а) источник питания Еп смещает р-n переходы П1 и П3 в прямом направлении, а П2 в обратном, динистор находится в закрытом состоянии и все приложенное к нему напряжение падает на переходе П2. Ток прибора определяется током утечки Iут, з начение которого находится в пределах от сотых долей микроампера до нескольких микроампер (участок ОА). Дифференциальное сопротивление динистора Rдин = на участке ОА положительно и достаточно велико. Его значение может достигать нескольких сотен мегаом. Условное обозначение динистора показано на рис. 2.12, 6.
Когда напряжение достигает напряжения переключения Unеp(Uпеp близко к напряжению пробоя р-n перехода П2), ток динистора резко возрастает, а напряжение на переходе П2 падает. Прибор находится в открытом состоянии, рабочая точка динистора перемещается на участок БВ. Дифференциальное сопротивление динистора на участке БВ положительно и достаточно мало, значение его лежит в пределах от 0,001 Ом до нескольких Ом. Чтобы выключить динистор, необходимо, чтобы ток Iпр был меньше тока удержания Iуд (рис. 2.12, в).
Если к динистору приложено обратное напряжение, то переход П2 открыт, а переходы П1 и ПЗ закрыты. В этом состоянии ток прибора определяется обратным током утечки Iут овр, если приложенное напряжение не превышает Uo6p max, зависящего главным образом от свойств переходов П1 и ПЗ (участок 0Г, рис. 2.12, в).
Из вольт-амперной характеристики динистора видно, что зависимость I(U) имеет участок с отрицательным наклоном (участок АБ). Дифференциальное сопротивление динистора на этом участке отрицательно. При приближении режима работы динистора к участку АБ происходит переключение его из одного состояния в другое. Динисторы относятся к неуправляемым коммутирующим элементам.
Тринисторы относятся к разряду управляемых коммутирующих элементов. Четырехслойная структура их имеет три вывода: два от крайних областей (анода A и катода К, как в динисторе) и третий управляющий вывод У от одной из средних (базовых) областей (рис. 2.13, а). Ток перехода ПЗ управляется внешним управляющим сигналом Iупр. Условное обозначение тринистора показано на рис. 2.13, б.
Вольт-амперные характеристики даны для трех значений управляющих токов (рис. 2.13, в). При управляющем токе, равном току спрямления Iспр, пропадает участок с отрицательным наклоном, т. е. происходит как бы спрямление вольт-амперной характеристики. Тринистор становится токопроводящим.