Принцип работы тиристора. Бесконтактный тиристорный контактор

Тиристором называют полупроводниковый прибор с тремя (или более) p-n-переходов, вольт-амперная характеристика которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и который используется для переключения.

В настоящее время выпускается большое число видов и типов тиристоров, различного назначения.

Триодный динистр семистр с обр.проводимостью. фоторезистор аттроный

Рис.1 Структура триодного тиристора: 1,2,3 – выводы катода, управляющего электрода и анода соответственно.

Питающее напряжение подаётся на тиристор т.о, что переходы П1 и П3 оказываются открытыми, а переход П2 – закрытыми. Сопротивление открытых переходов незначительно, поэтому почти все питающие напряжения Uпрямое приложено к закрытому переходу П2, имеющему высокое сопротивление. Следовательно, ток тиристора мал. При повышении напряжения Uпр, что достигается увеличением ЭДС источника Е, ток тиристора увеличивается незначительно. Пока напряжение Uпр не приблизится к некоторому критическому значению равному напряжению включения. После этого происходит лавинообразное увеличение количества носителей заряда за счёт ловинного умножения носителей заряда в p-n-переходе П2, движущемся электронами и дырками с увеличением количества носителей заряда ток в переходе быстро нарастает, т.к. электроны из слоя К2 и дырки из слоя Р1 устремляются в слои Р2 и n1 и насыщают их неосновными носителями заряда. Напряжение на резисторе К возрастает, на тиристоре – падает. После пробоя напряжение на тиристоре снижается до значения порядка 0,5-1 В. При дальнейшим увеличении ЭДС источника E или уменьшения сопротивления резистора R ток в приборе нарастает в соответствии с вертикальным участком вольт-амперной характеристики. Такой пробой не вызывает разрушения перехода П2. При уменьшении тока восстанавливается высокое сопротивление перехода (не сходящая ветвь на рис.2) Время восстановления сопротивления этого перехода после снятия питающего напряжения обычно составляет 10-30 мкс. Напряжение Uвкл, при котором начинается лавинообразное нарастание тока может быть снижено введением неосновных носителей в любой из слоёв, прилегающих к переходу П2. Эти добавочные носители заряда увеличивают число актов ионизации в переходе, в связи с чем Uвкл падает. Добавочные носители заряда в триодном тиристоре представлены на рис.1, вводятся в слой П2 вспомогательной цепью, питаемой от независимого источника напряжения. При росте тока управления, показывает семейство кривых на рис.2. Важным показателем триодного тиристора является отпирающий ток управления и Uвкл, ток управляющего электрода, который обеспечивает переключение тиристора в открытое состояние. На рис.2 видно, что при подаче на тиристор обратное напряжение в нём возникает небольшой ток, т.к закрыты переходы П1 и П3. Во избежание прибоя тиристора в обратном направлении ( кот. Выводит тиристор из строя из-за тепловых пробок перехода) необходимо чтобы обратное напряжение было < обр. maх. В симметричных диодах и триодных тиристорах обратная ветвь характеристики совпадает с прямой. Это достигается встречно параллельным включением двух одинаковых четырёхслойных структур или применяются специальные пятислойные структуры с 4мя p-n-переходами. Наконец, некоторое распространение получили тиристоры, у которых восстановление высокого сопротивление происходит при подаче небольшого обратного напряжения на управляющий электрод. В настоящее время выпускаются тиристоры на токи до 2000А и напряжение включения Uперем = 4000В.

Билет №10