Т і р і с т о р і
МАРІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ІНФОРМАТИКИ ТА ВИЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ
КАФЕДРА ІНФОРМАЦІЙНО-ВИЧИСЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ
Т і р і с т о р і
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Електротехніка, електроніка та схемотехніка»
за напрямом підготовки 230100
«Інформатика та обчислювальна техніка»
Тиристори: Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Електротехніка, електроніка та схемотехніка» (модуль «Електроніка») для студентів за напрямом підготовки 230100 «Інформатика та обчислювальна техніка» / Уклад. С. В. Старигін. − Йошкар-Ола: МарДТУ, 2011.
Визначено цілі та завдання вивчення тиристорів, наведено короткі теоретичні відомості, необхідні для розуміння принципу дії тиристорів, методику проведення експериментів з дослідження характеристик та визначення параметрів тиристорів.
Мета роботи:вивчення структури та принципу дії тиристора, визначення та аналіз його вольт-амперних характеристик, визначення параметрів тиристора за ВАХ.
1. Тиристори
Тиристор - це напівпровідниковий електроперетворювальний прилад, що включає три і більше p-n-переходів, який має два робочі стани - відкритий і закритий. Усі тиристори мають два робочі висновки, які за аналогією з діодами називаються анодом і катодом. Керовані тиристори мають електрод, що управляє.
1.1. Класифікація тиристорів
Залежно від кількості p-n-переходів і висновків тиристори поділяють на діодні тиристори −диністори(рис.1,а), тріодні тиристори −триністори(рис. 1,б), симетричні тиристори −систори(рис.1,в). Триністори поділяються за методом підключення керуючого електрода:з управлінням по аноду та з управлінням по катоду.
з керуванням з керуванням
по аноду по катоду
1.2. Пристрій та принцип дії диністора
Структура диністора складається з чотирьох напівпровідникових областей із різним типом електропровідності (рис. 2).
Крайняn-областьназивається катодом, крайняp-область - анодом. Аналогічно діодам на диністор може бути подана пряма або зворотна напруга. При прямому включенні диністора до анода підключають позитивну клему, а до катода негативну клему зовнішнього джерела живлення.
І тут крайні p-n-переходи П1 і П3 зміщені у напрямі – їх називають емітерними. Середній p-n-перехід П2 зміщений у зворотному напрямку його називають колекторним. Між емітерними та колекторними переходами розташовані базові області p- та n-типу.
При малих прямих усуненнях емітерні переходи відкриті, а колекторний – закритий. Через перехід П1 p-базу інжектуються електрони, які потім диффундируютрррh до колекторного переходу П2. Полем назад зміщеного колекторного переходу П2 електрони підхоплюються і перекидаються в n-базу. Подальшому руху електронів перешкоджає потенційний бар'єр емітерного переходу П3. Тому в області n-бази накопичуються електрони. Аналогічно процеси відбуваються з дірками, інжектовані через перехід П3 в n-базу.
Протилежні за знаком заряди, що накопичуються в p- і n-базах перебувають у стані динамічного рівноваги – кількість зарядів, що надходять, дорівнює кількості рекомбінованих зарядів.
При збільшенні прямого усунення динамічна рівновага зміщується у бік збільшення зарядів. Накопичені в базах заряди створюють електричне поле, спрямоване протилежно до контактного поля.закритого колекторного переходу П2 Тому при деякому прямому зміщенні UАК переход П2 відкриється. Ця напруга називається напругою включення диністора UВКЛ.
При цьому всі три переходи диністора виявляються відкритими, анодний струм диністора ІА різко зростає і напруга UАК на диністорі падає - диністор відкривається.
У відкритому стані струм через диністор обмежується лише малими омічними опорами p-n-p-n областей.
При зворотних усуненнях на диністорі емітерні переходи закриті, а колекторний – відкритий. Інжекція носіїв відсутня. Струм через диністор не протікає - диністор закритий.
Таким чином, при збільшенні прямого зміщення вище деякої напруги Uвкл. диністор переходить із закритого стану у відкритий.