л /;

л 7

г"

Рис, 30, Обратноориснтированная р-п р-п структура с омическим управляющим электродом

""г

1"-т"

Рис. 31. Эквивалентная схема обратноориентированной структуры с омическим управляющим электродом

ную р-п-р-п структуру с инжектирующим управляющим эмиттером, изображенную на рис. 20 и рассмотренную в § 3, реализуются условия включения. При этом ток нагрузки в толще полупроводниковой структуры разделяется на три составляющие. Первая протекает через УЭ, вторая течет вдоль слоя pi, третья 1 ответвляется по базе «з и выполняет функцию -управляющего тока для основной части структуры. Как только ток /«" превышает значение, необходимое для включения для этой части структуры, происходит включение основной части структуры. Таким образом, механизм включения, как и в предыдущем случае, имеет двухступенчатый характер. Поскольку участок структуры, определяющий включение прибора на первом этапе, как уже отмечалось, представляет собой обрат но ориентированную р-п-р-п структуру с инжектирующим УЭ, то структуру, изображенную, на рис. 30, можно анализировать с помощью эквивалентной схемы на рис. 31, состоящей из обратноориеитированной р-п-р-п структуры с инжектирующим управляющим электродом и обратноориеитированной р-п-р-п структуры, п-базы которых электрически связаны.

Начальный участок ВАХобратноорнентировашюй р-п-р-п структуры с омическим УЭ изображен на рнс. 32. Здесь, как и в предьщущем случае, имеется дополнительный участок с отрицательным сопротивлением, отражающий двухступенчатый механизм включения. Отличие заключается в ярко выраженном транзисторном эффекте (наличии смещения ВАХ, увеличивающегося с ростом тока управления). Эта особенность обусловлена особенностью включения р-п-р-п структуры током управления «-базы. Наклон дополнителыюго участка с отрицательным сопротивлением, как следует из рис. 31, определяется сопротивлением, представляющим собой параллельное соединение трех сопротивлений: внещнего сопротивления цепи управления Ry, сопротивления слоя

Рис. 32- Семейство ВАХ обратно-ориентированной структуры с омическим управляющим электродом

Рис. 33. Осциллограммы тока включения обратноориентированной р-п-р-п структуры с омическим управляющим электродом

Pi Rpi H сопротивления слоя Из R„2 При этом сопротивлением Р1-И2-Р2-И3 структуры, находящийся в открытом coCTOHtiHH под УЭ, из-за его малости можно пренебречь. При снятии сигнала управления через цепь управления протекает часть тока нагрузки, равная

EJ{Ry\\Rpi\\R„2) +Ли-

Таким образом, особенностью рассмотренной структуры симистора, управляемого в обратном направлении током положительной полярности, является, как и в предыдущем случае, ответвление на этане включения в цепь управления довольно значительной части тока нагрузки, которая при завершении процесса включения снижается до незначительной величины по сравнению с током нагрузки.

Чго касается времени задержки (рис. 33), то оно для вспомогательной структуры в области УЭ определяется свойствами обратноориентированной структуры, изображенной на рис. 20. Кривая нарастания тока аналогична кривой тока нагрузки симистора, включаемого отрицательным током управления (см. рис. 25,6). Ток основной структуры, включаемой током вспомогательной структуры, включается через задержку времени, равную задержке включения р-п-р-п структуры, управляемой током и-базы (см. рис. 22).

5. ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИМИСТОРА

При рассмотрении принципа действия симистора, в предыдущих параграфах было уделено внимание особенностям переходного процесса включения (см. § 3 и 4). Помимо переходного процесса включения к динамическим процессам относятся переходный процесс выключения, эффект di/dt - эффект разрушения структуры при резком нараста1ши тока нагрузки, эффект du/dt - эффект непроизвольного включения многослойной структуры при резком изменении (увеличении или уменьшении) напряжения на основных электродах прибора, эффект du/dtnQyi - эффект самопроизвольного включения симистора в противоположном направлении при резкой коммутации (изменение направления) напряжения на основных электродах прибора.

Эффект di/dt. До сих пор свойства симистора и тиристора рассматривались в одномерном приближении. Это означало, что ток управления равномерно распределен по площади структуры и она включается равномерно по всей площади. Однако опыт работы с мощными транзисторами, анализ включения р-п-р-п структуры большой площади говорят о том, что наличие конечного значения сопротивления растекания базового слоя р2, к которому присоединен УЭ, приводит к неравномерному распределению тока инжекции по площади структуры с понижением плотности инжектированного тока по мере удаления от УЭ. Следствием такого распределения является то, что р-п-р-п структура сначала включается в малой (размером порядка 0,2-0,3 мм) области, называемой областью первоначального включения (ОПВ).