Pj

1 п.

Рис. Ъ1. Np-n-p-n структура:

а - без перекрытия проекций эмиттерных переходов; 6 - с перекрытием проекций змитгерных Переходов; в - временные зависимости тока нагрузки и напряжения на симисторе

Процесс включения аналогичен процессу выключения тиристора. Временные зависимости тока нагрузки и напряжения на симисторе имеют вид, представленный на рис. 37, е. До момента времени, принятого за нуль, симистор находился в открытом состоянии и через него протекал ток 1ц. Напряжение на симисторе в открытом состоянии мало и равно примерно ] -2 В. В момент времени t О ток через симистор с определенной скоростью {di/dt\„ начинает уменьшаться до нуля. С момента времени ti начинается процесс выключения симистора. Одновременно с уменьшением тока слегка уменьшается и напряжение на симисторе.

В момент времени ti ток через симистор становится равным нулю. Однако напряжение на симисторе еще не достигает нуля. Это обусловлено тем, что избыточный заряд в базах исчезает не сразу. К моменту времени ti в базах тиристора сохраняется некоторый избыточный заряд электронов и дырок. Поэтому к моменту времени и некоторое время после него переходы симистора оказываются прямосмещенными, т.е. имеют очень малое сопротивление. В результате ток через симистор

после момента времени f, меняет знак и течет в обратном направлении. Вследствие изменения направления тока изменяет свою полярность и падение напряжения на базовых слоях прибора. Падение напряжения на базовых слоях вычитается при этом из суммарного падения напряжения на электронно-дырочных переходах симистора. Поэтому напряжение на симисторе после спада тока до нуля быстро уменьшается и, так же как и ток, изменяет свое направление. Первым обратное сопротивление восстанавливает переход /3. Однако напряжение пробоя этого перехода имеет значение порядка 10 В. Поэтому восстановление обратного сопротивления перехода /3 практически не приводит к ограничению обратного тока через тиристор. Обратный ток нарастает до тех пор, пока не начнет восстанавливать свое обратное сопротивление р-п переход /1. Обратный ток, начиная с момента t, уменьшается, а обратное напряжение на симисторе возрастает до значения напряжения источника в си-повой цепи.

В момент времени обратное сопротивление перехода /i можно считать полностью восстановленным. При f > f 3 к симистору приложено обратное напряжение и через него протекает незначительный обратный ток. В момент времени напряжение на симисторе начинает уменьшаться с определенной скоростью и, пройдя через нуль, в момент времени f 5 меняет полярность с обратной на прямую и возрастает затем до значения t/p.

Нагрузочный ток через симистор в момент времени Г4 может изменить направление с обратного на прямое. Это обусловлено протеканием через переход /1 емкостного тока, направленного от слоя pi в сторону базы И]. Емкостный ток перехода пропорционален его барьерной емкости и скорости изменения напряжения. Если ток превышает обратный ток перехода /j, результирующий ток через симистор изменяет направление с обратного на прямое. С уменьшением обратного напряжения на переходе /1 епз обратный ток уменьшается. Емкостный же ток возрастает при заданной постоянной скорости изменения напряжения, так как барьерная емкость перехода ji увеличивается с уменьшением обратного напряжения. Поэтому в интервале времени от f4 до ток через симистор возрастает со временем.

Начиная с момента времени s, коллекторный переход тиристора смещается в обратном направпении, и через него протекает емкостный ток, направлен1п>1Й от базы щ в сторону базы • Отметим, что емкостный ток коллекторного перехода в начальный период при f > f s может быть весьма значительным. В последующем ток через тиристор уменьшается. Переходный процесс выключения симистора считается завершенным, если после момента времеш fj симистор оказывается способным выдержать приложение напряжения с заданной амплитудой и скоростью нарастания. Под временем выключения в рассматриваемом случае понимают минимальный промежуток времен от момента

Рис. 38. Осциллограммы тока симистора в момент коммутации напряжения: А-/=575 Гц; ff-/= 780ru

спада прямого тока до нуля ti до момента времени ts, когда полярность напряжения на тиристоре меняется с обратной на прямую.

Рассмотрим вторую характерную часть структуры симистора. изобра-;женную на рис. 37, 6. Ее особенностью является наличие области, где реализуется пятислойная п-р-п-р-п структура. Это приводит к тому, Uto при протекании тока нагрузки по левой или правой части струк-?;туры его относительно небольшая часть ответвляется в область пере-[крытия и там накапливается заряд. При коммутации (изменении на-* правлений) тока возможны два режима. При медленном изменении jTOKa заряд в области перекрытия успевает исчезнуть и процесс выклю-чения аналогичен рассмотренному случаю (рнс. 3S, а). Если скорость изменения тока настолько велика, что накопленный заряд не успевает исчезнуть и его значение достаточно дпя включения структуры, то си- мистор переключается в проводящее состояние в обратном направ-лении (рис. 38, б). Поскольку скорость спада тока при коммутации Гпропорциональна скорости изменения напряжения при коммутации, эффект включения при быстрой коммутации получил название эффек-?та dujdty. Скорость изменения напряжения при коммутации не [,должна превышать некоторого значения, Ешзываемого критической скоростью изменения напряжения при коммутации.

i 6. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ СИМИСТОРОВ

В зависимости от параметров внешней сети, главным образом от его напряжения, и сопротивления нагрузки, используются симисторы различений мощности. В настоящее время симисторы, применяемые в бытовой i технике, охватывают диапа.зон токов от нескольких ампер до нескользких десятков ампер и напряжения от 500-700 В для работы от сети напряжением 200 В до 1000-1200 В для работы от трехфазной сети напряжением 380 В. Для тогр чтобы ориентиррваться в выборе нужных