Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Симисторы

0 1 2 [3] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38


токи утечкн. Пробой р-п переходов наступает при напряжениях порядка нескольких сотен и даже тысяч вольт.

Переходы /о, ji и /4, образованные слоями «о, И] и «3 со слоями Pi н Р2, не отличаются хорошими блокирующими ха-рактернсгикамн.

Рассмотрим включение симистора в прямом направлении. Пусть вначале к СЭУ приложено положительное относительно СЭ па-пряжение. В этом случае работает правая половина структуры, переходы /1 и /з включены в прямом направлении, а /4 и /2 ~ в обратном. Нерабочая левая часть структуры находится в выключенном состоянии, так как представляет для тока очень большое сопротивление. Правая часть структуры есть не что иное, как прямовк л юченная р-п-р-п структура тиристора, которая пока находится в закрытом состоянии.

Теперь если к УЭ приложить положительное относительно СЭУ напряжение, то р-п переход /1 включится в прямом направлении и переведет правую часть в проводящее состояние. Соответственно принцип действия, статические н динамические характеристики симистора прн работе в прямом направлении и положительном управляющем сигнале аналогичны соответствующим характеристикам тиристора в прямом иаправлении.

Прн включении снмнстора в обратном направлении, когда к СЭУ приложено положительное относительно СЭ напряжение, р-п переходы /2 и /4 включены в прямом, а р-п переходы }у н /3 (рис. 8) - в обрат-

«с

>771 , Х /А

Рис. 8. Полупроводниковая структура симистора, включеьшого в обратном направлении



Рис. 9. Эквивалентная схема симистора

О СЭУ

Ч Р2

"2

ном направлениях. В этом случае правую часть структуры можно рассматривать как структуру тиристора, Еключенную в обратно;.! направлении и ие участвующую в процессг пронускапия тока. Работу прибора определлет левая часть структуры, представляющая собой обратноориентированную (по сравнению со структурой обычного тиристора) р-Пр-п структуру, включенную в прямом направлении. Переключение ее в проводящее состояние осуществляется нутем подачи на УЭ отрицательного относителыю СЭУ напряжения. В этом случае переход /о включается в прямом направлении и представляет малое сопротивление для тока. Таким образом, работу прибора в обратном направлении определяет обратноориентнрованная р-п-р-п структура с дополнительным пятым слоем Иц, граничащим со слоем Pi.

Приведенный анализ работы симистора позволяет представить его в виде эквивалентной схемы (рис. 9), состоящей из прямоориентнрован-ной -*2"fi-"! структуры с УЭ, присоединенным к Pi области, и об-ратноориентированной Pi-n-p-n структуры с УЭ, присоединенным к Специально созданному слою «о - В дальнейшем будем проводить анализ работы снмнстора, используя эту эквивалентную схему.

Рассмотренные а этом параграфе особенности симисторов позволяют на их основе изготавлжать простые схемы регуляторов переменного тока при работе а основном на активную нагрузку, не содержащую реактивной составляющей (конденсаторы, индукт1шности). Прн такой нагрузке напряжение н ток совпадают по фазе и ток нагрузки небольшой. Такой простой подход не применим, когда симистор работает на индуктивную нагрузку, примером которой может быть обмотка электродвигателя. В этом случае в момент перехода тока через нуль, когда активно развивается процесс выключения - восстановления запираю-





щей СП0С0&10СТИ симистора, возникает напряжение, которое в процессе восстановления запирающей способности резко прикладывается к прибору. В этом случае возможно неконтролируемое включение из одного {например, прямого) проводящего состояния в другое (например, обратное), Этот эффект получил название эффекта коммутирующей скорости изменения напряжения ("/сОком-

Выше при рассмотрении прсцесса включения симистора в основу был положен качественный принцип анализа, лри этом неявно считалось, что механизм включения в прямом и обратном направлении идентичен и токи управления в обратном иаправлении идентичны. На самом деле это не так. Механизмы управления в прямом и обратном иаправлении в принципе отличаются друг от друга, и это прежде всего приводит к различным значениям тока управления. Кроме того, нз четырех возможных режимов включения в двух режимах - при включении тока в прямом направлении отрицательным сигналом управления, и в обратном - положительным сигналом - часть тока нагрузки ответвляется в цепь управления. Пренебрежение этими эффектами может приводить либо к неполному отпиранию, либо к запиранию симистора. Чтобы разобраться с этими явлениями, от простейшей модели следует перейти к рассмотрению тирнсториой р-п-р-п структуры как комбинации двух транзисторных р-п-р и п-р-п структур, что в свою очередь потребует от читателя знания основ работы транзисторов, простейших схемных решений на их основе. Этому и посвящен следующий параграф.

2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИМИСТОРА ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ В ПРЯМОМ НАПРАВЛЕНИИ

В предыдущем параграфе было показано, что при включении симистора в прямом иаправлении его работу определяет р-п-р-п структура, включенная в прямом направлении с УЭ, присоединенным к р-областн. В несколько модифицированном виде правая часть рнс. 9 представлена на рнс. 10. Эта структура является основным элементом тиристора. Она является полупроводниковой пластиной с чередующимися слоями Р- и «-типов. Четыре слоя (два п-типа и два р-тнпа) образуют три р-п перехода.

В нейтральном (без приложения напряжения) состоянии в каждом отдельном р-п переходе существует потенциальный барьер, препятствующий протеканию электронов и дырок.

Особенности работы р-п перехода. Прн приложении к р-п переходу положительного напряжения (плюс источника приложен к рюбласти, а минус - к rt-областн) потенциальный барьер понижается, что обеспечивает протекание тока по направлению нз р-областн в «-область. В ре-зультате, через р-п переход может проходить значительный ток. Пр» приложении к р-п переходу отрицательного напряжения потенциальньвд, 14



0 1 2 [3] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38



0.0281
Яндекс.Метрика