.

Типы тиристоров

Тиристоры — полупроводниковые приборы с четырехслойной структурой типа р-n-р-n с тремя взаимодействующими между собой p-n-переходами Крайние p-n-переходы структуры назы­вают эмиттерными 9i и Эз, средний — коллекторным КП, а внут­ренние области, лежащие между переходами, — базами Б1 и Б2. В неуправляемых диодных тиристорах (динисторах) имеется два внешних токоотвода, подключаемых к крайним р- и n-областям. Управляемые триодные тиристоры (тринисторы) снабжены дополни­тельным токоотводом УЭ от управляющего электрода — узкой базы Бз. Внешний источник U подключается «плюсом» к об­ласти р (аноду А), а «минусом» — к n(катоду K). При этом эмит-терные переходы Э1 и Э2 получают прямое смещение и работают в режиме инжекции; коллекторный переход получает обратное смеще­ние, сопротивление его велико, ток через структуру незначителен, поэтому все напряжение источника питания практически будет при­ложено к этому переходу. В таком режиме прибор закрыт. При повышении напряжения U ток I через структуру будет рас­ти  сначала за счет увеличения прямого смещения эмит-терных переходов. При некотором напряжении U процесс бурно на­растает, приток основных носителей заряда в базах скомпенсирует их убыль, заряды станут равновесными, коллекторный переход ока­жется в равновесии. Когда приток основных носителей заряда в ба­зах станет превышать их убыль вследствие рекомбинации, база Б1 зарядится отрицательно, а база Б2 — положительно, коллекторный переход получит прямое смещение. В этом режиме эмиттерные Э1 и Э2 и коллекторный КП переходы получают лрямое смещение, со­противление структуры резко снизится, тиристор откроется. Выклю­чить динистор можно, сняв напряжение или снизив ток через него. В тринисторе между управляющим электродом УЭ и катодом K включается источник прямого, смещения эмиттерного перехода Э2, что позволяет регулировать ток инжекции, а следова­тельно, и напряжение включения Uвла. 
Вольтамперные характеристики динистора и тринистора имеют прямую и обратную ветви.
Прямая ветвь ха­рактеристики содержит области:
  • Г — непроводящего (закрытого) устойчивого состояния, при котором коллекторный переход - заперт напряжением внешнего источника;
  • В — обратимого пробоя коллекторного перехода;
  • Б — неустойчивого состояния с высоким отрицательным сопротивлением;
  • А — устойчивого состояния с малым поло­жительным сопротивлением (область соответствует открытому состоянию прибора).
Обратная ветвь характеристики содержит
  • облас­ти высокого сопротивления Д 
  • лавинного необратимого пробоя Е.
Основными параметрами динисторов и тринисторов являются:
  • максимально допустимое прямое напряжение Uпр.макс, при кото­ром происходит отпирание (включение) тиристора;
  • максимально допустимый прямой постоянный или средний ток. Iпр.макс, ограничиваемый разогревом прибора;
  • остаточное напряжение на открытом тиристоре Uост при задан­ном прямом токе;
  • максимально допустимое обратное напряжение UовР.макс, пре­вышение которого ведет к пробою эмиттерных переходов структуры;
  • ток выключения Iвыкл, ниже значения которого происходит вы­ключение прибора;
  • ток IУпр и напряжение Uyuf цепи управляющего электрода, при котором тиристор переходит из закрытого в открытое состояние;
  • максимально допустимые прямой и обратный токи Iупр.макс, Iупр.обр.макс и прямое и обратное напряжения Uyapмакс иUупр.о6р макс; допустимый прямой импульсный ток Iпр.и.макс;
  • прямой и обратный токи утечки Iут.ир и Iут.0бР при максимально допустимых напряжениях Uпр.макс и U0бР.макС;
  • ток и напряжение спрямления Iспр и Ucnp, соответствующие спрямлению Прямой ветви ВАХ тиристора;
  • максимально допустимая мощность РМакс, рассеиваемая на ти­ристоре;
  • минимальное напряжение U»ап.мин и ток Iзап.иин запирания ти-ристора в цепи управляющего электрода;
  • время включения твкл от момента подачи отпирающего импуль­са до уменьшения напряжения на тиристоре до 0,1 начального значе­ния;
  • время выключения твыкл, в течение которого на тиристор дол­жно подаваться выключающее напряжение, переводящее его в за­крытое состояние.
Кремниевые динисторы КН102 (А, Б, В, Г, Д, Ж, И) применя­ются для работы в импульсных схемах в качестве коммутирующих
элементов и выпускаются в метал­лическом корпусе мас­сой 1,5 г, с диапазоном, рабочих температур от — 40 до 4-70°С. Электрические параметры динисто-ров приведены в табл. 103.

 
Типы динисторов
Параметры
КН102А
КШ02Б
КН102В
КН102Г
КН102Д
КН102Ж
КН102И
Прямое напря-
5
J
10
14
20
30
50
жение, В
 
 
 
 
 
 
 
Напряжение включения, В
20
28
40
56
80
120
150

  • Ток утечки, мкА, при 20 °С...... 2,5
  • Обратный ток утечки, мкА, при напряжении -10 В................. 0,5
  • Ток выключения; мА, при UПР=2 В . . 0,1
  • Остаточное напряжение, В, при Iпр=200 мА 1,5
  • Прямой ток, мА........... 200
  • Амплитуда прямого тока, А, тимп = 10 см . 2
  • Обратное напряжение, В ....... 10
Кремниевые тринисторы КУ204 (А, Б, В) выпускаются в метал­лическом корпусе массой 18 г, с диапазоном рабочих температур от — 25, до +70 °С. Электрические параметры приведены ниже.

 
КУ204А
КУ204Б
КУ204В
Прямое напряжение, В . .
50
100
200

  • Ток утечки, мА, при +25 и — 25°С ........ 5
  • Импульсный ток спрямления, мА, при напряжении 20 В . 150
  • Импульсный ток запирания, мА, при максимальном запира­емом токе 2 А...... 400
  • Остаточное напряжение, В 3,2
  • Импульсное напряжение, В: спрямления ...... 5 запирания ...... 36
  • Прямой ток, А..... 2
  • Минимальный прямой ток, А 1
  • Ток управляющего электро­да, А, при Тимп>10 мкс . . 0,6
  • Обратный ток помехи, мА, при — 25 °С...... 3
  • Обратное напряжение поме­хи, В.......... 3
  • Минимальное прямое напряже­ние, В........ 20
  • Длительность запирающего импульса, чмкс...... 120
  • Мощность рассеивания, Вт . 8
Кремниевые тринисторы КУ208 (А — Г) применяются в качестве симметричных управляемых ключей средней мощности в коммутаци­онных цепях автоматики и выпускаются в металлическом корпусе с винтом, массой 18 г, о диапазоном рабочих температур ot — 55 до +70°С. Электрические параметры тринисторов приведены ниже.

 
КУ208А
КУ208Б
КУ208В
КУ208Г
Прямое и обратное напряжения, В ...
100
200
300
400

  • Ток утечки, мА ... 5
  • Ток выключения, мА, при Uпр=10 В и темпе­ратуре — 55 °С .... 150
  • Ток спрямления, мА, при Unp=10 В и темпе­ратуре — 55°С .... 250
  • Остаточное напряже­ние, В, при IПР=5 А . . 2
  • Напряжение спрямле­ния, В....... 7
  • Время включения, мкс 10
  • Время выключения, мкс при предельном прямом токе........ 150
  • Прямой ток управляю--щего электрода, мА . , 500
  • Импульсный ток уп­равляющего электрода, А, При Тимп<50 МКС . . 1
  • Амплитуда напряже-ния на управляющем электроде, В..... 10
  • Наибольшая рабочая частота, Гц..... 400
  • Мощность рассеива­ния, Вт, при температу­ре, °С: от — 55 до +55 . . 10 70........ 5