Типы тиристоров
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