|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Тиристор | Тиристор (далее Т) (от греч. thýra - дверь, вход и англ. resistor - резистор), полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с четырехслойной структурой р-n-p-n-типа, обладающий свойствами вентиля электрического и имеющий нелинейную разрывную вольтамперную характеристику (ВАХ). С крайними слоями (областями) монокристалла контактируют силовые электроды (СЭ) - анод и катод, от одного из промежуточных слоев делают вывод электрода управления (УЭ).
К СЭ подсоединяют токоподводы силовой цепи и устройства теплоотвода. В случае, когда к СЭ прикладывается напряжение прямой полярности np (как указано на рис. 1), первый (П1) и третий (П3) электронно-дырочные переходы смещаются в прямом направлении, а второй (П2) - в обратном. Через переходы П1 и П3 в области, примыкающие к переходу П2, инжектируются неосновные носители, которые уменьшают сопротивление перехода П2, увеличивают ток через него и уменьшают падение напряжения на нем. При повышении прямого напряжения ток через Т сначала растет медленно, что соответствует участку ОА на ВАХ (рис. 2). В этом режиме Т можно считать запертым, так как сопротивление перехода П2 все еще очень велико (при этом напряжения на переходах П1 и П3 малы, и почти все приложенное напряжение падает на переходе П2). По мере увеличения напряжения на Т снижается доля напряжения, падающего на П2, и быстрее возрастают напряжения на П1 и П2, что вызывает дальнейшее увеличение тока через Т и усиление инжекции неосновных носителей в область П3. При некотором значении напряжения (порядка десятков или сотен в), называется напряжением переключения пер (точка А на ВАХ), процесс приобретает лавинообразный характер, Т переходит в состояние с высокой проводимостью (включается), и в нем устанавливается ток, определяемый напряжением источника и сопротивлением внешней цепи (точка В на ВАХ).
Процесс скачкообразного переключения Т из состояния с низкой проводимостью в состояние с высокой проводимостью можно объяснить, рассматривая Т как комбинацию двух транзисторов (T1 и Т2), включенных навстречу друг другу (рис. 3). Крайние области монокристалла являются эмиттерами (р-слой называется анодным эмиттером, n-слой - катодным), а средние - коллектором одного и одновременно базой др. транзистора. Ток i, протекающий во внешней цепи Т, является током первого эмиттера iэ1 и током второго эмиттера iэ2. Вместе с тем этот ток складывается из двух коллекторных токов iк1 и iк2, равных соответственно a1iэ1 и a2iэ2, где "a1 и a2 - коэффициенты передачи эмиттерного тока транзисторов T1 и Т2; кроме того, в его состав входит ток коллекторного перехода iкo (так называемый обратный ток). Таким образом i = a1iэ1 + a2iэ2 + iкo. С учетом iэ1 = iэ2 = i имеем  . При малых токах a1 и a2 значительно меньше 1 (и их сумма также меньше 1). С увеличением тока a1 и a2 растут, что ведет к возрастанию i. Когда он достигает значения, называется током включения вк, сумма a1+a2 становится приблизительно равной 1, и ток скачком возрастает до величины, ограничиваемой сопротивлением нагрузки (точка В на рис. 2). Всякий Т характеризуется предельно допустимым значением прямого тока пред (точка Г на рис. 2), при котором на приборе будет небольшое остаточное напряжение ocт. Если же уменьшать ток через Т, то при некотором его значении, называется удерживающим током yд (точка Б на рис. 2), Т запирается - переходит в состояние с низкой проводимостью, соответствующее участку ОА на ВАХ. При напряжении обратной полярности кривая зависимости тока от напряжения выглядит так же, как соответствующая часть ВАХ полупроводникового диода.
Описанный способ включения Т (повышением напряжения между его СЭ) применяют в Т, называется вентилями-переключателями (реже неуправляемыми Т, или динисторами). Однако преимущественное распространение получили Т, включаемые подачей в цепь УЭ импульса тока определенной величины и длительности при положительной разности потенциалов между анодом и катодом (обычно их называют управляемыми вентилями или Т). Особую группу составляют фототиристоры, перевод которых в состояние с высокой проводимостью осуществляется световым воздействием. Выключение Т производят либо снижением тока через Т до значения yд, либо изменением полярности напряжения на его СЭ.
В соответствии с назначением различают Т с односторонней проводимостью, с двухсторонней проводимостью (симметричные), быстродействующие, высокочастотные, импульсные, двухоперационные и специальные.
Полупроводниковый элемент Т изготовляют из монокристаллических дисков (пластин), вводя в добавки В, и Р. При этом в основном используют диффузионную и сплавную технологию. Конструктивно Т выполняют (рис. 4) в герметичном корпусе; для обеспечения механической прочности и устранения тепловых напряжений, возникающих из-за различия коэффициентов расширения и (материал электродов), между и электродами устанавливают термокомпенсирующие или диски. Различают Т штыревой конструкции - в металлических и металлокерамических корпусах, прижимные (с отводом тепла с одной стороны Т) и таблеточные (с двухсторонним отводом тепла). Основные конструкции Т - таблеточная и штыревая. Т на токи до 500 а изготовляют с воздушным охлаждением, на токи свыше 500 а - обычно с водяным.
Современные Т изготовляют на токи от 1 ма до 10 ка напряжения от нескольких в до нескольких кв; скорость нарастания в них прямого тока достигает 109 а/сек, напряжения - 109 в/сек, время включения составляет величины от нескольких десятых долей до нескольких десятков мксек, время выключения - от нескольких единиц до нескольких сотен мксек; кпд достигает 99%.
Т нашли применение в качестве вентилей в преобразователях электрической энергии (см. Преобразовательная техника, Тный электропривод), исполнительных и усилительных элементов в системах автоматического управления, ключей и элементов памяти в различных электронных устройствах и т. п., где они совместно с др. полупроводниковыми приборами к середине 70-х гг. 20 в. в основном вытеснили электронные (электровакуумные) и ионные (газоразрядные и вентили.
Лит.: Ты. (Технический справочник), пер. с англ., 2 изд., М., 1971; Кузьмин В, А., Ты малой и средней мощности, М., 1971.
Ю. М. Иньков, А. А. Сакович.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
