Тиристоры

Тиристор – полупроводниковый прибор с тремя p-n-переходами. Упрощенное схематическое изображение структуры тиристора и его условное изображение показаны на рис. 38.

Рис. 38

ВАХ тиристора при отсутствия тока в управляющем электроде приведена на рис. 39.

Рис. 39

При увеличении напряжения до значения U_вкл между анодом и катодом тиристор остается выключенным, имея довольно высокое сопротивление. После достижения значения напряжения включения U_вкл тиристор включается, ток начинает стремительно возрастать, достигая значения I_н.

Постепенное снижение анодного тока ниже значения I_вкл, при которому включился тиристор, не приводит к выключению тиристора. Таким образом, ВАХ включенного тиристора аналогична ВАХ диода.

При увеличении тока управления снижается напряжение включения тиристора. Соответствующее семейство ВАХ приведено на рис. 40. При этом ток управления не влияет на процесс выключения тиристора. Для выключения тиристора на него подают напряжение обратной полярности, которую поддерживают на протяжении некоторого времени t_викл.

Рис. 40

Таким образом, в зависимости от наличия тока через управляющий электрод тиристор может работать в ключевом режиме.

Типичное применение тиристоров – силовая преобразовательная техника: управляемые выпрямители и инверторы.

Тиристор – полупроводниковый прибор, который включается управляющим сигналом. В модели тиристор представляют как резистор Rон, индуктивность Lон, и источник постоянного напряжения, представляющий прямое падение напряжение Vf, соединенный последовательно с идеальным выключателем. Переключатель управляется логическим сигналом в зависимости от напряжения Vак, тока Iак, и значения управляющего сигнала g.

Тиристор включается, когда напряжение между анодом и катодом Vак больше Vf и положительный импульсный сигнал подается на управляющий вход (g> 0). Амплитуда импульса должна быть больше 0, а длительность импульса достаточной, чтобы ток через тиристор стал больше, чем ток включения I_вкл.

Тиристор выключается, когда ток, протекающий через устройство становится равным 0 (Iак= 0) и между анодом и катодом появляется отрицательного напряжения в течение времени, равного Tq - время выключения. Время выключения Tq представляет время восстановления запирающих свойств тиристора. Если напряжение на устройстве становится положительным в течение периода времени меньше, чем Tq, устройство включится автоматически, даже если управляющий сигнал отсутствует (g = 0) и ток тиристора менее тока включения I_вкл.