6, тиристоры 2021

лекция6

Электропреобразовательный полупроводниковый прибор с тремя или более p-n-переходами, вольтамперная характеристика которого имеет участок отрицатель­ного сопротивления, называют тиристором.

Рис.1 Структура и УГО динистора

Динистором (диодным тиристором) называется двухэлектродный прибор диодного типа c тремя pn-переходами

Рис.2 Схема замещения динистора

Рис.4 Схема включения динистора

Рис.6 Структура и УГО тиристора с катодным и анодным управлением

Рис.7 ВАХ тиристора

6.2 Устройство и принцип действия тиристора

Пример обозначения тиристора: ТХ-100-10-ХХХ. Здесь ТХ - обозначение разработки тиристора, 100 -номинальный ток тиристора в А, 10 -класс тиристора, ХХХ -цифры, регламентирующие параметры du/dt, di/dt, tвыкл.

Параметры тиристора:

▪ Тиристор имеет паразитные межэлектродные емкости. При приложении крутого фронта прямого напряжения может произойти самопроизвольное включение тиристора. Для ограничения du/dt параллельно тиристору подключают конденсатор определенной емкости. Последовательно с конденсатором включают небольшое сопротивление, т.к. при включении тиристора конденсатор разряжается на него и R необходимо для ограничения тока разряда. Обычно С=0,2…2мкФ, R=10…100 Ом мощностью до 25Вт. R-C цепь параллельно тиристору можно не ставить, если выбирается тиристор с большим запасом по классу. Это существенно снижает габариты преобразовательного устройства.
▪ При включении тиристора средней и большой мощности ток вначале начинает концентрироваться около управляющего электрода, а затем распределяется по всей полупроводниковой структуре. Концентрация тока, нарастающего с большой скоростью около управляющего электрода, может привести к прожогу структуры. Если di/dt ограничено, то ток успевает распределиться по структуре и разрушения полупроводника не будет. Для ограничения di/dt последовательно с тиристором включается индуктивность L. Часто в качестве L выступает индуктивность трансформатора питания.

Рис.9 ВАХ симистора

Рис.10 Структура и УГО оптосимистора

6.3 Устройство и принцип действия симистора

Рис.11 Двухполупериодный управляемый выпрямитель

Рис.12 Регулятор переменного напряжения

Рис.13 Структура GTO-тиристора

Рис.14 Графики изменения тока анода и УЭ

В цикле работы тиристора GTO различают четыре фазы: включение, проводящее состояние, выключение и блокирующее состояние.
На схематичном разрезе тиристорной структуры нижний вывод структуры анодный. Анод контактирует со слоем p. Затем снизу вверх следуют: базовый слой n, базовый слой p (имеющий вывод управляющего электрода), слой n, непосредственно контактирующий с катодным выводом. Четыре слоя образуют три p-n перехода: j1 между слоями p и n; j2 между слоями n и p;j3 между слоями p и n.

6.5. Структура и принцип действия GCT-тиристора

Рис.15 Распределение токов в GCT при выключении