ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Режимы работы тиристора1. Отрицательное запирание В режиме отрицательного запирания катод тиристора соединяют с положительным, а анод (через нагрузку) – с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения. В исследуемом режиме эмиттерные переходы П1 и П3 имеют обратное смещение, в результате чего через тиристор протекает обратный ток I нас р - п переходов П1 и П3. Участок вольт-амперной характеристики тиристора в этом режиме практически совпадает с характеристикой выпрямительного диода с широким p - n переходом при обратном смещении (рис. 4.6, кривая 1). Рис. 4.3. Включение тиристора в режиме отрицательного запирания 2. Положительное запирание (динисторное включение) При прямом включении катод тиристора соединяют с отрицательным, а анод (через нагрузку) – с положительным полюсом источника постоянного напряжения. Рис. 4.4. Прямое динисторное включение тиристора В режиме положительного запирания коллекторный переход П2 находится при обратном смещении, в результате чего через тиристор протекает малый обратный ток I нас p - n перехода П2 (рис. 4.6, кривая 2). Практически все напряжение источника падает на коллекторном переходе, и прямые смещения на эмиттерных переходах П1 и П3 близки к нулю. 3. Переход к открытому режиму при динисторном включении При достаточно высоком напряжении на коллекторном переходе П2 начинают развиваться лавинные процессы, в результате чего увеличивается ток тиристора и возрастают прямые смещения на эмиттерных переходах. Из эмиттеров увеличивается инжекция электронов и дырок, которые через базовые слои диффундируют в область коллекторного перехода, а затем контактным полем перебрасываются через него в базовые слои, создавая в базовых слоях объемные отрицательные и положительные заряды. Увеличение концентрации носителей в области коллекторного перехода уменьшает сопротивление коллекторного перехода, в результате чего напряжение на тиристоре уменьшается, а на нагрузке увеличивается. Объемные (дырочные) заряды в базовом слое р 2 создают положительный потенциал. Объемные (электронные) заряды в базовом слое n 1 создают отрицательный потенциал. Разность потенциалов, созданная объемными зарядами в базовых областях, приводит к прямому смещению коллекторного перехода, и тиристор за короткий отрезок времени (скачком) переходит в открытый режим работы. Участок вольт-амперной характеристики тиристора в открытом режиме (рис. 4.6, кривая 5) практически совпадает с характеристикой выпрямительного диода с широким p - n переходом при прямом смещении. 4. Работа тиристора при управляемом включении При управляемом включении между катодом и управляющим электродом включается источник постоянного напряжения U 2, который создает прямое смещение эмиттерного перехода П3. Через переход П3 из эмиттерного слоя п 2 в базовый слой р 2 происходит инжекция электронов. Часть электронов рекомбинирует в базовом слое, создавая ток I У в управляющем электроде. Остальные электроны диффузно достигают области коллекторного перехода П2, откуда они, как неосновные носители, перебрасываются в базовый слой n 1, создавая в нем объемный отрицательный заряд. Отрицательный заряд в базовом слое n 1 увеличивает прямое смещение эмиттерного перехода П1, что приводит к увеличению эмиссии дырок через переход П1, которые затем диффузно попадают в область перехода П2, откуда перебрасываются контактным полем в базовый слой р 2, создавая в нем объемный положительный заряд. Рис. 4.5. Включение тиристора в управляемом режиме Описанные процессы приводят к некоторому увеличению тока тиристора (рис. 4.6, кривые 3, 4), но режим положительного запирания сохраняется до тех пор, пока сила управляющего тока не превысит определенного критического значения I У кр (величина I У кр уменьшается с ростом анодного напряжения). При увеличении управляющего тока увеличиваются прямые смещения переходов П1 и П3 и уменьшается обратное смещение коллекторного перехода, что приводит при 1 У ≥ 1 У кр к переходу тиристора к открытому режиму (рис. 4.6, кривая 5). В открытом режиме работы все р-п переходы тиристора имеют прямое смещение. Ток управляющего электрода не влияет на работу тиристора в открытом режиме, если анодный ток I A превышает ток удержания I удерж (I удерж – наименьшее значение анодного тока, при котором объемные заряды в базовых областях достаточны для поддержания перехода П2 в открытом состоянии). При I A ≥ 1 удерж открытый режим работы тиристора будет сохраняться и при отключении цепи управления. Это свойство используется для управления работой тиристора с помощью коротких импульсов управляющего тока, приводящих к открытию тиристора. Для закрытия тиристора необходимо на короткое время отключить прямое смещение*. Вольт-амперная характеристика тиристора Рис. 4.6. График зависимости тока тиристора от напряжения: 1 – отрицательное запирание; 2 – положительное запирание при динисторном включении; 3, 4 –положительное запирание при управляемом включении; 5 – открытый режим Эквивалентная схема тиристора Аналитический расчет токов тиристора в режиме прямого запирания и перехода тиристора к открытому режиму работы удобно проводить при помощи эквивалентной схемы, согласно которой тиристор представляют составленным из связанных р-п-р и п - р - п транзисторов. Коллекторные токи транзисторов определяются соотношениями** I к 1 = a 1 I э 1 + I ко 1; I к 2 = a 2 I э 2 + I ко 2. (4.1) где a 1, a 2 – коэффициенты передачи тока эмиттеров; I ко 1, I ко 2 – обратные токи коллекторов. В качестве примера рассчитаем ток тиристора при динисторном включении (I У = 0, I A = I э 1 = I э 2 = I к 1 + I к 2). После подстановки в (4.1) получим I А = I А (a 1 + a 2) I ко 1 + I ко 2. (4.2) а б Рис. 4.7. а – представление тиристора в виде связанных транзисторов; б – эквивалентная схема тиристора Обратный ток коллекторного перехода равен сумме эквивалентных коллекторных токов: I ко = I ко 1 + I ко 2. После подстановки I ко и алгебраических преобразований найдем ток анода (4.3) При малых анодных напряжениях (a 1 + a 2) 1; через резистор протекает ток I А ≈ I ко, что соответствует режиму положительного запирания. При достаточно высоких анодных напряжениях обратные токи коллекторных переходов возрастают, что вызывает увеличение коэффициентов передачи эмиттерных токов a 1, a 2 и рост анодного тока. При (a 1 + a 2) ® 1 ток анода резко, скачкообразно возрастает, и тиристор переходит в открытый режим работы. Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|