Тиристори дозволяють управляти потужністю в навантаженні шляхом переривання струму, що протікає через неї, так що в багатьох відносинах вони подібні найпростішого перемикачу (рис.11-1). У ПІП найчастіше використовують тиристори й сімістори, хоча для перемикання і синхронізації важливі й інші рпрп-пристрої. Транзистор працює як керований комутатор, його провідність завжди залежить від сигналу, що надходить від драйвера. Тиристор же працює як регенеративний комутатор, перемикається з вимкненого стану у включене коротким імпульсом. Після того, як тиристор відкрився, він сам впливає на свій керуючий електрод і дуже швидко переходить в стан насичення, в результаті чого керуючий електрод стає некерованим. Тепер не має значення, подається послідовність імпульсів, що запускають на керуючий електрод або він відключений від схеми. Як тільки тиристор потрапляє в стан «включено», він замикається як замкнутий вимикач.

Тиристор залишається включеним до тих пір, поки струм, що протікає через нього, або буде перерваний, або опуститься нижче відносно невеликий величини, званої струмом утримання. Тоді тиристор повертається в непроводящее або вимкнений стан. Таким чином, будучи повернуто в початковий стан, тиристор знову стає сприйнятливий до запускаючій імпульсу. Оскільки проста тиристорна схема харчується від джерела змінного струму, струм навантаження визначається часом появи запускають сигналів. Таким чином, протягом більшої або меншої частини кожного напівперіоду струм може протікати в навантаження. Цей метод відомий як фазове управління, але результат той же, що і при управлінні робочим циклом або при широтно-імпульсної модуляції.

На рис. 13.9 показані фізична і схемна моделі тиристора. Дво-транзисторна конфігурація точно відображає реальну роботу тиристора. По суті, це двійкова засувка або тригер, в якому одна зміна стану (від вимкненого до включеному) викликається запускає імпульсом, а зворотне зміна (від включеного до вимкненого) здійснюється черговим проходженням через нуль вхідної напруги змінного струму (є й інші режими роботи тиристора, але типовою є описана послідовність подій).

Рис. 13.9. Модель і еквівалентна схема тиристора. (А) Фізична модель, складена з двох транзисторів-подібних напівпровідникових приладів. (В) Об’єднання двох структур, зображених на рис. А, дає аналог реального тиристора. (С) Схема регенеративного ключа, який функціонує як тиристор. (D) Коефіцієнт передачі струму альфа в області малих струмів сильно залежить від струму емітера.

Корисні властивості тиристора безпосередньо випливають із того факту, що альфа (а) – коефіцієнт передачі струму в транзисторах – є функцією струму емітера. Альфа є відношенням вихідного (колекторного) струму до вхідного (емітерний) току транзистора в схемі із загальною базою. Коефіцієнт альфа можна використовувати в співвідношеннях, що описують залежності в транзисторних схемах, що відрізняються від схеми із загальною базою, таких як двох транзисторна схема на рис. 13.9. Оскільки жоден з транзисторів не має прямого зміщення бази, каскад знаходиться в непроводящая стані. Хоча струм витоку (/з) Обумовлює наявність деякого прямого струму емітерного переходу / i / w-транзистора, але коефіцієнт а у цього транзистора при таких малих струмах занадто низький, щоб запустити яку-небудь ланцюг подій під всій схемі. Таким чином, цей транзистор, а також РПР-транзистор, залишаються «мертвими».

Короткочасний позитивний імпульс, поданий на керуючий електрод, викликає істотну зміну в схемі. Коефіцієнт а прп-транзистора миттєво збільшується, приводячи до зростання його колекторного струму. Це в свою чергу збільшує прямий струм рпртранзістора, роблячи його активним. З’являється колекторний струм рпртранзістора збільшує напругу прямого зсуву емітерного переходу л /> л-транзистора незалежно від того, існує чи ні запускає імпульс. Будучи активізовані, обидва транзистора швидко переходять в провідний стан. Оскільки один транзистор підтримує включений стан іншого, схема в цілому замикається в стані «включено», дозволяючи повному струму протікати через навантаження. У цьому стані запускають імпульси не надають подальшого впливу і навіть негативний імпульс, поданий на керуючий вхід, зазвичай не змінює стану схеми. Щоб повернути схему в стан «вимкнено», треба на мить перервати струм катода або анода.

Існують модифікації тиристорів (наприклад, сімістори) з можливістю виключення сигналом, що надходять на керуючий електрод, проте в якості фазоуправляемих комутаторів в джерелах живлення, стабілізаторах, регуляторах двигунів і в інших додатках, де величина потужності перевищує кілька ват, найбільш часто використовуються звичайні тиристори. Навіть при значно менших рівнях потужності зазвичай використовується простий тиристор.

Вираз, що визначає струм, що протікає через транзистори, має вигляд:

де:

/-Ток, поточний через навантаження,

/з – Струм витоку в схемі, коли транзистори знаходяться у вимкненому стані,

а1 – Коефіцієнт альфа /> л / ьтранзістора,

а2 – Коефіцієнт альфа ярл-транзистора.

Цей вислів говорить про те, що струм навантаження збільшується в міру того, як сума ах і а2 наближається до одиниці, і в той момент,

коли ця сума стає рівною одиниці струм навантаження повністю визначається власним опором ланцюга. У цій ситуації транзисторна схема веде себе як замкнутий вимикач. Звичайно, ні ця ланцюг, ні імітована тиристорна структура в стані «включено» не мають нульового опору або нульового падіння напруги, але так як обидва транзистора знаходяться в глибокому насиченні, падіння напруги між анодом і катодом відносно низьке. Добрими вважаються ті транзистори, у яких коефіцієнт а близький до одиниці. Але використовується вираз показує, що тут можуть використовуватися навіть щодо погані транзистори, які мають коефіцієнт а значно менше одиниці, оскільки достатньо лише, щоб сума коефіцієнтів передачі струму досягала одиниці.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.