Тиристор – це чотирьохшаровий прилад (р-п-р-п) з трьома p-η переходами (J ,, J2, J3), Що має три висновки корпусу [17]. На рис. 2.15а представлено символьне позначення, а на рис. 2.155 представлена ​​типова структура тиристора.

Рис. 2.15. Символьне позначення (а) і структура (б) тиристора

Пряме падіння напруги

Рис. 2.16. Схема прямого включення (а), схема зворотного включення (б) і вольтамперная характеристика (в) тиристора

Коли тиристор включений в прямому напрямку (ріс.2.16д), p-η переходи Jj і J3 зміщені в прямому напрямі.

Перехід J2 зміщений у зворотному напрямку і знаходиться в закритому стані. Електричний струм від анода до катода в цьому випадку не протікає. Якщо напруга на тиристорі збільшується понад t /FB, Перехід J2 через інжекції в нього неосновних носіїв переходить в пряме зміщення. Тиристор перемикається в режим провідності. Напруга на тиристорі падає до величини порядку 1 В, а решта прикладена напруга падає на резисторі, включеному в анодний ланцюг.

Коли анод тиристора підключений до негативної клеми, а катод – до позитивної (рис. 2.16б), p-η переходи J ,, J3 зміщені у зворотному напрямку, а р-п перехід J2 зміщений у прямому напрямку. У цьому випадку струм від катода до анода не протікає. Тиристор струм не проводить. Еквівалентна схема тиристора при зворотному зміщенні може бути представлена ​​двома послідовно включеними діодами, як показано на рис. 2.17. Отже, характеристика назад усунутого тиристора схожа на характеристику назад усунутого р-п-переходу.

Рис. 2.17. Двухтранзісторного аналог тиристора

Процес переходу тиристора із закритого стану у відкрите називається включенням.

Процес переходу тиристора з відкритого стану в закрите називається вимиканням.

Коли потенціал керуючого електрода позитивний щодо катода, п-р-п транзистор включається, внаслідок чого з’являється струм в базовій області р-п-р транзистора. У свою чергу, колекторний струм р-п-р транзистора створює струм в базовій області п-р-п транзистора. Навіть якщо п-р-п і р-п-р транзистори фізично розділені, вказані вище струми все одно будуть протікати. Транзистори переходять в насичене стан, і напруга анод – катод тиристора приблизно дорівнює:

)

Якщо через керуючий електрод струм не протікає, між анодом і катодом закритого тиристора може бути докладено велике пряму напругу. У разі ж протікання струму через керуючий електрод на таку структуру достатньо подати невелика напруга для переведення її в провідний стан.

Зазвичай використовують наступні можливі способи включення тиристора в силовому пристрої:

– Збільшення прямої напруги;

– Включення по керуючому електроду;

– Включення швидкою зміною напруги анод-катод (по dV / dt) \

– Включення світлом;

– Включення теплом.

2.3.1. Діністори

Динистор – це п’ятишаровий напівпровідниковий прилад з чотирма p-η переходами. На рис. 2.18 показано символьне позначення (я), типова структура (б) динистора, його двухтірісторного аналога (в), а також вид вольт-амперної характеристики приладу (г).

Рис. 2.18. Символьне позначення (я), структура (б) двухтірісторний аналог (в) і вольт-амперна характеристика (г) динистора

Недолік тиристора – це те, що він проводить струм тільки в одному напрямку.

Динистор є пристроєм, здатним проводити струм в двох напрямках. Еквівалентна схема динистора може бути представлена ​​у вигляді двох р-пр-η приладів (тиристорів), з’єднаних назустріч один одному (Рис. 2.18я). Коли потенціал позитивний щодо електрода МТ1, тиристор 1 зміщений у прямому напрямку, p-η переходи J2 і J4 зміщені в прямому напрямі, a J3 – Зміщений у зворотному напрямку. Коли величина прикладеної напруги збільшується, p-η перехід J3 пробивається, і тиристор 1 переходить зі стану високого імпедансу в стан низького імпедансу. Характеристика цього приладу подібна характеристиці тірістрора без керуючого електрода, зміщеного в прямому напрямку.

Коли потенціал електрода МТ1 позитивний щодо електрода МТ2, тиристор 2 зміщений у прямому напрямку, p-η переходи J, і J3 зміщені в прямому напрямі a J2 – У зворотному. Коли величина прикладеної напруги збільшується, p-η перехід J2 пробивається, і тиристор 2 переходить зі стану високого імпедансу в стан низького імпедансу (рис. 2.18г).

Джерело: Білоус О.І., Єфименко С.А., Турцевич А.С., Напівпровідникова силова електроніка, Москва: Техносфера, 2013. – 216 с. + 12 с. кол. вкл.