Принцип действия тиристоров, диодов и область их применения
Тиристор — полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или более p-n переходов, который может переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот. В зависимости от количества электродов и формы ВАХ тиристоры называются: динисторы; тринисторы; симмисторы. Рис. 1. Схематическое обозначение тиристоров: а — динистор; б — динистор, изображенный в виде сочетания 2-х транзисторов; в — тринистор. Крайние p-n переходы j1 и j3 называют эмиттерными, а средний j2 — коллекторным (соответственно области р1 и n2 называют эмиттерными, а области n1 и р2 — базами). Выводы от крайних областей называют эмиттерными, а от одной из средних базовым или управляющим. Вывод, от которого прямой ток течет во внешнюю цепь, называют катодным, а к которому ток течет из цепи — анодным. Анализ процессов, происходящих в тиристоре, упрощается, если представить его в виде сочетания двух транзисторов типа p-n-р и n-p-n (рис. 1, б). Существует несколько вариантов объяснения работы тиристоров. Рассмотрим один из них. Если к тиристору приложить напряжение, как показано на рисунке, то переход j1 и j3 окажутся смещенными в прямом направлении, а переход j2 — в обратном. Следовательно, эмиттеры обоих транзисторов будут инжектировать неосновные носители в области базы. В результате диффузии (дрейфа) неосновные носители достигают коллекторного перехода и полем перехода затягиваются в область коллектора. Некоторая часть носителей инжектированных эмиттерами рекомбинирует в базовых областях с основными носителями заряда. Обычно в транзисторах рекомбинационный ток основных носителей поступает от внешнего источника через базовый электрод. В рассматриваемом приборе базовый электрод отсутствует. В этом случае рекомбинационный ток каждой из баз образуется из обратного тока коллекторного перехода и тока противоположного эмиттера. Тогда ток коллекторного перехода
В Тиристоры изготавливаются только из кремния, т.к. при этом обеспечиваются меньший ток утечки Iкбо в запертом состоянии, большее напряжение и большая зависимость суммарного коэффициента передачи тока от тока и напряжения.
Для уменьшения начальных величин коэффициента передачи тока, и, следовательно, увеличения напряжения переключения, одну из баз тиристора делают довольно толстой по сравнению с диффузионной длиной соответствующих носителей. Если к p-n-p-n структуре приложить обратное напряжение, т.е. минус на р1 и плюс на n2 (рис. 1), то центральный переход j2 будет смещен в прямом направлении, а крайние переходы j1 и j3 — в обратном направлении. ВАХ тиристора при обратном напряжении аналогична обратной характеристике полупроводникового диода. Ввиду того, что напряжения пробоя переходов j1 и j3 различны, обратная ветвь характеристики будет определятся обратной характеристикой одного из переходов j1 и j3 (более высоковольтного).
При подаче на управляющий электрод напряжения такой полярности, чтобы прилегающий к этой базе эмиттерный переход был включен в прямом направлении, через него потечет ток управления IУ. При этом увеличится инжекция из n-эмиттера, что приведет к накоплению избыточных зарядов в базовых областях тиристора и к переключению его в открытое состояние при общем напряжении на тиристоре менее напряжения переключения. Следовательно, с помощью тока управления можно изменить напряжение переключения тиристора (рис. 3). Применение тиристоров: Тиристоры широко применяются в устройствах автоматики и электроники в качестве мощных электронных ключей. Они могут выполнять функции: высоковольтных электронных ключей; управляемых выпрямителей; усилителей импульсов; регуляторов мощности в цепях переменного тока; регуляторов скорости вращения электродвигателей; инверторов (преобразователей постоянного тока в переменный) и др. Важным достоинством тиристорных устройств является очень высокий КПД (более 90%), т.к. тиристор обладает малыми потерями. Падение напряжения на нем не превышает 1,5 В при любом прямом токе. Мощные силовые тиристоры выпускаются на токи до 2000 А и напряжение до 3000 В. Диод — двухэлектродный электронный прибор, обладает различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока. Электрод диода, подключённый к положительному полюсу источника тока, когда диод открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют анодом, подключённый к отрицательному полюсу — катодом.
Д Полупроводниковый диод, двухэлектродный электронный прибор на основе полупроводникового (ПП) кристалла. Понятие "П. д." объединяет различные приборы с разными принципами действия, имеющие разнообразное назначение. Система классификации П. д. соответствует общей системе классификации полупроводниковых приборов. В наиболее распространённом классе электропреобразовательных П. д. различают: выпрямительные диоды, импульсные диоды, стабилитроны, диоды СВЧ (в т. ч. видеодетекторы, смесительные, параметрические, усилительные и генераторные, умножительные, переключательные). Среди оптоэлектронных П. д. выделяют фотодиоды, светоизлучающие диоды и ПП квантовые генераторы. Н Применение диодов: 1) Диодные выпрямители: 2) Диодные детекторы: Диоды в сочетании с конденсаторами применяются для выделения низкочастотной модуляции из амплитудно-модулированного радиосигнала или других модулированных сигналов. Диодные детекторы применяются почти во всех[источник не указан 20 дней] радиоприёмных устройствах: радиоприёмниках, телевизорах и т. п.. Используется квадратичный участок вольт-амперной характеристики диода.
3) Диодная защита Диоды применяются также для защиты разных устройств от неправильной полярности включения и т. п. Известна схема диодной защиты схем постоянного тока с индуктивностями от скачков при выключении питания. Диод включается параллельно катушке так, что в «рабочем» состоянии диод закрыт. В таком случае, если резко выключить сборку, возникнет ток через диод и сила тока будет уменьшаться медленно (ЭДС индукции будет равна падению напряжения на диоде), и не возникнет мощного скачка напряжения, приводящего к искрящим контактам и выгорающим полупроводникам. 4) Диодные переключатели: Применяются для коммутации высокочастотных сигналов. Управление осуществляется постоянным током, разделение ВЧ и управляющего сигнала с помощью конденсаторов и индуктивностей. 5) Диодная искрозащита транзи́стор - полупроводнико́вый трио́д — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами[1], способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет его использовать для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов. В настоящее время транзистор является основой схемотехники подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем. Транзисторами также называются дискретные электронные приборы, которые, выполняя функцию одиночного транзистора, имеют в своем составе много элементов, конструктивно являясь интегральной схемой, например составной транзистор или многие транзисторы большой мощности[2].
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|