T i r i s t o r y
МАРИ ДЪРЖАВЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛТЕТ ПО ИНФОРМАТИЧНИ НАУКИ И КОМПЮТЪРНА ТЕХНИКА
КАТЕДРА ИНФОРМАЦИОННИ И КОМПЮТЪРНИ СИСТЕМИ
T i r i s t o r y
Указания за изпълнение на лабораторните упражнения по дисциплината "Електротехника, електроника и схемотехника"
по направление подготовка 230100
"Компютърни науки и компютърно инженерство"
Тиристори: Ръководство за лабораторна работа по дисциплината "Електротехника, електроника и схемотехника" (модул "Електроника") за студенти от направление на подготовка 230100 "Информатика и компютърна техника" / Comp. С. В. Старигин. - Йошкар-Ола: MarGTU, 2011.
Определени са целите и задачите на изследването на тиристорите, дадена е кратка теоретична информация, необходима за разбиране на принципа на работа на тиристорите, методологията за провеждане на експерименти за изследване на характеристиките и определяне на параметрите на тиристорите.
Цел на работата:изследване на структурата и принципа на работа на тиристора, определяне и анализ на неговите ток-напреженови характеристики, определяне на параметрите на тиристора според ток-напреженовата характеристика.
1. Тиристори
Тиристорът е полупроводниково електрически преобразувано устройство, което включва три или повече p-n прехода, което има две работни състояния - отворено и затворено. Всички тиристори имат два работни изхода, които по аналогия с диодите се наричат анод и катод. Управляваните тиристори имат управляващ електрод.
1.1. Класификация на тиристорите
В зависимост от броя на p-n преходите и изводите тиристорите се разделят на диодни тиристори -динистори(фиг. 1, а), триодни тиристори -тринистори(фиг. 1, б), симетрични тиристори -триаци(фиг. 1, в). SCR се разделят според метода на свързване на управляващия електрод:с анодно управление и с катодно управление.
с управление с управление
чрез анод чрез катод
1.2. Устройството и принципът на работа на динистора
Структурата на динистора се състои от четири полупроводникови области с различен тип електропроводимост (фиг. 2).
Крайнатаn-областсе нарича катод, крайнатаp-областast се нарича анод. Подобно на диодите, директно или обратно напрежение може да се приложи към динистор. Когато динисторът е свързан директно, положителният извод е свързан към анода, а отрицателният извод на външния източник на захранване е свързан към катода.
В този случай крайните p-n преходи P1 и P3 са предубедени - те се наричат емитер. Средният p-n-преход P2 е предубеден в обратна посока - нарича се колектор. Между емитерните и колекторните преходи има p- и n-тип базови области.
При ниски отклонения напред емитерните преходи са отворени, докато колекторният преход е затворен. Чрез P1 прехода електроните се инжектират в p-базата, която след това дифундира ppph към P2 колекторния преход. Чрез полето на обратния колекторен преход P2, електроните се улавят и прехвърлят към n-базата. По-нататъшното движение на електрони се предотвратява от потенциалната бариера на емитерния преход P3. Следователно електроните се натрупват в n-базовата област. Подобни процеси се случват с дупки, инжектирани през P3 съединението в n-базата.
Противоположните по знак заряди, натрупващи се в p- и n-бази, са в състояние на динамично равновесие - броят на входящите заряди е равен на броя на рекомбинираните заряди.
С нарастването на отклонението напред, динамичното равновесие се измества в посока на увеличаване на зарядите. Натрупаните в базите заряди създават електрическо поле, насочено противоположно на контактното полезатворен колектор преход P2. Следователно, при някакво отклонение UAK напред, преходът P2 ще се отвори. Това напрежение се нарича напрежение на включване на динистора UON.
В този случай и трите прехода на динистора се оказват отворени, анодният ток на динистора IA се увеличава рязко и напрежението UAK на динистора пада - динисторът се отваря.
В отворено състояние токът през динистора е ограничен само от малки омични съпротивления на областите p-n-p-n.
При обратни отклонения на динистора емитерните преходи са затворени, а колекторният преход е отворен. Няма инжектиране на носител. През динистора не тече ток - динисторът е затворен.
По този начин, с увеличаване на пристрастието напред над определено напрежение Uon. dinistor преминава от затворен в отворен.