Включение тиристора путем быстрого увеличения напряжения между основными электродами.

При быстром нарастании основного напряжения на тиристоре через него будет проходить емкостный ток, обусловленный наличием барьерных емкостей коллекторного и эмиттерных переходов.

Рассмотрим сначала влияние барьерной емкости коллекторного перехода. Емкостный ток через коллекторный переход ic=Cк(du/dt). Чем больше скорость изменения основного напряжения на тиристоре, тем больше значение емкостного тока через коллекторный переход. Этот ток, проходя через эмиттерные переходы, вызывает увеличение коэффициентов передачи токов эмиттера транзисторных структур, что приводит к включению тиристора при основном напряжении, меньшем напряжения включения на постоянном токе Uвкл0 (рис. 4).

Барьерные емкости эмиттерных переходов являются причиной появления емкостных токов через эти переходы при быстром изменении основного напряжения на тиристоре. Емкостные токи не связаны с инжекцией носителей заряда, поэтому с увеличением скорости изменения основного напряжения включение тиристора должно происходить при напряжениях, больших Uвкл0 (рис. 4), если учитывать только барьерные емкости эмиттерных переходов.

Практически барьерная емкость коллекторного перехода сказывается сильнее, так как она шунтирует большое активное сопротивление коллекторного перехода, смещенного в обратном направлении при закрытом состоянии тиристора. Барьерные емкости эмиттерных переходов сами оказываются зашунтированными малыми активными сопротивлениями эмиттерных переходов, смещенных при закрытом состоянии тиристора в прямом направлении. Поэтому напряжение включения тиристора с увеличением скорости нарастания основного напряжения уменьшается. Однако эффект включения тиристоров при большой скорости нарастания основного напряжения часто оказывается не положительным, а отрицательным свойством, так как может приводить к самопроизвольному включению тиристора, например при подключении источника питания. Эффективным способом ослабления этого эффекта является шунтирование эмиттерного перехода.

Рис. 4. Зависимость напряжения включения тиристора от скорости увеличения подаваемого на него напряжения

Кроме рассмотренных трех основных способов включения тиристоров можно еще отметить возможность включения тиристора путем освещения кристалла с тиристорной структурой.

Выключение тиристоров

Выключение тиристора путем уменьшения тока в цепи основных электродов до значения, меньшего удерживающего тока, или путем разрыва цепи основных электродов.

Тиристор будет выключен, т. е. переведен из открытого состояния в закрытое, только после рассасывания неравновесных носителей заряда в базовых областях. Если до окончания процесса выключения вновь подать напряжение между основными электродами тиристора, то он окажется во включенном состоянии. Таким образом, для выключения тиристора необходимо некоторое время.

При выключении тиристора путем разрыва цепи основных электродов рассасывание неравновесных носителей заряда происходит только в результате рекомбинации. Такой способ выключения применяется, когда время выключения тиристора не влияет на работу той или иной схемы.

Описание лабораторной установки

Лабораторная работа выполняется на ЭВМ с установленным программным продуктом схемотехнического моделирования Electronics Workbench Multisim версии 10.1 или выше. Модель лабораторного стенда для исследования полупроводникового тиристора представлена в виде схемы замещения.

Лабораторная установка состоит из источника питания, потенциометров R1 и R2, ключа K, сопротивления нагрузки Rн, тиристора VT, вольтметра и амперметров.

Рис. 5. Схема стенда для снятия ВАХ тиристора

План выполнения РАБОТЫ

1. Ознакомиться с теоретическим сведениями.

2. Собрать схему (рис. 5).

3. Снять и построить вольт-амперную характеристику тиристора при различных .

Таблица 1

Опытные данные ВАХ диода

	Положение потенциометра R1, %

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Название работы и ее цель.

2. Схема стенда.

3. Таблица опытных данных и график вольт-амперной характеристики полупроводникового тиристора.

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

1. Что такое тиристор?

2. Почему коллекторный переход тиристора оказывается смещенным в прямом направлении при переключении тиристора из закрытого состояния в открытое?

3. Какие физические явления вызывают увеличение коэффициентов передачи тока эмиттера транзисторных структур, составляющих тиристор?

4. С какой целью в структуре тиристора осуществляют шунтирование одного из эмиттерных переходов, а одну из базовых областей делают толстой по сравнению с диффузионной длиной неосновных носителей заряда?

5. Почему для изготовления тиристора целесообразно использовать полупроводниковый материал с большой шириной запрещенной зоны?

6. В чем преимущества триодного тиристора перед диодным?

7. Какими способами можно перевести тиристор из закрытого состояния в открытое?

8. Какими способами можно перевести тиристор из открытого состояния в закрытое?

9. Почему не всегда и не все триодные тиристоры можно перевести из открытого состояния в закрытое с помощью тока управления?

10. Какова структура и принцип действия симметричных тиристоров?

Библиографический список

1. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы: Учебное пособие. 8-е изд. – СПб.: Лань, 2006 – 480 с.

Исследование триодного тиристора. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине “Силовая преобразовательная техника и элементы автоматики” для студентов специальности 150402

Составители: Андрей Александрович Шебаршов

Владимир Ильич Савельев

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: