Тиристор: различия между версиями
| [непроверенная версия] | [отпатрулированная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
отмена правки 77153988 участника Андрей 172 (обс) |
Д.Ильин (обсуждение | вклад) →Двухтранзисторная модель: дополнение, уточнение, оформление |
||
Строка 72:
При прямом запирании напряжение на аноде положительно по отношению к катоду и обратно смещён только переход J2. Переходы J1 и J3 смещены в прямом направлении. Большая часть приложенного напряжения падает на переходе J2. Через переходы J1 и J3 в области, примыкающие к переходу J2, [[инжекция носителей заряда|инжектируются неосновные носители]], которые уменьшают сопротивление перехода J2, увеличивают ток через него и уменьшают падение напряжения на нём. При повышении прямого напряжения ток через тиристор сначала растёт медленно, что соответствует участку 0-1 на ВАХ. В этом режиме тиристор можно считать запертым, так как сопротивление перехода J2 всё ещё очень велико. По мере увеличения напряжения на тиристоре снижается доля напряжения, падающего на J2, и быстрее возрастают напряжения на J1 и J3, что вызывает дальнейшее увеличение тока через тиристор и усиление инжекции неосновных носителей в область J2. При некотором значении напряжения (порядка десятков или сотен вольт), называется напряжением переключения ''V<sub>BF</sub>'' (точка 1 на ВАХ), процесс приобретает лавинообразный характер, тиристор переходит в состояние с высокой проводимостью (включается), и в нём устанавливается ток, определяемый напряжением источника и сопротивлением внешней цепи.
==== Двухтранзисторная модель тиристора ====
Для объяснения характеристик прибора в режиме прямого запирания используется двухтранзисторная модель. Тиристор можно рассматривать как соединение p-n-p [[Биполярный транзистор|транзистор]]а с n-p-n транзистором, причём коллектор каждого из них соединён с базой другого, как показано на [[#Рисунок_4|рис. 4]] для триодного тиристора. Центральный p-n переход действует как коллектор [[дырка|дырок]], инжектируемых переходом J1, и [[электрон]]ов, инжектируемых переходом J3. Взаимосвязь между токами эмиттера
{{Якорь|Рисунок_4}}
[[Файл:Двухтранзисторная модель тиристора.png
Аналогичные соотношения можно получить для n-p-n транзистора при изменении направления токов на противоположное. Из [[#Рисунок_4|рис. 4]] следует, что коллекторный ток n-p-n транзистора является одновременно базовым током p-n-p транзистора. Аналогично коллекторный ток p-n-p транзистора и управляющий ток
Ток базы p-n-p транзистора равен
Ток коллектора n-p-n транзистора с коэффициентом усиления α<sub>2</sub> равен ''I<sub>C2</sub>'' = α<sub>2</sub>''I<sub>K</sub>'' + ''I<sub>Co2</sub>''.▼
▲Ток коллектора n-p-n транзистора с коэффициентом усиления
<math>I_A = \frac{ \alpha_2 I_g + I_{ Co1 }+I_{ Co2 } }{ 1 - ( \alpha_1 + \alpha_2 ) }.</math>▼
Приравняв <math>I_{B1}</math> и <math>I_{C2}</math>, получим:
:<math>(1 - \alpha_1) \cdot I_A - I_{Co1} = \alpha_2 \cdot I_K + I_{Co2}.</math>
Так как <math>I_K = I_A + I_g,</math> то:
▲:<math>I_A = \frac{ \alpha_2 I_g + I_{ Co1 }+I_{ Co2 } }{ 1 - ( \alpha_1 + \alpha_2 ) }.</math>
{{Якорь|Рисунок_5}}
[[Файл:Тиристор при прямом смещении.png|thumb|200px|Рис. 5. Энергетическая зонная диаграмма в режиме прямого смещения: состояние равновесия, режим прямого запирания и режим прямой проводимости]]
Это уравнение описывает статическую характеристику прибора в диапазоне напряжений вплоть до пробоя. После пробоя прибор работает как [[Pin-диод|p-i-n-диод]]. Отметим, что все слагаемые в числителе правой части уравнения малы, следовательно, пока член
Если полярность напряжения между анодом и катодом сменить на обратную, то переходы J1 и J3 будут смещены в обратном направлении, а J2 — в прямом. При таких условиях Ширина обеднённых слоёв и энергетические зонные диаграммы в равновесии, в режимах прямого запирания и прямой проводимости показаны на [[#Рисунок_5|рис. 5]].
Благодаря регенеративному характеру этих процессов прибор в конце концов перейдёт в открытое состояние. После включения тиристора протекающий через него ток должен быть ограничен внешним сопротивлением нагрузки, в противном случае при достаточно высоком токе тиристор выйдет из строя. Во включенном состоянии переход J2 смещён в прямом направлении ([[#Рисунок_3|рис. 5, в]]), и падение напряжения <math>V_{AK}=V_1-|V_2|+V_3</math> приблизительно равно сумме напряжения на одном прямосмещенном p-n переходе и напряжения коллектор-эмиттер насыщенного транзистора.
=== Режим прямой проводимости ===
| |||