Структура тиристора

Тиристор имеет А(анод), К(катод) и две базы, к одной из которых подключается управляющий электрод. В результате получаем управление по аноду или по катоду. Для понимания работы тиристора можно воспользоваться 2-хтранзисторной моделью работы тиристора. В которой тиристор представлен как соединение 2-х транзисторов с разными типами проводимостей. Коллектор каждого из этих транзисторов соединен с базой другого.

Диоды предназначены для включения катод – анод, а тиристор для этого не предназначен.

VT1 и VT2 находятся в активном режиме, т.е. эмиттерные переходы смещены в прямом направлении или находятся в приоткрытом состоянии, коллекторные – закрыты.

При увеличении U_ак увеличивается ток утечки запертого коллекторного перехода.

При достижении токовой утечки некоторой величины, коэффициент по току начинает превышать единицу, т.е. ток утечки VT1 попадает в базу VT2, усиливается VT2 и попадает в базу VT1, т.е. возникает лавинообразный процесс отпирания тиристора. Ток анода возрастает.

, где - статический коэффициент передачи тока эмиттера, - обратный ток перехода коллектор-база.

. Так как , где .

Наличие управляющего электрода позволяет извне подавать ток, необходимый для открывания тиристоров.

На ВАХ тиристора можно выделить несколько областей с соответствующими режимами работы:

Режим 1 – (0-1) - режим прямого запирания - напряжение на аноде положительно относительно катода, ток незначителен.

Режим 2 – (1-2) - участок характеристики с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Он начинается в т.ВАХ, где , напряжение в этой точке называется напряжением включения , а ток через прибор – током включения .

Режим 3 – (2-3) – режим прямой проводимости. Он начинается в т.2. Напряжение в этой точке называется напряжением удержания , а ток-током удержания . Это минимальные напряжение и ток, необходимые для поддержания тиристора в открытом состоянии.

Режим 4 – (0-4) – режим обратного запирания, когда напряжение анода относительно катода отрицательно.

Режим 5 – (4-5) – режим обратного пробоя.

По способу управления резисторы бывают однооперационными – выключение которых осуществляется снижением анодного тока ниже тока удержания или за счет включения анодного тока противоположного направления, и двухоперационными, которые включаются подачей на УЭ положительного напряжения, а выключается подачей на этот электрод импульса отрицательной полярности. Величина управляющего тока включения не превышает 100 мА, а для выключения запираемого тиристора необходимо отрицательный импульс токоуправления, сравнимого по величине с анодным током, что наряду со сложностью их изготовления, ограничила области их применения.

Ток удержания – минимальный ток анода, при котором тиристор остается еще включенным.

Способы закрытия:

1. уменьшить ток

2. разрыв анодного тока

3. разрыв цепи

Основными параметрами тиристоров являются:

напряжение и ток включения;

ток выключения (удержания);

максимально допустимый ток в открытом состоянии;

время задержки включения и выключения;

класс по напряжению, под которым понимается предельное эксплуатационное напряжение в сотнях вольт, не вызывающее самопроизвольного включения тиристора или разрушения его структуры.