Типы тиристоров

В настоящее время имеется довольно много различных типов тиристоров. Диодные тиристоры или динисторы имеют два внешних вывода, триодные тиристоры или тринисторы имеют три вывода. Динистор имеет постоянный порог срабатывания, порог тринистора может изменяться током управляющего электрода.

Динисторы и тринисторы могут иметь ВАХ трех типов (рис. 7.8). Непроводящие в обратном направлении тиристоры при подаче отрицательного анодного напряжения не переключаются и оказываются закрытыми (рис. 7.8,а). Проводящие в обратном направлении тиристоры также не переключаются при подаче обратного напряжения, но проводят токи сравнимые с токами в открытом состоянии в прямом направлении (рис. 7.8,б). Симметричные тиристоры – симисторы – имеют одинаковые характеристики переключения в первом и третьем квадрантах ВАХ (рис. 7.8,б).

Рис. 7.8 Примеры ВАХ тиристоров различных типов

Тиристоры изготавливаются на основе кремния. Большая ширина запрещенной зоны кремния, совершенство кристаллической структуры, большие подвижности и времена жизни носителей заряда, механическая прочность и сравнительная легкость получения рn -переходов позволили создать кремниевые тиристоры с различным сочетанием параметров: на токи от 1 мА до 10 кА и напряжения от нескольких вольт до нескольких киловольт. Скорость нарастания напряжения в них достигает I0⁹ В/с, а тока – 10⁹А/с. Время включения составляет от сотых долей до десятков микросекунд, время выключения – от единиц до сотен микросекунд.

Конструктивно различают три типа приборов: тиристоры штыревой конструкции в металлических и металлокерамических корпусах, прижимные тиристоры с отводом тепла с одной стороны приборов, таблеточные с двусторонним отводом тепла. Основными конструкциями являются штырьевая и таблеточная.

Серийно выпускают следующие основные типы тиристоров средней и большой мощностей.

Управляемые тиристоры типа Т – это наиболее распространенный тип тиристоров на токи 10…200 А и напряжения переключения до 1600 В. Сюда же относятся тиристоры типа ТД – тиристоры динамические и ТТ – тиристоры таблеточные.

Лавинные транзисторы типа ТЛ рассчитаны на токи до 250 А и напряжения лавинного пробоя до 1500 В. Для тиристоров такого типа допускается кратковременное перенапряжение в обратном направлении, когда напряжение превышает напряжение лавинного пробоя.

Высокочастотные тиристоры типа ТЧ (тиристор частотный) рассчитаны на токи 10…200 А, напряжение переключения до 1200 В, время выключения до 15 мкс. Тиристоры типов Т, ТД, Т'Т, TЛ работают на частотах до 500 Гц, а рабочая частота тиристоров ТЧ достигает 20 кГц.

В эту же группу приборов входят тиристоры типов ТИ (тиристор импульсный) и ТМ (тиристор модуляторный), которые предназначены для работы при больших импульсах токов – до 3000 А, и коротких длительностях импульсов – 1…1000 мкс. больших скоростях нарастания анодного тока – до 10⁹ А/с и малых временах включения – 0,1…0,2 мкс.

Широкое распространение в цепях переменного тока находят тиристоры с симметричными характеристиками – симисторы. Симметричные тиристоры типа ТС (тиристор симметричный) выполняют роль ключа переменного тока. Один управляющий электрод обеспечивает управление обеими ветвями ВАХ, причем токи управления для разных направлений различны. Эффективные токи тиристоров ТС достигают 150 А, напряжение переключения – 1200 В.

На рис. 7.9 приведены примеры некоторых возможных структур тиристоров и их графические обозначения.

Рис. 7.9 Примеры структур тиристоров и их графические обозначения