Структура тиристора - студопедія

Напруга включення () - це така напруга, при якому тиристор переходить у відкритий стан.
Періодичну імпульсна зворотна напруга (Uобр.max) - це напруга, при якому настає електричний пробій. Для більшості тиристорів Uвкл. = Uобр.max
Максимально допустимий прямий, середній за період струм.
Пряме падіння напруги на відкритому тиристорі (Uпр. = 0,5 ÷ 1 В)
Зворотний максимальний струм - це струм, обумовлений рухом неосновних носіїв при додатку напруги зворотної полярності.
Струм утримання - це анодний струм, при якому тиристор закривається
Час відключення - це час, протягом якого закривається тиристор.
Гранична швидкість наростання анодного струму. Якщо анодний струм буде швидко наростати, то p-n переходи будуть завантажуватися струмом нерівномірно, внаслідок чого буде відбуватися місцевий перегрів і тепловий пробій.
Гранична швидкість наростання анодного напруги. Якщо гранична швидкість наростання анодного напруги буде більше паспортної, тиристор може мимовільно відкритися від електромагнітної перешкоди.
Керуючий струм відмикання - це струм, який необхідно подати, щоб тиристор відкрився без «коліна».
Керуюча напруга відмикання - це напруга, яке необхідно подати, щоб тиристор відкрився без «коліна».

Загальною ознакою для тиристорів різних типів є нелінійна ВАХ з ділянкою негативного опору (рис.1), що забезпечує регенеративний процес в приладі при переході з його закритого у відкрите стан. Основними типами є діодні (динистор) і тріодних тиристори (тринистор), позначення яких на електричних схемах показано на рис.2 а й б відповідно.

Тиристор має А (анод), К (катод) і дві бази, до однієї з яких підключається керуючий електрод. В результаті отримуємо управління по анода або по катода. Для розуміння роботи тиристора можна скористатися 2-хтранзісторной моделлю роботи тиристора. В якій тиристор представлений як з'єднання 2-х транзисторів з різними типами провідності. Колектор кожного з цих транзисторів з'єднаний з базою іншого.

Діоди призначені для включення катод - анод, а тиристор для цього не призначений.

VT1 і VT2 знаходяться в активному режимі, тобто емітерний переходи зміщені в прямому напрямку або знаходяться у відкритому стані, колекторні - закриті.

При збільшенні Uак збільшується струм витоку замкненого колекторного переходу.

При досягненні струмового витоку деякої величини, коефіцієнт по току починає перевищувати одиницю, тобто струм витоку VT1 потрапляє в базу VT2, посилюється VT2 і потрапляє в базу VT1, тобто виникає лавиноподібний процес відмикання тиристора. Струм анода зростає.

де - статичний коефіцієнт передачі струму емітера, - зворотний струм переходу колектор-база.

Наявність керуючого електрода дозволяє ззовні подавати струм, необхідний для відкривання тиристорів.

На ВАХ тиристора можна виділити кілька областей з відповідними режимами роботи:

Режим 1 - (0-1) - режим прямого замикання - напруга на аноді позитивно щодо катода, струм незначний.

Режим 2 - (1-2) - ділянка характеристики з негативним диференціальним опором. Він починається в т.ВАХ, де. напруга в цій точці називається напругою включення. а струм через прилад - струмом включення.

Режим 3 - (2-3) - режим прямої провідності. Він починається в т.2. Напруга в цій точці називається напругою утримання. а ток-струмом утримання. Це мінімальні напруга і струм, необхідні для підтримки тиристора у відкритому стані.

Режим 4 - (0-4) - режим зворотного замикання. коли напруга анода щодо катода негативно.

Режим 5 - (4-5) - режим зворотного пробою.

Для замикання необхідно зменшити струм і напруга, поки коефіцієнт підсилення не стане менше 1.

Струм утримання - мінімальний струм анода, при якому тиристор залишається ще включеним.

При подачі на керуючий електрод тиристора деякої напруги і струму ми можемо включити його при меншій напрузі. Збільшуючи значення керуючого струму, ми можемо домогтися такого стану, коли тиристор буде відкритий керуючим імпульсом при будь-якій напрузі анод-катод (напруга і струм випрямлення).

Подаючи струм в базу, ми досягаємо струм, при якому. при меншому.

Для замикання тиристора потрібно зменшити струм до величини, яка менша струму утримання.

Розірвати ток (1)
Закоротити (2)
Поставити паралельно тиристору котушку індуктивності (3)

Закрити тиристор іншим тиристором

При включенні VS1 через навантаження протікає струм. Конденсатор заряджається в зазначеній полярності. Коли необхідно вимкнути VS1 відмикається VS2 додатковим імпульсом, і розрядний струм конденсатора, протікаючи через VS1, замикає його. Після зняття напруги, що управляє з VS2, він замикається, тому що R обраний такої величини, щоб анодний струм VS2 був набагато менше струму утримання.

За способом управління резистори бувають одноопераційних - вимикання яких здійснюється зниженням анодного струму нижче струму утримання або за рахунок включення анодного струму протилежного напрямку, і двухопераціоннимі. які включаються подачею на УЕ позитивного напруги, а вимикається подачею на цей електрод імпульсу негативної полярності. Величина керуючого струму включення не перевищує 100 мА, а для виключення замикається тиристора необхідно негативний імпульс токоуправленія, який можна порівняти за величиною з анодним струмом, що поряд зі складністю їх виготовлення, обмежила області їх застосування.

Основними параметрами тиристорів є

напруга і струм включення;

ток виключення (утримання);

максимально допустимий струм у відкритому стані;

час затримки включення і виключення;

клас по напрузі, під яким розуміється граничне експлуатаційне напруга в сотнях вольт, що не викликає самовільного включення тиристора або руйнування його структури.

2Y206A - тиристор p-n-p-n -запіраемий. при струмі

КУ108В - тиристор незапіраемий.

Для замикання незапіраемого тиристора недостатньо зменшити або інвертувати напруга на керуючому електроді. Необхідно також або знизити до нуля, або інвертувати напруга на аноді, або, по крайней мере, зменшити струм анода нижче струму утримання (до яких величин в довідниках не вказується). Тиристор, що замикається можна закрити подачею тільки на керуючий електрод замикається струму, який можна порівняти за величиною тільки з струмом анода.

Є Iауд (струм анода утримання), при якому тиристор утримується відкритим (мінімальний струм). У схемі з об'єднаними катодами можна подавати керуючий сигнал від одного пристрою управління на обидва електроди, розділені діодами. При цьому буде відкриватися тиристор, зміщений в прямому напрямку.

Фазовий управління тиристора:

Фіксується момент проходження через нуль змінного анодної напруги і через час, регульоване щодо цього моменту, на керуючий електрод подається керуючий імпульс. Змінюючи цей час, ми змінюємо середній струм через навантаження від 0 до максимуму. Оскільки тиристор або відкритий, або закритий, розсіювання потужності не відбувається і ККД прагне до 1.

Використання тиристорів на постійному струмі:

Транзистор боїться перевантажень