Тиристор. Принцип действия. Вольтамперная характеристика. Условия включения и выключения. Симистор. Условные обозначения тиристоров.

Это п/п прибор имеет 3 и более электрических перехода обладает двумя устойчивыми состояниями состояние низкой проводимости и высокой.

А-анод и К-катод внешние выводы

Рассмотрим классификацию

1 Поколичеству выводов

Диодный(динистор)

Триодный тиристор (собственный теристор)

Одна из баз имеет вывод называется управл. Электроном

Титроидный терристор,обе базы снабжены управл. элктроном.

2 По виду ВАХ

· Терристор не проводящего направления

· Проводящий в оба направления

· Симметричный терристор(симистор)который можетлючаться в открытое состояние в 2 направления

3 По способу выключения

1)незапираемый вых. Которые обеспечиваются по выходной цепи

2)запираемые выкл. по цепи направления

4 По способу управления

1)Терристор(управляется электрическим сигналом)

2)Фото-теристоры (управляется внешним оптическим сигналом)

3)Оптотерристор

Триодные тиристоры.

Они отличаются тем , что полупроводниковая структура имеет дополнительный электрод.

Поспособу выключения терристоры делятся но незапираемые(выключенные по выходной цепи),запираемые(выключенные по входной цепи)

Не запираемые террисоры с неполным управлением

I_a=I_обр+α₂I_у/1-(α₁+α₂)

В открытом состоянии терристор будет находится до тех пор пока его ток не уменьшится до тока удержания.

Для того что бы выключить тенистор нужно уменьшить рабочий ток.

При подаче управляющие напряжение ВАХ будет :

Класс тиристоров, которые выключаются по управляющему электроду называются запираемыми.

К=Ia/Iy.обр примерно = от 4 до 7

Симисторы (симметричные тиристоры)

ВАХ

Представляют собой пятислойную структуру, управля емую одним с управляющий электродом.

Сравнение с транзистором

Рабочие токи и напряжения в теристорах существенно больше ,чем в транзисторах и могут достигать ток одного кило ампера , а напряжение киловатты и рабочая частота до кило герцц.

По сравнению с транзисторами имеют меньшее напряжение управления.

Недостатки : меньшая рабочая частота, сложность управления , рабочий ток необходимо ограничить внешней схемой.

Обозначение:

Пример КУ201 А –для малой и средней мощности,

К- кремний , У- управляемый (Н- неуправляемый)

2-разновидность

2.Функциональная полупроводниковая электроника. Приборы с зарядовой связью. Принцип действия: запись, хранение и перенос информации.

ПЗС- это приборы ФППЭ, имеющий большое количество близкорасположенных и изолированных друг от друга и от подложки затворов (МДП структура) под которыми происходит перенос информации к стоку в виде зарядовых пакетов, которые либо инжектируются из истока, либо возникают в подложке при поглощении оптического излучения.

Рассмотрим структуру ПЗС.

Подадим на один из затворов «+» напряжение, образуется слой n-типа, который будет отделен от подложки n-p переходом. Соответственно величина этого слоя тем выше, чем выше др. слой. Под затвором образуется потенциальная яма в которой могут находиться электроны. Если затворы находятся близко друг от друга, оказывают взаимное влияние. И если под одним потенциальная яма глубже чем под другим, то происходит переход электронов из одной ямы в другую. Таким образом можно осуществить перенос пакета зарядов находящихся в одной из потенциальных ям.

Каждый из затворов является МДП конденсатором. Можно рассмотреть как изменение заряда конденсатора, оно характеризует соответствующее изменение информации. Основные режимы работы ПЗС – хранение информации в виде пакета зарядов в одном из конденсаторов и перенос информации путем переноса заряда вдоль цепочки.

Наличие разряда – «1», отсутствие «0» - в цифровой электронике.

В аналоговой электронике величина заряда характеризует какую-либо аналоговую величину.

ВЫВОД: В ПЗС сигнал представлен не током или напряжением, как в обычных ИС, а пакетом зарядов. Для перемещения зарядного пакета создаются специальные системы шин (фаз). С помощью которых осуществляется перенос.

На рисунке трехфазная ПЗС.

T_хр - время хранения.

Предположим что существует зарядовый пакет (электронов). При подаче на первый затвор U⁽³⁾ образуется глубокая потенциальная яма. И зарядовый пакет переносится под первый затвор, где находится потенциальная яма – режим записи (время τ1).

Во время τ2 напряжение на первом затворе уменьшается до U⁽²⁾ – зарядный пакет никуда не может перейти это режим хранения.

В τ3 на второй затвор U⁽³⁾ – зарядный пакет переходит в более глубокую потенциальную яму – режим записи для второго затвора

В τ4 U⁽²⁾ – режим хранения.

В τ5 U⁽³⁾ на 3 затворе – зарядный пакет переходит под 3 затвор.

Таким образом перенос зарядного пакета (перенос информации) в следующий такт. Пакет переходит под четвертый затвор.

Режим устройства ввода вывода зарядного пакета.

Для это на U_сток подаем «-» сигнал. Если на «какую-то хуйню» подаем «-» заряд, то переход открыт, он смещается в прямом направлении происходит инжекция электронов. Если в это время включить входной затвор, то этот пакет перемещается под входной затвор.

В зависимости от продолжительности включения и амплитуды сигнала. Можно варьировать величину зарядного пакета. Аналогична работает система вывода сигнала. Заряд выводится в сток, к которому подключен чувствительный усилитель.

На ПЗС может иметься до 10000 затворов. Но мы можем обработать пакет зарядов путем освещения поверхности ПЗС. В зависимости от степени освещенности меняется величина зарядного пакета, так как в общем случае освещенность на различных участках различна, то получаем изображение, которое затем преобразуется в электрический сигнал. Далее с помощью многотактной системы управления этот сигнал выводим во внешнюю цепь. На этом основаны: телевизионные передающие камеры. Помимо этих камер, ПЗС используют в управляющих лазерах, в АЦП и ЦАП.