Принцип действия тиристора
Тиристор - элемент с четырехслойной полупроводниковой структурой.
а) б) в) г)
Рис. 1.29 а), б) – структура тиристора; в) транзисторная схема замещения;
г) – УГО.
В статическом режиме тиристор может находиться в трех состояниях:
· Запертое состояние при отрицательном напряжении на аноде относительно катода. Переходы база-эмиттер обоих транзисторов находятся под обратным напряжением.
· Запертое состояние при положительном напряжении на аноде относительно катода. Оба транзистора закрыты. Обратные токи коллекторов недостаточны для отпирания транзисторов.
· Открытое состояние. Если транзистор VT1 открылся, например напряжением управления, то его коллекторный ток, являясь базовым током транзистора VT2, открывает транзистор VT2, который своим коллекторным током поддерживает в открытом состоянии транзистор VT1.
После включения управляющий электрод теряет управляющие свойства и, следовательно, с его помощью выключить тиристор нельзя. Тиристор может выключиться самостоятельно в том случае, когда анодный ток станет меньше тока удержания. Обычно считается, что ток удержания равен нулю. Однако в некоторых случаях, для точных расчетов, его следует учитывать.
Вольт-амперная характеристика тиристора приведена на рис. 1.30.
При увеличении тока управления снижается напряжение включения. Таким образом, тиристор является прибором с управляемым напряжением включения.Основные параметры тиристора во включенном состоянии повторяют параметры диода.
К предельно допустимым параметрам тиристора относятся:
· Допустимый прямой ток IПР.ДОП;
· Допустимое обратное напряжение UОБР.ДОП=(0.5-0,75)UОБР.ПР;
· Допустимое прямое напряжение UПР.ДОП=(0.5-0,75)UПР.ПР.
Рис. 1.30 Воль-амперные характеристики тиристора
К динамическим параметрам относятся время включения tВКЛ и выключения tВЫКЛ. Для надежного включения тиристора необходимо, чтобы параметры импульса тока управления на начальном участке — его амплитуда IYMAX, длительность и скорость нарастания 
отвечали определенным требованиям, которые обеспечивают быстрое и надежное включение тиристора. При включении тиристора после подачи импульса тока на управляющий электрод проходит некоторое время, необходимое для включения тиристора
Процесс нарастания тока в тиристоре начинается спустя некоторое время задержки tЗАД, которое зависит от амплитуды импульса тока управления IУmaxна начальном участке. В течение времени задержки ток в тиристоре нарастает до значения тока удержания IУД. При достаточно большом токе управления время задержки достигает долей микросекунды (от 0,1 до 1...2 мкс).
Затем происходит нарастание тока через прибор, которое обычно называют временем нарастания tНАР. После включения тиристора амплитуда импульса тока управления может быть значительно уменьшена.
Процесс выключения тиристора складывается из трех фаз (Рис. 1 2.7):
1. фаза нарастания обратного тока через тиристор t1;
2. фаза спада обратного тока до нуля (t2);
3. фаза восстановления запирающих свойств тиристора (t3).
Только спустя время выключения tВЫКЛ=t1+t2+t3к тиристору можно повторно прикладывать прямое напряжение.
Потери в тиристоре состоят из потерь при протекании прямого тока, коммутационных потерь и потерь в цепи управления. Потери при протекании прямого тока рассчитываются так же, как в диодах.
Коммутационные потери и потери в цепи управления зависят от способа включения и выключения тиристора.
Способы выключения тиристора (способы коммутации) можно разделить на два: коммутация от сети (естественная); искусственная коммутация, которая, как правило, осуществляется от предварительно заряженной емкости.
Дата добавления: 2016-04-06; просмотров: 906;