¿Qué tipos de conmutación por tiristores existen? Qué tan potentes funcionan los tiristores de potencia. ¿Dónde se utilizan los tiristores?

El surgimiento del p-n-p-n de cuatro capas. elementos semiconductores hizo un verdadero avance en electronica de potencia. Estos dispositivos se denominan "tiristores". Las compuertas controladas por silicio son la familia de tiristores más común.

este tipo dispositivos semiconductores tiene la siguiente estructura:

Como vemos desde diagrama de bloques El tiristor tiene tres terminales: un cátodo, un electrodo de control y un ánodo. El ánodo y el cátodo deben conectarse a los circuitos de potencia y el electrodo de control está conectado al sistema de control (redes de baja corriente) para la apertura controlada del tiristor.

En diagramas de circuito El tiristor tiene la siguiente designación:

La característica corriente-voltaje se muestra a continuación:

Echemos un vistazo más de cerca a esta característica.

Rama característica inversa

En el tercer cuadrante, las características de diodos y tiristores son iguales. Si se aplica un potencial negativo al ánodo en relación con el cátodo, entonces se aplica un voltaje inverso a J 1 y J 3, y un voltaje directo a J 2, lo que hará que fluya una corriente inversa (es muy pequeña , normalmente varios miliamperios). Cuando este voltaje aumenta hasta el llamado voltaje de ruptura, se producirá un aumento de avalancha en la corriente entre J 1 y J 3. En este caso, si esta corriente no está limitada, se producirá una ruptura de la unión con la posterior falla del tiristor. A voltajes inversos que no exceden el voltaje de ruptura, el tiristor se comportará como una resistencia con alta resistencia.

Zona de baja conductividad

En esta zona ocurre todo lo contrario. El potencial catódico será negativo en relación con el potencial anódico. Por lo tanto, se aplicará voltaje directo a J 1 y J 3, y voltaje inverso a J 2. El resultado será una corriente anódica muy pequeña.

Zona de alta conductividad

Si el voltaje en la sección ánodo-cátodo alcanza un valor, el llamado voltaje de conmutación, se producirá una ruptura por avalancha de la unión J2 y el tiristor pasará a un estado de alta conductividad. En este caso, U a disminuirá de varios cientos a 1 o 2 voltios. Dependerá del tipo de tiristor. En una zona altamente conductora, la corriente que fluye a través del ánodo dependerá de la carga. elemento externo, lo que permite considerarlo en esta zona como llave cerrada.

Si pasa corriente a través del electrodo de control, el voltaje de encendido del tiristor disminuirá. Depende directamente de la corriente del electrodo de control y, cuando su valor es lo suficientemente grande, es prácticamente igual a cero. Al elegir un tiristor para operar en un circuito, se selecciona de tal manera que los voltajes inverso y directo no excedan los valores nominales de los voltajes de ruptura y conmutación. Si estas condiciones son difíciles de cumplir, o hay una gran dispersión en los parámetros de los elementos (por ejemplo, se necesita un tiristor de 6300 V y sus valores más cercanos son 1200 V), a veces es necesario encender los elementos. usado.

EN momento correcto Al mismo tiempo, aplicando un pulso al electrodo de control, puede transferir el tiristor del estado cerrado a la zona de alta conductividad. La corriente UE, por regla general, debe ser superior a la corriente mínima de apertura y es del orden de 20-200 mA.

Cuando la corriente del ánodo alcanza cierto valor, en el que es imposible apagar el tiristor (corriente de conmutación), se puede eliminar el pulso de control. Ahora el tiristor solo puede volver al estado apagado reduciendo la corriente por debajo de la corriente de mantenimiento o aplicándole un voltaje de polaridad inversa.

Vídeo de funcionamiento y gráficas de procesos transitorios.

En diagramas y documentación técnica A menudo se utilizan varios términos y signos, pero no todos los electricistas novatos conocen su significado. Te invitamos a discutir qué es tiristores de potencia para soldar, su principio de funcionamiento, características y marcado de estos dispositivos.

¿Qué es un tiristor y sus tipos?

Muchos han visto tiristores en la guirnalda "Running Fire"; este es el ejemplo más simple del dispositivo descrito y cómo funciona. Un rectificador o tiristor de silicio es muy similar a un transistor. es de varias capas dispositivo semiconductor, cuyo material principal es el silicio, generalmente en una carcasa de plástico. Debido a que su principio de funcionamiento es muy similar al de un diodo rectificador (dispositivos rectificadores C.A. o dinistores), la designación en los diagramas suele ser la misma; esto se considera un análogo de un rectificador.

Foto – Diagrama de guirnalda de fuego corriendo

Hay:

• Tiristores de apagado ABB (GTO),
• estándar SEMIKRON,
• potente avalancha tipo TL-171,
• optoacopladores (digamos, módulo TO 142-12.5-600 o MTOTO 80),
• TS-106-10 simétrico,
• MTT de baja frecuencia,
• triac BTA 16-600B o VT para lavadoras,
• frecuencia TBC,
• TPS extranjero 08,
• TYN 208.

Pero al mismo tiempo, los transistores de tipo IGBT o IGCT se utilizan para dispositivos de alto voltaje (hornos, máquinas herramienta y otros tipos de automatización industrial).

Foto – Tiristor

Pero, a diferencia de un diodo, que es un transistor de dos capas (PN) (PNP, NPN), un tiristor consta de cuatro capas (PNPN) y este dispositivo semiconductor contiene tres uniones p-n. En este caso, los rectificadores de diodos se vuelven menos eficientes. Esto lo demuestra claramente el circuito de control de tiristores, así como cualquier libro de referencia para electricistas (por ejemplo, en la biblioteca puede leer un libro del autor Zamyatin de forma gratuita).

Un tiristor es un convertidor de CA unidireccional, lo que significa que conduce corriente en una sola dirección, pero a diferencia de un diodo, el dispositivo puede funcionar como un interruptor de circuito abierto o como un diodo rectificador de CC. En otras palabras, los tiristores semiconductores sólo pueden funcionar en modo de conmutación y no pueden utilizarse como dispositivos de amplificación. La llave del tiristor no es capaz de moverse por sí sola a la posición cerrada.

El rectificador controlado por silicio es uno de varios dispositivos semiconductores de potencia, junto con triacs, diodos de CA y transistores uniunión, que pueden cambiar de un modo a otro muy rápidamente. Un tiristor de este tipo se llama de alta velocidad. Por supuesto, la clase del dispositivo juega aquí un papel importante.

Aplicación de tiristor

El propósito de los tiristores puede ser el más diferente, por ejemplo, hecho en casa. inversor de soldadura en tiristores, cargador para un automóvil (tiristor en la fuente de alimentación) e incluso un generador. Debido al hecho de que el dispositivo en sí puede pasar cargas tanto de baja como de alta frecuencia, también se puede utilizar como transformador para máquinas de soldar(Su puente usa exactamente estas partes). Para controlar el funcionamiento de la pieza en este caso, se necesita un regulador de voltaje en el tiristor.

Foto: usando tiristor en lugar de LATR

No te olvides del tiristor de encendido para motos.

Descripción del diseño y principio de funcionamiento.

El tiristor consta de tres partes: “Ánodo”, “Cátodo” y “Entrada”, que consta de tres uniones pn, que se puede cambiar desde las posiciones ON y OFF a posiciones muy alta velocidad. Pero al mismo tiempo, también se puede cambiar desde la posición "ON" con diferentes duraciones en el tiempo, es decir, durante varios semiciclos, para proporcionar una cierta cantidad energía para cargar. El funcionamiento de un tiristor se puede explicar mejor suponiendo que constará de dos transistores conectados entre sí, como un par de interruptores regenerativos complementarios.

Los microcircuitos más simples muestran dos transistores, que se combinan de tal manera que la corriente del colector después del comando "Inicio" se suministra a Transistor NPN Canales TR 2 directamente al transistor PNP TR 1. En este momento, la corriente de TR 1 fluye hacia los canales en las bases de TR 2. Estos dos transistores interconectados están dispuestos de manera que el emisor base recibe corriente del emisor-colector del otro transistor. Esto requiere una colocación paralela.

Foto – Tiristor KU221IM

A pesar de todas las medidas de seguridad, el tiristor puede moverse involuntariamente de una posición a otra. Esto ocurre debido a un fuerte salto en la corriente, cambios de temperatura y otros factores diversos. Por lo tanto, antes de comprar un tiristor KU202N, T122 25, T 160, T 10 10, no solo debe verificarlo con un probador (anillo), sino también familiarizarse con los parámetros de funcionamiento.

Características típicas de corriente-voltaje del tiristor

Para comenzar a discutir este complejo tema, mire el diagrama de las características corriente-voltaje de un tiristor:

Foto - características de la característica corriente-voltaje del tiristor.

1. El segmento entre 0 y (V®,IL) corresponde completamente al bloqueo directo del dispositivo;
2. En la sección Vvo, el tiristor está en posición “ON”;
3. El segmento entre las zonas (Vvo, IL) y (Vн,In) es la posición de transición en el estado encendido del tiristor. Es en esta zona donde se produce el llamado efecto dinistor;
4. A su vez, los puntos (Vн,In) muestran en el gráfico la apertura directa del dispositivo;
5. Los puntos 0 y Vbr son la sección donde se apaga el tiristor;
6. A esto le sigue el segmento Vbr, que indica el modo de avería inversa.

Naturalmente, los componentes de radio de alta frecuencia modernos en un circuito pueden afectar las características de corriente-voltaje de forma insignificante (refrigeradores, resistencias, relés). Además, los fototiristores simétricos, diodos Zener SMD, optotiristores, triodos, optoacopladores, módulos optoelectrónicos y otros pueden tener diferentes características de corriente-voltaje.

Foto - característica corriente-voltaje de un tiristor

Además, llamamos su atención sobre el hecho de que en este caso la protección del dispositivo se realiza en la entrada de carga.

Comprobación de tiristores

Antes de comprar un dispositivo, necesita saber cómo probar un tiristor con un multímetro. Conectar metro Solo puedes acudir al llamado probador. A continuación se presenta el diagrama mediante el cual se puede ensamblar dicho dispositivo:

Foto – probador de tiristores

Según la descripción, es necesario aplicar un voltaje positivo al ánodo y un voltaje negativo al cátodo. Es muy importante utilizar un valor que coincida con la resolución del tiristor. El dibujo muestra resistencias con tensión nominal De 9 a 12 voltios, esto significa que el voltaje del probador es ligeramente mayor que el del tiristor. Una vez que haya ensamblado el dispositivo, puede comenzar a verificar el rectificador. Necesitas presionar el botón que da señales de pulso para encender.

Probar el tiristor es muy sencillo; un botón envía brevemente una señal de apertura (positiva respecto al cátodo) al electrodo de control. Después de esto, si las luces de marcha del tiristor se encienden, entonces el dispositivo se considera inoperativo, pero dispositivos potentes No siempre reaccione inmediatamente después de que llegue la carga.

Foto - circuito de prueba para tiristores.

Además de verificar el dispositivo, también se recomienda utilizar controladores especiales o una unidad de control para tiristores y triacs OWEN BOOST u otras marcas; funciona aproximadamente de la misma manera que un regulador de potencia en un tiristor; La principal diferencia es más amplia gama estrés.

Video: principio de funcionamiento de un tiristor.

Presupuesto

consideremos parámetros técnicos Serie de tiristores KU 202e. Esta serie presenta dispositivos domésticos de bajo consumo, cuyo uso principal es limitado. electrodomésticos: se utiliza para operar hornos eléctricos, calentadores, etc.

El siguiente dibujo muestra la distribución de pines y las partes principales del tiristor.

Foto – ku 202

1. Establecer voltaje de estado activado inverso (máx.) 100 V
2. Tensión cerrada 100 V
3. Pulso en posición abierta – 30 A
4. Impulso repetido en posición abierta 10 A
5. media tensión<=1,5 В
6. Tensión sin desbloqueo >=0,2 V
7. Establecer corriente en posición abierta<=4 мА
8. corriente inversa<=4 мА
9. Corriente de desbloqueo de tipo constante<=200 мА
10. Establecer voltaje constante<=7 В
11. A tiempo<=10 мкс
12. tiempo de apagado<=100 мкс

El dispositivo se enciende en microsegundos. Si necesita reemplazar el dispositivo descrito, consulte a un asesor de ventas en una tienda de electricidad; él podrá seleccionar un análogo de acuerdo con el diagrama.

Foto – tiristor Ku202n

El precio de un tiristor depende de su marca y características. Recomendamos comprar dispositivos domésticos, son más duraderos y asequibles. En los mercados espontáneos se puede comprar un convertidor potente y de alta calidad por hasta cien rublos.

Un tiristor es un interruptor semiconductor cuyo diseño consta de cuatro capas. Tienen la capacidad de pasar de un estado a otro, de cerrado a abierto y viceversa.

La información presentada en este artículo ayudará a dar una respuesta completa a la pregunta sobre este dispositivo.

El principio de funcionamiento de un tiristor.

En la literatura especializada, este dispositivo también se denomina tiristor de operación única. Este nombre se debe a que el dispositivo no es completamente manejable. En otras palabras, al recibir una señal del objeto de control, solo puede pasar al modo de estado encendido. Para apagar el dispositivo, una persona deberá realizar acciones adicionales, lo que provocará una caída del nivel de voltaje a cero.

El funcionamiento de este dispositivo se basa en el uso de un campo eléctrico de fuerza. Para cambiarlo de un estado a otro se utiliza tecnología de control que transmite determinadas señales. En este caso, la corriente que pasa por el tiristor sólo puede moverse en una dirección. Cuando está apagado, este dispositivo tiene la capacidad de soportar voltaje directo e inverso.

Métodos para encender y apagar un tiristor.

La transición al estado operativo de un dispositivo estándar de este tipo se realiza recibiendo un pulso de voltaje actual con una determinada polaridad. Sobre la velocidad de encendido y cómo funcionará posteriormente, influyen los siguientes factores:

Apagar el tiristor se puede hacer de varias maneras:

1. Apagado natural. En la literatura técnica también existe el concepto de conmutación natural, que es similar a la desconexión natural.
2. Apagado forzado (conmutación forzada).

El apagado natural de este dispositivo se produce durante su funcionamiento en circuitos con corriente alterna, cuando el nivel de corriente cae a cero.

El apagado forzado incluye una gran cantidad de métodos diferentes. El más común de ellos es el siguiente método.

El condensador, designado con la letra latina C, está conectado a la llave. Debe estar marcado con S. En este caso, el condensador debe cargarse antes de cerrarse.

Principales tipos de tiristores.

Actualmente, existe un número considerable de tiristores, que se diferencian entre sí por sus características técnicas: velocidad de funcionamiento, métodos y procesos de control, direcciones de la corriente en estado conductor, etc.

Tipos más comunes

1. Diodo tiristor. Un dispositivo de este tipo es similar a un dispositivo que tiene un diodo antiparalelo en el modo encendido.
2. Tiristor de diodo. Otro nombre es dinistor. Una característica distintiva de este dispositivo es que la transición al modo de conducción se produce en el momento en que se excede el nivel actual.
3. Tiristor bloqueable.
4. Simétrico. También se le llama triac. El diseño de este dispositivo es similar a dos dispositivos con diodos consecutivos cuando está en modo de funcionamiento.
5. Alta velocidad o inversor. Este tipo de dispositivo tiene la capacidad de entrar en estado inoperativo en un tiempo récord: de 5 a 50 microsegundos.
6. Optotiristor. Su trabajo se realiza mediante un fundente luminoso.
7. Tiristor bajo control de campo a través del electrodo principal.

Proporcionar protección

Los tiristores están incluidos en la lista de dispositivos críticos. afecta el cambio de velocidad creciente corriente directa. Tanto los diodos como los tiristores se caracterizan por el flujo de corriente de recuperación inversa. Un cambio brusco en su velocidad y una caída a cero aumenta el riesgo de sobretensión.

Además, puede producirse sobretensión en el diseño de este dispositivo debido a la desaparición completa de la tensión en varios componentes del sistema, por ejemplo, en pequeñas inductancias de instalación.

Por las razones anteriores, en la gran mayoría de los casos, se utilizan varios esquemas CFTP para garantizar una protección confiable de estos dispositivos. Estos circuitos, cuando están en modo dinámico, ayudan a proteger el dispositivo contra la aparición de valores de voltaje inaceptables.

Un medio confiable de protección también es uso de varistor. Este dispositivo está conectado a los puntos de salida de la carga inductiva.

En su forma más general, el uso de un dispositivo como un tiristor puede ser dividido en los siguientes grupos:

Limitaciones del tiristor

Cuando trabaje con cualquier tipo de este dispositivo, debe seguir ciertas precauciones de seguridad y tener en cuenta algunas restricciones necesarias.

Por ejemplo, en el caso de una carga inductiva al operar un tipo de dispositivo como un triac. En esta situación, las restricciones se relacionan con la tasa de cambio en el nivel de voltaje entre dos elementos principales: sus ánodos y la corriente de funcionamiento. Para limitar la influencia de la corriente y la sobrecarga. Se utiliza circuito RC.

Tiristor. Dispositivo, propósito.

Un tiristor es un dispositivo semiconductor controlado de tres electrodos con tres p-n-transiciones, que tienen dos estados estables de equilibrio eléctrico: cerrado y abierto.

El tiristor combina las funciones de rectificador, interruptor y amplificador. A menudo se utiliza como regulador, principalmente cuando el circuito se alimenta con tensión alterna. Los siguientes puntos revelan las tres propiedades principales de un tiristor:

1 Un tiristor, como un diodo, conduce la corriente en una dirección y actúa como rectificador;

2 El tiristor cambia del estado apagado al estado encendido cuando se aplica una señal al electrodo de control y, por lo tanto, como un interruptor, tiene dos estados estables.

3 la corriente de control necesaria para transferir el tiristor del estado "cerrado" al estado "abierto" es significativamente menor (varios miliamperios) con una corriente de funcionamiento de varios amperios e incluso varias decenas de amperios. En consecuencia, el tiristor tiene las propiedades de un amplificador de corriente;

Diseño y principales tipos de tiristores.

Arroz. 1. Circuitos de tiristores: a) Básico de cuatro capas. pnpn-estructura b) Tiristor de diodo c) Tiristor de triodo.

El diagrama básico de la estructura del tiristor se muestra en la Fig. 1. Es una estructura semiconductora de cuatro capas. pnpn, que contiene tres conectados en serie pn-transición J1, J2, J3. Contacto externo pag-La capa se llama ánodo, hacia el exterior. norte-capa - cátodo. En general pnpn-el dispositivo puede tener hasta dos electrodos de control (bases) conectados a las capas internas. Al aplicar una señal al electrodo de control, se controla el tiristor (su estado cambia). Un dispositivo sin electrodos de control se llama tiristor de diodo o dinistor. Estos dispositivos se controlan mediante el voltaje aplicado entre los electrodos principales. Un dispositivo con un electrodo de control se llama tiristor triodo o RCS(a veces solo un tiristor, aunque esto no es del todo correcto). Dependiendo de a qué capa del semiconductor esté conectado el electrodo de control, los SCR pueden controlarse por ánodo y cátodo. Estos últimos son los más comunes.

Los dispositivos descritos anteriormente son de dos variedades: los que hacen pasar la corriente en una dirección (del ánodo al cátodo) y los que hacen pasar la corriente en ambas direcciones. En este último caso, los dispositivos correspondientes se denominan simétrico(ya que sus características corriente-voltaje son simétricas) y suelen tener una estructura semiconductora de cinco capas. SCR simétrico también llamado triac o triac(del inglés triac). Cabe señalar que en lugar de dinistores simétricos, a menudo se utilizan sus análogos integrales, que tienen mejores parámetros.

Los tiristores con electrodo de control se dividen en bloqueables y no bloqueables. Los tiristores sin enclavamiento, como sugiere el nombre, no se pueden apagar mediante una señal aplicada al electrodo de control. Estos tiristores se apagan cuando la corriente que fluye a través de ellos es menor que la corriente de mantenimiento. En la práctica, esto suele ocurrir al final de la media onda de la tensión de red.

Característica corriente-voltaje de un tiristor.

Arroz. 2. Característica corriente-voltaje del tiristor.

En la Fig. 2 se muestra una característica típica de corriente-voltaje de un tiristor que conduce en una dirección (con o sin electrodos de control). Tiene varias secciones:

· Entre los puntos 0 y (V®,IL) hay un tramo correspondiente a la alta resistencia del dispositivo - bloqueo directo (rama inferior).

· En el punto Vvo el tiristor se enciende (el punto en el que el dinistor cambia al estado encendido).

· Entre los puntos (Vvo, IL) y (Vн,In) hay una sección con resistencia diferencial negativa, una región inestable de conmutación al estado encendido. Cuando se aplica una diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo de un tiristor de polaridad directa mayor que Vno, el tiristor se desbloquea (efecto dinistor).

· La sección desde el punto con coordenadas (Vн,In) y superiores corresponde al estado abierto (conducción directa)

· El gráfico muestra las características corriente-voltaje con diferentes corrientes de control (corrientes en el electrodo de control del tiristor) IG (IG=0; IG>0; IG>>0), y cuanto mayor es la corriente IG, menor es el voltaje Vbo el tiristor cambia a un estado conductor

· La línea de puntos indica el llamado. “corriente de encendido de rectificación” (IG>>0), en la que el tiristor pasa a un estado conductor con una tensión mínima ánodo-cátodo. Para devolver el tiristor a un estado no conductor, es necesario reducir la corriente en el circuito ánodo-cátodo por debajo de la corriente de encendido de la rectificación.

· La sección entre 0 y Vbr describe el modo de bloqueo inverso del dispositivo.

La característica corriente-voltaje de los tiristores simétricos difiere de la que se muestra en la figura. 2 porque la curva en el tercer cuarto del gráfico repite las secciones 0-3 simétricamente con respecto al origen.

Según el tipo de no linealidad de la característica corriente-tensión, el tiristor se clasifica como un dispositivo S.

tiristores

I. Propósito

Los tiristores son dispositivos semiconductores con tres (o más) r-p-transiciones destinadas a ser utilizadas como interruptores electrónicos en circuitos para conmutar corrientes eléctricas. Conmutan circuitos eléctricos, regulan el voltaje y convierten la corriente continua en corriente alterna. En diseño y principio de funcionamiento, es muy similar a un diodo semiconductor, pero a diferencia de él, el control se realiza mediante un tiristor.

La naturaleza "clave" de la acción del trinistor permite su uso para conmutar circuitos eléctricos donde antes solo servían para este propósito relés electromagnéticos. Los interruptores semiconductores son más ligeros, más compactos y muchas veces más fiables en su funcionamiento que los relés electromagnéticos con contactos mecánicamente cerrados. A diferencia de estos relés, conmutan a una velocidad muy alta: cientos y miles de veces por segundo y, si es necesario, incluso más rápido. Los SCR se utilizan en equipos modernos de comunicaciones eléctricas, en sistemas de control remoto de alta velocidad, en computadoras y en dispositivos de energía.

II. Clasificación

Dependiendo de sus características de diseño y propiedades, los tiristores se dividen en diodo y triodo. EN diodo Los tiristores se distinguen:

tiristores, bloqueables en dirección opuesta;

conductor en la dirección opuesta;

simétrico.

triodo Los tiristores se dividen en:

bloqueable en dirección inversa con control de ánodo o cátodo;

conducir en dirección opuesta con control en el ánodo o cátodo;

simétrico (bidireccional).

Los dinistores más comunes son los tiristores con dos terminales y los tiristores, dispositivos con tres terminales. Además, se distingue un grupo de tiristores conmutados.

Los tiristores de diodo de giro inverso más simples suelen estar hechos de silicio y contienen cuatro pag- Y pag-área (Figura 2.2). Región r 1 en el que fluye la corriente desde el circuito externo se llama ánodo , región norte 2 – cátodo ; región norte 1 , r 2 – bases .

Fig.2.2. Estructura del tiristor.

III. Principio de funcionamiento

si al ánodo r 1 conecte el plus de la fuente de voltaje y al cátodo norte 2 – menos, luego transiciones PAG 1 Y PAG 3 estará abierto, y la transición PAG 2 - cerrado. Se llama unión colectora.

Desde el coleccionista r-p- la unión está polarizada en la dirección opuesta, luego, hasta un cierto valor de voltaje, casi todo lo aplicado cae a través de ella. Esta estructura se puede representar fácilmente en forma de dos transistores de diferente conductividad eléctrica, conectados entre sí como se muestra en la figura. 2.3, a, b.

a) b)

Arroz. 2.3. Estructura (a) y circuito de un equivalente de dos transistores de un tiristor (b).

La corriente del circuito está determinada por la corriente de unión del colector. PAG 2 . Definitivamente depende del flujo de agujeros.
del emisor del transistor r-p-r- tipo y flujo de electrones
del emisor del transistor norte-r-norte- tipo, así como de corriente inversa r-p-transición.

Desde las transiciones PAG 1 Y PAG 3 se desplazan hacia adelante, desde donde se inyectan portadores de carga en la región de la base: agujeros de la región r 1 , electrones – de la región norte 2 . Estos portadores de carga, difundiéndose en las regiones de las bases. norte 1 , pag 2 , se acercan al cruce del colector y son arrojados a través de su campo. r-p-transición. Agujeros inyectados desde r 1 -regiones y electrones de norte 2 moviéndose por el pasaje PAG 2 en direcciones opuestas, creando una corriente común I.

A valores bajos de voltaje externo, prácticamente todo cae en la unión del colector. PAG 2 . Por tanto, a las transiciones PAG 1 ,PAG 3 Al tener baja resistencia, se aplica una pequeña diferencia de potencial y la inyección de portadores de carga es pequeña. En este caso la actual I pequeño e igual a la corriente inversa a través de la unión PAG 2. Cuando el voltaje externo aumenta, la corriente en el circuito cambia ligeramente al principio. Con un aumento adicional en el voltaje, a medida que aumenta el ancho de transición PAG 2 , los portadores de carga formados como resultado de la ionización por impacto comienzan a desempeñar un papel cada vez más importante. A un cierto voltaje, los portadores de carga se aceleran tanto que cuando chocan con átomos en la región r-p-las transiciones los ionizan, provocando una avalancha de multiplicacion de portadores de carga.

Los agujeros formados en este caso, bajo la influencia del campo eléctrico, se mueven hacia la región r 2 , y los electrones van a la región norte 1 . Corriente a través de la unión PAG 2 aumenta y su resistencia y caída de voltaje a través de él disminuyen. Esto conduce a un aumento en el voltaje aplicado a las uniones. PAG 1 , PAG 3 , y un aumento de la inyección a través de ellos, lo que provoca un aumento adicional de la corriente del colector y un aumento de las corrientes de inyección. El proceso avanza como una avalancha y la resistencia a la transición PAG 2 se vuelve pequeño.

Los portadores de carga que aparecen en las áreas debido a la inyección y la multiplicación de avalanchas provocan una disminución en la resistencia de todas las áreas del tiristor y la caída de voltaje en el dispositivo se vuelve insignificante. En cuanto a la característica corriente-tensión, este proceso corresponde a la sección 2 con una resistencia diferencial negativa (Fig. 2.4). Después de la conmutación, la característica corriente-voltaje es similar a la rama de la característica de un diodo polarizado en dirección directa (sección 3). La sección 1 corresponde al estado cerrado del tiristor.

El tiristor se apaga reduciendo el voltaje de la fuente externa a un valor en el que la corriente
menos (sección 3).

Arroz. 2.4. Característica corriente-voltaje del dinistor.

Si conectas un diodo en paralelo con un tiristor que se abre cuando se invierte el voltaje, obtienes un tiristor que conduce en la dirección opuesta.

Tiristores triodo (Fig. 2.5, A) se diferencian de los diodos en que una de las bases tiene un terminal externo, que se llama electrodo de control .

Arroz. 2.5. Tiristor triodo:

Al cambiar la corriente, puede cambiar el voltaje al que cambia el tiristor y así controlar el momento en que se enciende.

Para bloquear el tiristor, debe reducir la corriente de funcionamiento al valor
reduciendo la tensión de alimentación al valor , o establezca un pulso de corriente de polaridad opuesta en el circuito del electrodo de control.

El proceso de encender y apagar el tiristor se explica en la Fig. 2.5. V. Si está conectado a él a través de una resistencia. R voltaje aplicado Ud. 1 y la corriente en el circuito del electrodo de control es cero, entonces el tiristor está bloqueado. El punto de operación está en posición. A. A medida que aumenta la corriente del electrodo de control, el punto de operación se mueve a lo largo de la línea de carga 1. Cuando la corriente del electrodo de control alcanza el valor I y 1 , el tiristor se encenderá y su punto de operación se moverá al punto b. Para apagar ( I y= 0) es necesario reducir la tensión de alimentación al valor
. En este caso, el punto de operación desde b 1 irá a A 2 y cuando se restablece el voltaje, al punto A.

También puede apagar el tiristor aplicando un voltaje de polaridad opuesta al electrodo de control y creando una corriente de dirección opuesta en su circuito.

La desventaja de esta conexión es el gran valor de la corriente inversa del electrodo de control, que se acerca al valor de la corriente de conmutación del tiristor. La relación entre la amplitud de la corriente del tiristor y la amplitud del pulso de la corriente de conmutación del electrodo de control se llama coeficiente de bloqueo :
. Caracteriza la eficiencia de encender un tiristor utilizando un electrodo de control. En una serie de desarrollos

Los tiristores con mayor relación de apagado a menudo se denominan conmutable o bloqueable.

IV. Parámetros básicos de tiristores.

Las designaciones de tiristores según GOST 10862 - 72 constan de seis elementos. El primer elemento es la letra K, que indica el material de origen del semiconductor; la segunda es la letra N para tiristores de diodo y U para tiristores de triodo; el tercero es un número que determina el propósito del dispositivo; cuarto y quinto – número de serie del desarrollo; sexto – una letra que define la tecnología de fabricación, por ejemplo KU201A, KN102I, etc.