Заметим, что формула (1.7) [как и (1.6)] верна при напряжениях, существенно меньших напряжения лавинообразования, когда коэффициенты умножения
) равны единице. Более точные формулы, применимые при высоких напряжениях, можно найти в [1.8]. Типичная зависимость тока
от напряжения показана на рис. 1.9. Его температурную зависимость также часто опйсывают выражением типа
.
Полупроводниковые структуры современных тиристоров выполняются таким образом, что тиристор переходит из закрытого состояния в открытое, если обратное напряжение, приложенное к коллекторному переходу
, превысит напряжение переключения полупроводниковой структуры
и при этом не произойдет лавинного пробоя этого перехода. Иначе говоря, напряжение лавинного пробоя коллекторного перехода
тиристора больше, чем напряжение переключения его полупроводниковой структуры.
При достижении приложенного К полупроводниковой структуре напряжения значений, близких к
, происходит такое расширение области объемного заряда коллекторного перехода
, смещенного в обратном направлении, что за счет резкого возрастания коэффициента передачи тока
знаменатель в (1.7) стремится к нулю, a
лавинообразно нарастает до тех пор, пока переход
не переключится в прямом направлении, что и означает переключение тиристора в проводящее состояние. На рис. 1.10 приведена типичная зависимость напряжения переключения тиристора от температуры. Резкое уменьшение значения
в диапазоне 150—160° С вызвано сильной зависимостью от температуры знаменателя (1.7).
Рис. 1.9. Типичная прямая и обратная ВАХ тиристора
в непроводящем состоянии:
.
Рис. 1.10. Типичная зависимость напряжения
от температуры:
(
125° С)
Физическими причинами этого являются возрастание времени жизни носителей и зависимость коэффициентов передачи тока от времени жизни (подробнее см. в [1.8, 1.9].
Необходимо отметить, что переключение полупроводниковой структуры тиристора в проводящее состояние анодным напряжением при отсутствии или недостаточном уровне управляющего сигнала недопустимо. Это объясняется тем, что в этом случае из-за неизбежной неоднородности полупроводниковой структуры переключение происходит не по всей площади
перехода и даже не по всей площади начального включения, как при включении по управляющему электроду, а только в отдельных зонах достаточно малого сечения. При этом плотность тока в возникающих токопроводящих каналах может достигать больших значений, так как ток ограничивается только параметрами питающей сети. Локальный перегрев полупроводниковой структуры вызывает стягивание тока в точки повышенного нагрева, что может вызвать необратимый тепловой пробой полупроводниковой структуры или деградацию ее электрофизических параметров и характеристик.