Основные электрические параметры силовых тиристоров.

На рис. 2.4 представлены прямая и обратная ВАХ тиристора. Точки и F на обратной ветви имеют тот же смысл, что и для диодов. При приложении к тиристору прямого напряжения его ВАХ имеет две ветви — одну для закрытого, другую для открытого состояния. Точка на ВАХ соответствует напряжению переключения тиристора , когда при нулевом управляющем сигнале тиристор переходит из закрытого состояния в открытое. Класс тиристора определяют по минимальному из напряжений и при комнатной и максимально допустимой температуре. На ветви ВАХ, отвечающей включенному состоянию прибора, имеется точка предельного тока тиристора , который определяют так же, как и у диодов.

Рис. 2.4. Вольт-амперная характеристика тиристора: а — обратная ветвь; б — прямая ветвь в закрытом состоянии; в — прямая ветвь в открытом состоянии

Предельному току соответствует импульсное напряжение в открытом состоянии — мгновенное значение прямого напряжения при токе, равном напряжение в открытом состоянии определяет типономинал тиристора и выделяет приборы с малым значением . На рис. 2.4 показано, также как определять параметры линейной аппроксимации ВАХ: и .

Динамические свойства тиристора в значительной степени характеризуются временами его включения и выключения .

Время включения — это наибольшее время переключения тиристора из закрытого состояния в открытое при приложении к его управляющему электроду отпирающего сигнала (интервал Времени между моментом приложения отпирающего сигнала и моментом, когда ток открытого состояния достигает заданного значения). Время включения определяет типономинал быстровключающихся тиристоров, выделяет быстровключающиеся тиристоры из всей совокупности тиристоров, а в сочетании с временем выключения определяет быстродействующие тиристоры.

Время выключения — это наибольшее время переключения тиристора из открытого состояния в закрытое (интервал времени между моментом перехода спадающего тока открытого состояния тиристора через нуль и моментом, когда к тиристору может быть приложено напряжение закрытого состояния без самопроизвольного перехода тиристора в открытое состояние).

Рис. 2.5. Токи и напряжения наиболее мощных тиристоров: - низкочастотные тиристоры; - среднечастотный тиристор - быстродействующие тиристоры; - низкочастотный и быстродействующие тиристоры.

Время выключения выделяет быстровыключающиеся тиристоры, определяет их типономинал, а в совокупности со временем включения отмечает быстродействующие тиристоры.

Промышленность выпускает тиристоры на токи до тысяч ампер и напряжения до нескольких киловольт (рис. 2.5). Так же как и у диодов, повышение предельного тока тиристоров достигается увеличением диаметра кремниевой пластины. Увеличение класса тиристора достигается повышением сопротивления исходного кремния и толщины пластины, что ухудшает его динамику (увеличивает ) и ведет к росту импульсного напряжения в открытом состоянии. На рис. 2.6, а, б показаны типичные зависимости [2.5, 2.6], показывающие взаимосвязь этих трех важнейших параметров тиристоров. Из рис. 2.6 видно, что высоковольтные и сильноточные приборы имеют относительно большие времена выключения (до нескольких сотен микросекунд) и, напротив, приборы с повышенным быстродействием имеют относительно небольшой класс по напряжению (как правило, не выше ). Современная технология за счет специальных методов позволяет улучшать сочетание параметров тиристоров и получать приборы на напряжение до и ток до с временами выключения от 32 до

Кроме указанных к важнейшим параметрам тиристора следует отнести .

Рис. 2.6. Взаимосвязь основных параметров тиристоров (напряжение дано при 125° С)

Типичные значения этих параметров для современных приборов составляют для для около .

Очень важны для правильного применения тиристоров также параметры цепи управления и ток удержания. Параметры цепи управления подробно рассмотрены в гл. 4. Что касается тока удержания , то его определяют как наименьший основной ток тиристора, необходимый для поддержания его в открытом состоянии. На рис. 2.4 ток удержания отвечает точке H. Важность этого параметра связана с тем, что при естественной коммутации значение определяет момент, когда тиристор перестает проводить ток, т. е. выключается. Типичное значение тока удержания для отечественных приборов составляет несколько десятков миллиампер при комнатной температуре.