1.4. СИЛОВОЙ ТРИОДНЫЙ ТИРИСТОР, НЕ ПРОВОДЯЩИЙ

В ОБРАТНОМ НАПРАВЛЕНИИ

Прибор, действие которого основано на использовании свойств полупроводника, с тремя устойчивыми состояниями (открытое, закрытое и обратное непроводящее), имеющий три перехода и три электрических вывода (анодный, катодный и управляющий), называется триодным тиристором (далее — тиристором), не проводящим в обратном направлении. При приложении положительного напряжения к анодному выводу тиристора он может быть переключен из закрытого состояния в открытое отпирающим сигналом по управляющему электроду, а при отрицательном напряжении на анодном выводе не переключается и остается в обратном непроводящем состоянии.

Силовой тиристор представляет собой многослойную полупроводниковую структуру, состоящую из четырех чередующихся слоев полупроводника дырочного p- и электронного n-типов проводимости , образующих три электронно-дырочных перехода: (рис. 1.8, а). Внешние слои полупроводниковой структуры и соответствующие внешние переходы принято называть эмиттерными, а внутренние слои и внутренний переход — коллекторными.

Стороны внешних (эмиттерных) слоев полупроводниковой структуры тиристора , противоположные сторонам, образующим эмиттерные переходы соответственно, соединены с металлическими контактами, образующими два основных контактных вывода тиристора. Вывод, соединенный с -слоем структуры, называется анодным (А) выводом тиристора, вывод, соединенный с n-слоем структуры, — катодным (К) выводом тиристора. Коллекторный слой полупроводниковой структуры тиристора (-слой), называемый иногда базовым слоем, с помощью металлического контакта соединяется с управляющим (G) выводом тиристора.

В зависимости от полярности приложенного к основным выводам тиристора напряжения он может находиться в следующих трех устойчивых состояниях: закрытом (непроводящем) (эмиттерные переходы смещены в прямом направлении, коллекторный переход смещен в обратном), открытом (проводящем) (все три перехода структуры смещены в прямом направлении), обратном непроводящем (эмиттерные переходы смещены в обратном направлении, коллекторный смещен в прямом, при условии, что приложенное напряжение и протекающий ток находятся в допустимых пределах).

Кроме того, тиристор может переходить из одного устойчивого состояния в другое. В соответствии с этим необходимо учитывать следующие динамические состояния тиристоров: переход из закрытого состояния в открытое при превышении приложенным к структуре напряжением значения напряжения переключения (включение по аноду) или при приложении к управляющему электроду отпирающего напряжения (включение по управляющему электроду) и переход из открытого состояния в обратное непроводящее состояние (выключение) при соответствующем изменении полярности напряжения, приложенного к полупроводниковой структуре тиристора. Рассмотрим процессы, происходящие в тиристоре при различной полярности приложенного к нему напряжения.