Тиристоры

Тиристор - это полупроводниковый прибор, работающие в двух устойчивых состояниях – низкой проводимости (тиристор закрыт) и высокой проводимости (тиристор открыт). Кроме того, тиристор обладает односторонней проводимостью.

Конструктивно тиристор имеет три или более p-n – переходов и три вывода. Кроме анода и катода, в конструкции тиристора предусмотрен третий вывод (электрод), который называется управляющим.

Тиристор предназначен для бесконтактной коммутации (включения и выключения) элект­рических цепей. От других полупроводниковых элементов, которые также могут использоваться в качестве бесконтактных коммутато­ров, тиристоры отличаются чрезвычайно высоким быстродействием (оно исчисляется всего десятками микросекунд) и способностью ком­мутировать токи весьма значительной величины (вплоть до 1000 А).

Классифицируются:

1) по числу внешних электродов:

- двухэлектродные – динисторы

как и обычные выпрямительные дио­ды имеют анод и катод;

с увеличением прямого напряжения при определенном значении U_a=U_вкл динистор открывается.

- трехэлектродные – тиристоры (тринисторы)

имеют дополнительный управляющий электрод; U_вкл изменяется током управления, протекающим через УЭ.

2) по типу ВАХ:

- несимметричные – пропускают ток только в одном направлении, т.е обладающие односторонней проводимостью

- симметричные – проводят ток в обоих направлениях

3) по значению прямого тока:

- маломощные I_пр £ 0,3А

- средней мощности 0,3А< I_пр £10А

- большой мощности I_пр >10А.

Перевод тиристора из закрытого состояния в открытое при положительном напряжении на аноде (прямом включении) может быть осуществлён тремя способами:

1) повышение приложенного напряжении вплоть до напряжения переключения – включение по аноду – динисторы;

2) подачей положительного напряжения на управляющий электрод относительно катода, т.е. воздействием на цепь управления – тиристоры;

3) облучение световым поток определённой области – фототиристоры и оптронные тиристоры.

Перевод тиристора в закрытое состояние можно получить:

1) уменьшением прямого тока до некоторого минимального значения, называемого током удержания I_уд; при питании тиристора от источника переменного тока это происходит естественным путём при переходе напряжения анод-катод через нуль;

2) подачей напряжения обратной полярности;

3) подачей управляющего импульса обратной полярности – только для запираемых тиристоров (рис. 27).

Рисунок 27 – УГО запираемого тиристора и диаграммы его работы

Рисунок 28 – ВАХ динистора и диаграммы его работы

 

В отличии от динистора, который открывается только при определенном напряжении между анодом и катодом, у тиристора это напряжение можно регулировать током управления с помощью управляющего электрода (рис. 29)

В цепях переменного и импульсных токов это позволяет изменять время открытого состояния тиристора, а значит и время протекания тока через нагрузку. Это позволяет регулировать мощность, выделяемую в нагрузке.

 

 

Рисунок 29 – ВАХ тиристора

 

Рисунок 30 – Структура и внешние цепи тиристора