Симметричный тиристор

 

Симметричным тиристором, или симистором, называют тиристор, который переключается из закрытого состояния в открытое как в прямом, так и в обратном направлении. Он имеет симметричную вольт–амперную характеристику, т.е. одинаковые по виду прямую и обратные ветви. В связи с этим симисторы применяют как переключающие приборы в цепях переменного тока.

Симметричные тиристоры разделяют на диодные и триодные. Диодный симметричный тиристор (диак) включается при достижении как в прямом, так и в обратном направлениях определенного значения между основными выводами, равного напряжению переключения. Триодный симметричный тиристор (триак) включается как в прямом, так и в обратном направлениях при подаче сигнала на его управляющий электрод.

Структура симистора характеризуется большим, чем четыре, числом чередующихся областей р – и n – типа и, соответственно, имеет не три, а больше число переходов: для диака пять слоев и четыре перехода, для триака– шесть и более слоев, пять и более переходов

Рассмотрим структуру и принцип действия симистора, на рисуноке 52, а изображен эквивалент в виде двух тиристоров; 52,б,в – условные графические обозначения диака и триака; 52,г – схема включения триака.

Эту структуру можно рассматривать как два обычных тиристора, включенных встречно–параллельно. Первый из них включает часть структуры правой стороны – c переходами , и (рисунок 52,а); для него прямым будет положительное напряжение на аноде относительно катода. В этом случае переходы и находятся под прямым напряжением, а – под обратным. Как было подробно рассмотрено для обычного тиристора, с увеличением тока в –слое накапливаются электроны, а в – слое – дырки, что приводит к перемене полярности напряжения на переходе с обратной на прямую, и тиристор переключается из закрытого состояния в открытое.

Если на электрод УЭ подавать импульс управляющего напряжения со знаком “плюс” относительно анода А, то на дополнительном переходе создается прямое напряжение, электроны инжектируются из области в область , диффундируют через нее к переходу и перебрасываются полем его контактной разности потенциалов в – слой. Насыщение – слоя приводит в свою очередь к увеличению

Рисунок 52

прямого напряжения на переходе , под действием которого усиливается инжекция дырок – слоя в n₂–слой; они диффундируют через – слой и перебрасываются под действием обратного напряжения на переходе в – слой. Накопление дырок в – слое и электронов в – слое под действием импульсов управляющего сигнала происходит мгновенно, и тиристор переключается в открытое состояние при меньшем напряжение между основными электродами, чем напряжение переключения при отсутствии тока управления.

Рисунок 53

При перемени полярности напряжения в основной цепи – процессы происходят так же, как в обычном тиристоре. Импульс управляющего сигнала создает дополнительное прямое напряжение на переходе , и через него проходит ток управления , вызывая переключение симистора из закрытого состояния в открытое.

Рассмотренные процессы отражены на семействе вольт–амперных характеристик симистора (рисунок 53)

В прямом направлении они такие же, как для обычного тиристора, а в обратном – аналогичны им, но располагаются симметрично в третьем квадранте системы координат.