Содержание
- 2. Карта презентации Общие сведения Зонная диаграмма динистора ВАХ динистора Зонные диаграммы и токи диодного тиристора в
- 3. Общие сведения Тиристор – это полупроводниковый прибор с тремя и более р-n переходами, вольтамперная характеристика которого
- 4. При создании тиристора в качестве исходного материала выбирается подложка n- или р-типа. Типичный профиль легирующей примеси
- 5. Профиль концентрации легирующей примеси (Ns) в эмиттерах и базах тиристора
- 6. Зонная диаграмма динистора на различных участках ВАХ Вольт-амперная характеристика диодного тиристора приведенная на рисунке 4, имеет
- 7. Вах динистора
- 8. Зонные диаграммы и токи диодного тиристора в открытом состоянии В открытом состоянии (α – велики) все
- 9. Величина падения напряжения в прямом участке ВАХ составляет прямое напряжение на трех прямо смещенных p-n переходах
- 10. Зависимость коэффициента передачи α от тока эмиттера В области малых токов основная причина зависимости α от
- 11. Зависимость коэффициента М от напряжения VG. Умножение в коллекторном переходе
- 12. Тринистор Как уже говорилось, чтобы перевести тиристор в открытое состояние, нео6ходимо накопить избыточный отрицательный заряд в
- 14. Скачать презентацию
Слайд 2Карта презентации
Общие сведения
Зонная диаграмма
динистора
ВАХ динистора
Зонные диаграммы и токи диодного
тиристора в открытом
Карта презентации
Общие сведения
Зонная диаграмма
динистора
ВАХ динистора
Зонные диаграммы и токи диодного
тиристора в открытом
Зависимость коэффициента пердачи
α от тока эмиттера
Зависимость коэффициента
М от напряжения VG.
Умножение в коллекторном переходе
Тринистор
ВАХ тринистора
Слайд 3Общие сведения
Тиристор – это полупроводниковый прибор с тремя и более р-n переходами,
Общие сведения
Тиристор – это полупроводниковый прибор с тремя и более р-n переходами,
Структура тиристора показана на рисунке 1. Тиристор представляет собой четырехслойный р1-n1-р2-n2 прибор, содержащий три последовательно соединенных р-n перехода (П1, П2 и П3). Обе внешние области называют эмиттерами (Э1,Э2), а внутренние области – базами (Б1, Б2) тиристора (рис. 1а). Переходы П1 и П2 называются эмиттерными, переход П3 – коллекторный переход.
Управляющий электрод может быть подключен к любой из баз (Б1, Б2) тиристора, как показано на рисунке 1б.
Прибор без управляющих электродов работает как двухполюсник и называется диодным тиристором (динистором). Прибор с управляющим электродом является трехполюсником и называется триодным тиристором.
Слайд 4При создании тиристора в качестве исходного материала выбирается подложка n- или р-типа.
При создании тиристора в качестве исходного материала выбирается подложка n- или р-типа.
Слайд 5Профиль концентрации легирующей примеси (Ns) в эмиттерах и базах тиристора
Профиль концентрации легирующей примеси (Ns) в эмиттерах и базах тиристора
Слайд 6Зонная диаграмма динистора на различных участках ВАХ
Вольт-амперная характеристика диодного тиристора приведенная на
Зонная диаграмма динистора на различных участках ВАХ
Вольт-амперная характеристика диодного тиристора приведенная на
Участок характеристики между точками 1 и 2 соответствует закрытому состоянию с высоким сопротивлением. В этом случае основная часть напряжения VG падает на коллекторном переходе П2, который в смещен в обратном направлении. Эмиттерные переходы П1 и П2 включены в прямом направлении. Первый участок ВАХ тиристора аналогичен обратной ветви ВАХ p-n перехода.
При достижении напряжения VG, называемого напряжением включения Uвкл, или тока J, называемого током включения Jвкл, ВАХ тиристора переходит на участок между точками 3 и 4, соответствующий открытому состоянию (низкое сопротивление). Между точками 2 и 3 находится переходный участок характеристики с отрицательным дифференциальным сопротивлением, не наблюдаемый на статических ВАХ тиристора.
Слайд 7Вах динистора
Вах динистора
Слайд 8Зонные диаграммы и токи диодного тиристора в открытом состоянии
В открытом состоянии (α
Зонные диаграммы и токи диодного тиристора в открытом состоянии
В открытом состоянии (α
Действительно, при больших значениях коэффициента передачи α2 электроны, инжектированные из n2-эмиттера в р2-базу, диффундируют к р-n переходу коллектора П3, проходят его и попадают в n1-базу. Дальнейшему прохождению электронов по тиристорной структуре препятствует потенциальный барьер эмиттерного перехода П1. Поэтому часть электронов, оказавшись в потенциальной яме n1-базы, образует отрицательный избыточный заряд.
Инжектированные дырки из эмиттера р1 в базу n1 диффундируют к р-n переходу коллектора П3, проходят через него и попадают в базу р2. Дальнейшему их продвижению препятствует потенциальный барьер эмиттерного перехода П2. Следовательно, в базе р2 происходит накопление избыточного положительного заряда.
В результате накопления избыточного положительного заряда в базе р2 и отрицательного заряда в базе n1 переход П3 смещается в прямом направлении, происходит резкое увеличение тока и одновременное уменьшение падения напряжения на тиристоре. На рисунке 7 приведена зонная диаграмма тиристора с накопленным объемным зарядом в обеих базах n1 и р2.
Слайд 9Величина падения напряжения в прямом участке ВАХ составляет прямое напряжение на трех
Величина падения напряжения в прямом участке ВАХ составляет прямое напряжение на трех
Зонная диаграмма тиристора в открытом состоянии имеет следующий вид, когда на всех p-n переходах прямое смещение, на П1 и П2 за счет внешнего напряжения, и на П3 за счет объемных зарядов в базах Б1 и Б2.
Таким образом, тиристор имеет два устойчивых состояния: малый ток, большое напряжение, высокое сопротивление; и большой ток, малое напряжение, малое сопротивление. Переход тиристора из “закрытого” в “открытое” состояние связан с накоплением объемного заряда в базах Б1 и Б2 из-за роста значения коэффициента передачи эмиттерного тока α и коэффициента умножения М.
То есть рост α, М с ростом тока J и напряжения VG в тиристоре является причиной перехода тиристора из состояния “закрытого” в состояние “открытого”.
В открытом состоянии тиристор находится до тех пор, пока за счет проходящего тока поддерживаются избыточные заряды в базах, необходимые для понижения высоты потенциального барьера коллекторного перехода до величины, соответствующей прямому его включению. Если же ток уменьшить до значения Iу, то в результате рекомбинации избыточные заряды в базах уменьшатся, р-n переход коллектора окажется включенным в обратном направлении, произойдет перераспределение падений напряжений на р-n переходах, уменьшатся коэффициенты передачи α и тиристор перейдет в закрытое состояние.
Таким образом, тиристор в области прямых смещений (прямое включение) является бистабильным элементом, способным переключаться из закрытого состояния с высоким сопротивлением и малым током в открытое состояние с низким сопротивлением и большим током, и наоборот.
Слайд 10Зависимость коэффициента передачи α от тока эмиттера
В области малых токов основная причина
Зависимость коэффициента передачи α от тока эмиттера
В области малых токов основная причина
По мере роста прямого напряжения на p-n переходе диффузионная компонента тока JpD начинает превалировать над рекомбинационной. В терминах эффективности эмиттера это эквивалентно возрастанию эффективности эмиттера, а следовательно, и увеличению коэффициента передач α = γ·χ. На рисунке 6 показана зонная диаграмма эмиттерного перехода, которая иллюстрирует конкуренцию двух токов – рекомбинационного и диффузионного в токе эмиттера, а на рисунке 8 – типичная зависимость коэффициента передачи α от тока эмиттера Iэ при наличии рекомбинационных центров в ОПЗ p-n перехода.
Слайд 11Зависимость коэффициента М от напряжения VG. Умножение в коллекторном переходе
Зависимость коэффициента М от напряжения VG. Умножение в коллекторном переходе
Слайд 12Тринистор
Как уже говорилось, чтобы перевести тиристор в открытое состояние, нео6ходимо накопить избыточный
Тринистор
Как уже говорилось, чтобы перевести тиристор в открытое состояние, нео6ходимо накопить избыточный
На управляющий электрод базы подается напряжение такой полярности, чтобы прилегающий к этой базе эмиттерный переход был включен в прямом направлении. Это приводит к росту тока через эмиттерный переход и снижению Uперекл. На рисунке 9 приведено семейство ВАХ тиристора при различных значениях управляющего тока.
При достаточно больших значениях тока Iупр ВАХ тиристора вырождается в прямую ветвь ВАХ диода. Критическое значение тока Iупр, при котором на ВАХ тиристора исчезает участок с отрицательным диффиренциальным сопротивлением и тринистор включается, минуя запертое состояние, называется током спрямления.
Таким образом, наличие Iупр принципиально не меняет существа процессов, определяющих вид ВАХ тиристора, но меняет значения параметров: напряжение переключения и ток переключения.