Тиристоры

1. Тиристоры

2.

• Тиристоры – класс полупроводниковых
приборов с тремя
или более p-n
переходами, обладающие свойством в
зависимости от напряжения на электродах
находиться в двух устойчивых состояниях
(открытом и закрытом).
• Тиристоры применяются в устройствах
автоматики в том числе для управления
мощными потребителями (электродвигатели
станков, наземного транспорта).
• Также
тиристоры
используются
в
управляемых выпрямителях переменного
тока и инверторах.

3. Виды тиристоров

• 1. Диодный тиристор (динистор) –
неуправляемый тиристор имеющий два
вывода
для
подключения
в
электрическую цепь.
• УГО:

4. Полупроводниковая структура динистора

• Динистор состоит из 3-х p-n переходов
• При подключении динистора в цепь
постоянного тока (анод «+», катод «-»)
центральный переход n1p2 ,будет
смещен в обратном направлении и ток
через динистор будет минимальным
(закрытое состояние)

5.

• При некотором напряжении включения
Uвкл возникает лавинный пробой внутреннего
перехода и динистор переходит в состояние с
высокой
проводимостью
(открытое
состояние).
• Открытое состояние динистора может
сохраняться
даже
при
последующем
понижении напряжения.
• Для закрытия динистора необходимо, чтобы
ток через него стал меньше тока удержания
Iуд (на практике используют полное
прерывание тока через тиристор).

6. ВАХ динистора

• I – закрытое
состояние;
• II – переход в
открытое
состояние;
• III – открытое
состояние
• Обратная
ветвь
динистора
соответствует ветви выпрямительного
диода при обратном включении.

7.

• 2. Триодный тиристор (тринистор) –
управляемый
тиристор
имеющий
дополнительный
вывод
управления,
подключенный к одной из внутренних
областей полупроводниковой структуры.
• В зависимости от этого выделяют тринисторы
с катодным или анодным управлением.
• УГО и П/П структура:

8.

• Принцип работы тринистора аналогичен
принципам работы диодного тиристора с той
разницей, что при подаче импульса тока на
управляющий
электрод
у
тиристора
снижается напряжение включения и прибор
переходит в проводящее состояние при
меньшем напряжении. Это происходит
вследствие
инжекции
дополнительных
неосновных носителей в область закрытого
перехода p1n2.
• Для закрытия тиристора также необходимо,
чтобы ток через него стал меньше, чем Iуд.

9. ВАХ тринистора

• U`вкл >U``вкл>U```вкл

10.

• 3.
Симметричный
триодный
тиристор
(триодный
симистор,
TRIAC) – тиристор, предназначенный
для работы в цепях переменного тока.
Имеет симметричную ВАХ.
• УГО и п/п структура:

11.

• Симистор, как и тринистор, может
управляться как по аноду, так и по
катоду.
• ВАХ симистора:

12.

• 4.
Неуправляемые
диодные
симисторы
(DIAC)
как
и
управляемые симисторы работают на
переменном токе, но не имеют
управляющего электрода.
УГО
Полупроводниковая структура

13.

• Существую
также
запираемые
тиристоры (GTO). В таких приборах
подачей тока на управляющий электрод
можно добиться выключения тиристора.
• УГО запираемых тиристоров:

14.

• Схемы с тиристорами:
Выходное
напряжение
переменного тока
Источник
питания
постоянного
тока
Инвертор на тиристорах – преобразователь постоянного тока в
переменный
Для преобразования используется управляемый мост на тиристорах

15.

Электрические
фильтры
Цветомузыкальная
приставка
Тиристоры используются в качестве управляемых ключей для ламп
накаливания.
Включение ламп осуществляется при подаче на управляющий
электрод тиристоров звукового сигнала определенного частотного
диапазона, определяемый настройками фильтров.
Выключение ламп осуществляется автоматически при смене
полярности питающего переменного напряжения.

16.

• Схема управления цепью переменного
тока с помощью тринистора
питание
включение
нагрузки
нагрузка
Диодный мост играет функцию выпрямителя
переменного напряжения для тринистора.

17.

• Тиристоры также часто используются в
регуляторах мощности.
• Принцип работы основан на питании нагрузки импульсами
тока разной длительности, которую устанавливает тиристор за
счет регулировки времени нахождения в открытом состоянии.
Для увеличения мощности тиристор должен быть открытым
весь период переменного тока, а для уменьшения – только
часть периода (фазовое управление).

18. Вопросы

1. Дайте определение тиристорам.
2. Назовите виды тиристоров.
3. Начертите УГО для каждого вида тиристора.
4. Начертите ВАХ динистора.
5. При каком условии тиристор перейдет в открытое
состояние?
6. При каком условии тиристор из открытого
состояния перейдет в закрытое?
7. Как определить напряжение включения тиристора
по ВАХ?
8. Как определить ток удержания тиристора по ВАХ?
9. Назовите сферы применения тиристоров.