Тиристор – полупроводниковый прибор на основе
монокристалла полупроводника с многослойной структурой
типа p –n –p – n обладает свойствами управляемого
электрического вентиля. В качестве полупроводника обычно
применяют кремний.
Обычно тиристор имеет три вывода: два из них (катод и
анод) контактируют с крайними областями монокристалла, а
третий вывод – управляющий. Такой управляемый тиристор
называется иногда триодным, или тринистором.
Неуправляемый тиристор, имеющий всего два вывода (анод -
катод), называется диодным
тиристором или динистором.
Четырехслойная структура тиристора изображена на рис 1.
 
На рисунке 2 - его транзисторный аналог.
Вольт-амперная характеристика, ВАХ динистора, имеет вид
на рисунке 3.

Устойчивое состояние (точка D
на ВАХ) достигается в
результате перехода транзисторов тиристора в режим
насыщения. Падение напряжения на открытом динисторе -
тиристоре составляет около 1,5 – 2,0 вольта.
Если на анод подать положительное напряжение
относительно катода, то крайние электронно-дырочные
переходы П1 и П3 оказываются смещенными в прямом
направлении, а центральный переход П2 в обратном.
С увеличением анодного напряжения Uа, ток через динистор
сначала растет медленно (участок А - В на ВАХ).
Сопротивление перехода П2 , в этом режиме еще велико,
это соответствует запертому состоянию динистора.
При некотором значении напряжения (участок В - С на ВАХ).
называемым напряжением переключения Uпер (напряжение
лавинного пробоя перехода П2), динистор переходит в
проводящее состояние.
В цепи устанавливается ток (участок D – E на ВАХ),
определяемый сопротивлением внешней цепи
Rн и величиной
приложенного напряжения U (рис 2).
Напряжение пробоя динистора, в зависимости от
экземпляра, изменяется в широких пределах и
имеет значения порядка десятков и сотен вольт.
На вольт – амперной характеристике, ВАХ (рис 3.),
обозначены участки:
- А – В участок в прямом включении, здесь динистор
заперт и приложенное к его выводам напряжение меньше,
чем необходимо для возникновения лавинного пробоя;
- В – С участок пробоя коллекторного перехода;
- C - D участок отрицательного сопротивления;
- D - E участок открытого состояния динистора (динистор
включен).
Динистор имеет два устойчивых состояния:
- заперт (А – В)
- открыт (D - E)
В участке A – D – E явно просматривается кривая ВАХ
диода.
Тиристор имеющий три электрода – анод, катод и
управляющий электрод – называется тринистором или просто
тиристором.
Четырех слойная структура типа p – n – p – n является
единой для тиристора – динистора. Просто, у динистора
отсутствует дополнительный вывод управляющего электрода.
При подаче тока в цепь управляющего электрода, тиристор
переключается в открытое состояние при меньших значениях
Uпер.
Если каким-то образом уменьшать ток, проходящий через
динистор - тиристор, то при некотором его значении
(точка D на ВАХ) тиристор закроется.
Минимальный ток, при котором тиристор - динистор
переходит из открытого в закрытое состояние (при токе
управляющего электрода Iу =0) называется током удержания
Iуд.
Если через управляющий электрод тиристора пропустить
отпирающий ток, то тиристор перейдёт в открытое
состояние.
Включение транзисторного аналога тиристора (рис 2) можно
осуществить по двум входам: между электродами (Э1 –Б1),
либо между электродами (Э2 – Б2).
Вольтамперная характеристика тиристора (Рис 4), похожа на
вольтамперную характеристику динистора.

Однако отпирание тиристора обычно происходит при
существенно более низком напряжении, чем
необходимо динистору. К раннему открыванию тиристора
приводит протекание тока через управляющий электрод. Чем
больше ток управляющего электрода от Iy1 до Iy4, тем при
более низком напряжении Ua тринистор перейдёт в
открытое состояние. Это отражено на вольтамперной
характеристике тиристора.
Тиристоры изготавливают на разные мощности: маломощные
(ток 50 мА. – 100 мА), средней мощности (ток до 20
ампер) и большой мощности (токи 20 – 10000 ампер) и
величины напряжения от нескольких вольт до 10 тысяч
вольт.
По назначению и принципу действия тиристоры делятся на:
запираемые, быстродействующие, импульсные, симметричные
и фототиристоры.
Тиристор и динистор пропускают ток только в одном
направлении – от анода к катоду.
В настоящее время появились двунаправленные динисторы
(пропускают ток в обоих направлениях) и двунаправленные
тиристоры (симисторы).

Симистор имеет в своем составе как бы два тиристора,
включенных встречно, с управлением от одного
управляющего электрода.
ВАХ (вольт - амперная характеристика) симистора
представлена на рис 5.
Она имеет две одинаковые ветви. При положительном
полупериоде сетевого напряжения действует правая ветвь,
при отрицательном полупериоде – левая.
На управляющий электрод, относительно катода, также
подается соответственно то положительное, то
отрицательное управляющее напряжение.
В схемах управления, симистор может заменить два
тиристора.
Динисторы применяют в регуляторах и переключателях,
чувствительных к изменениям напряжений.
Наличие двух устойчивых состояний (включен - выключен),
а также низкая мощность рассеяния тиристора, обусловили
широкое использование их в различных устройствах.
Тиристоры применяются в регулируемых источниках питания,
генераторах мощных импульсов, в линиях передачи энергии
постоянного тока, в системах автоматического управления
и т.д.
Внешний вид тиристора и его обозначение на схемах:
 
Симисторы нашли широкое применение в устройствах
регулирования скорости вращения электродвигателей, в
системах регулирования освещения, в электронагревателях, в
преобразовательных установках.
Внешний вид симистора такой же как и у обычного
тиристора.
|