Принцип действия тиристора

Тиристор является силовым электронным не полностью управляемым ключом. Поэтому иногда в технической литературе его называют однооперационным тиристором, который может сигналом управления переводиться только в проводящее состояние, т.е. включаться. Для его выключения (при работе на постоянном токе) необходимо принимать специальные меры, обеспечивающие спадание прямого тока до нуля. Тиристорный ключ может проводить ток только в одном направлении, а в закрытом состоянии способен выдержать как прямое, так и обратное напряжение.

Тиристор имеет четырехслойную p-n-p-n-структуру с тремя выводами: анод (A), катод (C) и управляющий электрод (G), что отражено на рис. 6.7, a.

b)

Рис. 6.7. Обычный тиристор: a) – условно-графическое

обозначение; b) – вольтамперная характеристика.

На рис. 6.7, b представлено семейство выходных статических ВАХ при различных значениях тока управления i_G . Предельное прямое напряжение, которое выдерживается тиристором без его включения, имеет максимальные значения при i_G = 0. При увеличении тока i_G прямое напряжение, выдерживаемое тиристором, снижается. Включенному состоянию тиристора соответствует ветвь II, выключенному – ветвь I, процессу включения – ветвь III. Удерживающий ток или ток удержания равен минимально допустимому значению прямого тока i_A , при котором тиристор оста­ется в проводящем состоянии. Этому значению также соответствует минимально возможное значение прямого падения напряжения на включенном тиристоре .

Ветвь IV представляет собой зависимость тока утечки от обратного напряжения. При превышении обратным напряже­нием значения U_BO начинается резкое возрастание обратного тока, связанное с пробоем тиристора. Характер пробоя может соответ­ствовать необратимому процессу или процессу лавинного пробоя, свойственного работе полупроводникового стаби­литрона.

Тиристоры являются наиболее мощными электронными ключами, способными коммутировать цепи с напряжением до 5 кВ и токами до 5 кА при частоте не более 1 кГц. Конструктивное исполнение тиристоров приведено на рис. 6.8.

Рис. 6.8. Конструкция корпусов тиристоров:

а) – таблеточная; б) – штыревая