Полевой транзистор и тиристоры

Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на управлении электрическим сопротивлением токопроводящего канала поперечным электрическим полем, создаваемым приложенным к затвору напряжением.

Область, из которой носители заряда уходят в канал, называется истоком, область, в которую они уходят из канала, называется стоком, электрод, на который подается управляющее напряжение, называется затвором.

Тиристоры. Тиристорами называют управляемые полупроводниковые приборы на основе многослойных (четыре слоя и ли более) р-n структур, способные под действием сигнала управления переходить из закрытого (непроводящего) в открытое (проводящее) состояние.

Наибольшее распространение получили тиристоры имеющие четырехслойную р-n- р-n структуру (рис. 6, а)

Рис. 6

Тиристоры обозначаются буквами VS, а их графическое обозначение показано на рис. 6, б и имеет три вывода, которые называются: анод А, катод К, управляющий электрод УЭ.

Если тиристор включить в цепь (рис. 6, в) с сопротивлением нагрузки R_н и источником Е_а, то при нулевом сигнале управления I_у =0 ток в цепи I_а будет отсутствовать. Это связано с тем, что при прямом закрытом состоянии, на участке I ВАХ тиристора (рис.7) сопротивление тиристора очень большое. Если теперь на управляющий электрод подать отпирающий импульс положительной полярности, то VS включается и через нагрузку R_н начинает протекать ток. Ввиду малого падения напряжения на включенном тиристоре (точка 2 на участке II ВАХ тиристора рис.7) анодный ток после включения определяется выражением I_а = Е_а/R_н.

Рис. 7

Включение тиристора может произойти и без сигнала управления, если увеличить ЭДС источника питания Е_а до значения, большего U_вкл , показанного на рис. 7. В этом случае рабочая точка с участка I ВАХ переходит на участок II минуя падающий участок III. После включения открытое состояние тиристора сохраняется вне зависимости от наличия сигнала на управляющем электроде.

Выключить тиристор можно только в результате снижения анодного напряжения до нуля или отрицательного значения (U_к 0) или прерывания анодного тока.

Управляющая цепь такого прибора выполняет только одну операцию – включение тиристора. Такой тип тиристоров является наиболее распространенным и называется однооперационным тиристором.

Помимо рассмотренного типа тиристоров существуют другие разновидности тиристоров: динисторы, симисторы, двухоперационные тиристоры.

Динисторы – тиристоры без управляющего электрода. Для включения динистора к нему необходимо приложить напряжение Е_а> U_вкл. при обратном напряжении динистор всегда заперт.

Симисторы – многослойные переключающие приборы с симметричной ВАХ для прямого и обратного напряжения. Симистор может коммутировать ток лютого направления и заменяет собой цепь из двух тиристоров включенных встречно-параллельно.

Двухоперационные (запираемые) тиристоры – тиристоры с возможность управления открытием и закрытием. При подаче положительного сигнала на управляющий электрод тиристор открывается, а при подаче отрицательного сигнала – закрывается.

Тиристоры нашли широкое применение в преобразовательной технике, регулируемом электроприводе и других областях.