Триодные тиристоры.

Триодный тиристор (тринистор) – это тиристор, имеющий два основных и один управляющий выводы.

Для переключения тринистора из закрытого в открытое состояние тоже необходимо накопление избыточных носителей заряда в базовых областях. В динисторе при повышении анодного напряжения до U_вкл это накопление неравновесных носителей заряда происходит либо из-за увеличения уровня инжекции через эмиттерные переходы, либо из-за ударной ионизации в ОПЗ коллекторного перехода. В тринисторе, имеющем дополнительный управляющий вывод от одной из базовых областей, можно повысить уровень инжекции через прилегающий к ней эмиттерный переход путем подачи на него дополнительного прямого напряжения. Таким образом, можно добиться переключения тринистора в открытое состояние даже при небольшом анодном напряжении, меньшем U_вкл.

Часто бывает удобным представление тиристора в виде эквивалентной модели, составленной из двух транзисторов. Если на рис. 4,а провести мысленно разрез по штриховой линии, то получится схема, представленная на рис. 4,б. Она состоит из двух транзисторов: VT1 p-n-p типа и VT2 n-p-n типа. Эмиттерные переходы тиристора являются эмиттерными переходами транзисторов, а коллекторный переход тиристора является общим коллекторным переходом обоих транзисторов. Слой n₁ – это база VT1 и коллектор VT2, а слой p₂ – база VT2 и коллектор VT1. Поскольку разрез только мысленный, то в тиристоре базы каждого транзистора напрямую соединены с коллекторами другого транзистора, то есть коллекторный ток первого транзистора является базовым током второго, и наоборот.

Используем эту модель для анализа механизма переключения тринистора с помощью управляющего тока. Усилительные свойства транзисторов VT1 и VT2 будем характеризовать коэффициентами передачи тока эмиттера a _p и a_n или коэффициентами передачи тока базы b_p и b_n. Из схемы рис. 4,б следует, что управляющий ток I_у – это базовый ток I_Б2 транзистора VT2.

Он вызывает инжекцию электронов через эмиттерный переход П3 и коллекторный ток VT2, будет

I_K2 = a_nI_Э2 = b_nI_у.

Ток I_K2 - базовый ток транзистора VT1 I_Б1, он вызывает инжекцию дырок через эмиттерный переход П1, в результате чего коллекторный ток VT1

I_K1= a_pI_Э1 = b_pI_Б1 = b_pI_K2 .

Ток I_K1 в сумме с током I_у создают ток I_Б2, то есть ток I_K1 увеличивает ток управления и потому является током внутренней ПОС. При наличии ПОС управляющий сигнал становится:

I_Б2 = I_у + I_K1 = I_у + b_pI_K2 = I_у + b_Pb_nI_у. = I_у (1 + b_Pb_n) (2.1)

Из (2.1) следует, что, сели b_p > 1 и b_n > 1, так, что b_Pb_n >> 1, то в скобках (2.1) можно пренебречь единицей. Это означает, что при этом условии (b_Pb_n >> 1) базовые токи будут быстро нарастать и оба транзистора окажутся в насыщении даже после отключения

управляющего тока. При этом коллекторный переход П2 будет смещен в прямом направлении, как и в обычном транзисторе в режиме насыщения.