Переходные процессы при включении тиристора

На рис.(а) приведены типичные характеристики переключения тиристора из закрытого состояния в открытое. В момент на тиристор воздействует импульс тока управления, вызывающий переходный процесс включения. Такой способ включения является наиболее распространенным. Интервал времени от момента начала управляющего импульса до момента, когда напряжение U на тиристоре уменьшается до 0,9 от его амплитудного значения или когда ток нарастает до 0,1 от амплитуды тока, называют временем задержки . Интервал времени, за который напряжение спадает от 0,9 до 0,1 от начального значения, а ток нарастает от 0,1 до 0,9 от амплитуды, называется временем нарастания . Сумму времени задержки и времени нарастания называют временем включения:

В той части структуры, которая расположена ближе к управляющему электроду, управляющее напряжение устанавливается относительно быстро, а на удаленных частях это напряжение оказывается меньше на величину падения напряжения на резисторах. Поэтому основная доля тока протекает вблизи управляющего электрода. Другими словами, появляется неравномерное включение тиристора. Полное "включение" площади произойдет в результате диффузии и дрейфа носителей заряда от области начального включения в поперечном (радиальном) направлении.

Практическое задание: 8вопрос. Классификация п/п приборов(ПП).

Разделение п/п приборов(ПП) на виды по принципу действия:

Аппараты с естественной коммутацией. Эти аппараты предназначены для работы в сетях переменного тока. Отключение их осуществляется за счет изменения полярности напряжения источника питания, в результате чего к тиристорам прикладывается обратное напряжение, и они выключаются. Принцип естественной коммутации используется во всех полупроводниковых и комбинированных аппаратах переменного тока: контакторах, пускателях, переключателях, выключателях нагрузки и выключателях при оперативном отключении номинальных токов.

Аппараты, с искусственной коммутацией.Процесс отключения этих аппаратов тоже связан с изменением знака напряжения на ПП и поддержанием сигнала обратного смещения на время, достаточное для их выключения. Но в данном случае это достигается вспомогательными схемными средствами, с помощью которых обеспечивается снижение анодного тока в ПП до нуля. В группу аппаратов, где используется искусственная коммутация, входят все аппараты постоянного тока и защитные полупроводниковые аппараты переменного тока.

Комбинированные аппараты. Особенность комбинированных аппаратов состоит в том, что процесс отключения их протекает в два этапа. В течение первого этапа за счет схемных средств или воздействия на электрическую дугу осуществляется принудительный переход тока из контактной цепи в параллельно соединенную с ней полупроводниковую цепь. На втором этапе происходит прерывание тока полупроводниковой частью аппарата с использованием, как правило, принципа естественной коммутации.

Аппараты с фазовым регулированием.К этой группе относятся аппараты переменного тока с естественной и искусственной коммутацией, выполняющие дополнительно функцию регулирования выходной мощности. Силовые части аппаратов с фазовым регулированием и без регулирования не имеют различий. Режим регулирования обеспечивается системой управления, с помощью которой осуществляется задержка включения тиристоров на заданный угол по отношению к нулю тока.

23. Переходные процессы при отключении тиристора. Переходный процесс выключения тиристора представляет собой процесс перехода из открытого состояния в закрытое. Когда тиристор находится в проводящем состоянии, базовые и эмиттерные ее слои содержат избыточные заряды. При приложении обратного напряжения к тиристору, находящемуся в проводящем состоянии, он переходит из открытого состояния в закрытое, за время, необходимое для удаления накопленного в его слоях избыточного заряда. Протекание обратного тока через структуру способствует дальнейшему уменьшению концентрации избыточных носителей заряда за счет выноса их внешним электр. полем. После этого подаем прямое напряжение, для того чтобы восстановить свою управляющую способность в прямом направлении.

24. Туннельный диод – это полупроводниковый диод на основе вырожденного полупроводника, в котором туннельный эффект приводит к появлению на вольт-амперной характеристике при прямом напряжении участка с отрицательной дифференциальной проводимостью. В основу туннельных диодов положено структуру p⁺-n^-, то есть туннельные диоды получают на основе сильнолеггированых (вырожденных) полупроводников. Концентрация примесей в областях p и n достигает 10¹⁹...10²⁰ см^-3, в результате чего ширина переходов туннельных диодов на два порядка меньше, чем у обычных, и не превышает 10^-2мкм. При таких условиях создается возможность туннелирования носителей заряда через потенциальный барьер p-n перехода. Для изготовления туннельных диодов используют такие полупроводниковые материалы: германий, кремний, арсенид галлия, антимонид индия. И – туннельные диоды.

25.

ВАХ биполярных транзисторов.Входной характеристикой для схемы с ОБ является зависимость напряжения U_эб от входного тока I_э при фиксированном U_кб . Выходная характеристика для схемы с ОБ выражает зависимость тока коллектора I_к =f₂(U_кб) при заданных входных токах I_э.

26.

ВАХ полевых транзисторов. Выходные характеристики биполярных и полевых транзисторов похожи друг на друга, за исключением того, что у биполярного транзистора перегиб характеристик происходит при значительно более низких напряжениях на коллекторе. Входные характеристики полевого транзистора существенно отличаются от характеристик биполярного транзистора. Входные характеристики последнего подобны характеристикам открытого полупроводникового диода, в то время как у полевого транзистора они подобны характеристикам запертого диода (смещённого в обратном направлении).

27. Система h-параметров для системы h-параметров в качестве входных параметров задаются ток I₁ и напряжение U₂, а в качестве выходных параметров рассчитываются ток I₂ и напряжение U₁, при этом система, описывающая связь входных I₁, U₂ и выходных I₂, U₁ параметров, выглядит следующим образом:

Значения коэффициентов в уравнении для h-параметров имеют следующий вид:

- входное сопротивление при коротком замыкании на выходе;

- выходная проводимость при холостом ходе во входной цепи;

- коэффициент обратной связи при холостом ходе во входной цепи;

- коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе.

схема замещения

28. Полевой транзистор с изолированным затвором – это полевой транзистор, затвор которого электрически изолирован от проводящего канала полупроводника слоем диэлектрика. Благодаря этому, у транзистора очень высокое входное сопротивление (у некоторых моделей оно достигает 10¹⁷ Ом). Принцип работы этого типа полевого транзистора, как и полевого HYPERLINK "http://hightolow.ru/transistor3.html"транзистораHYPERLINK "http://hightolow.ru/transistor3.html" с управляющим PN-переходом, основан на влиянии внешнего электрического поля на проводимость прибора. В соответствии со своей физической структурой, полевой транзистор с изолированным затвором носит название МОП-транзистор (Металл-Оксид-Полупроводник), или МДП-транзистор (Металл-Диэлектрик-Полупроводник).