МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ЗНЯТТЯ ХАРАКТЕРИСТИК І ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ТРІОДНОГО ТИРИСТОРА
Інструкція до лабораторної роботи № 7
з дисципліни: “Електроніка та мікросхемотехніка”
для студентів базового напряму 6.0914
«Комп’ютеризовані системи, автоматика і управління»
Затверджено
на засіданні кафедри
(Комп’ютеризовані системи автоматики(
Протокол №8 від 24 грудня 2008 р.
Львів – 2008 Зняття характеристик і визначення параметрів тріодного тиристора: Інструкція до лабораторної роботи №7 з дисципліни: “Електроніка та мікросхемотехніка” / Укл.: Вітер О.С., Гаранюк І.П. ( Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2008. ( 12 с.
Укладачі Вітер О.С., канд. техн. наук, доц.
Гаранюк І.П., канд. техн. наук, доц.
Відповідальний за випуск Наконечний А.Й., д-р техн. наук, проф.
Рецензент Проць Р.В., канд. техн. наук, доц.
Мета роботи – вивчення властивостей кремнієвих тріодних тиристорів, особливостей їх характеристик та параметрів.
Теоретичні відомості
Тиристор – перемикаючий напівпровідниковий пристрій з трьома n-p переходами, який застосовується в джерелах живлення, в електроприводі, а також в інших пристроях автоматики. Для зменшення втрат тиристори переважно працюють у ключовому режимі.
Залежно від кількості електродів тиристори поділяються на:
діодні (динистори), які мають два електроди;
тріодні тиристори, які мають три електроди.
Залежно від здатності пропускати струм в одному чи в двох напрямках тиристори поділяються на:
однопровідні;
двопровідні (симетричні тиристори або симистори).
За потужністю тиристори поділяються на:
малопотужні, в яких постійний струм у відкритому стані А;
середньої потужності ( А;
силові ( А.
Принцип дії тиристора. Основою тиристора є чотиришарова напівпровідникова структура p-n-p-n типу (рис.1а). Тиристор має три n-p переходи, зокрема два з них (П1 і П3) працюють у прямому напрямку, а середній перехід П2 – у зворотному напрямку. Крайня область р структури називається анодом (А), а крайня область n – катодом (К). Для опису принципу роботи тиристора можна використовувати модель, яка складається з двох транзисторів VТ1 і VТ2, що мають провідності типу p-n-p і n-p-n відповідно і які з’єднані у відповідності з рис.3. Згідно з такою моделлю виходить, що переходи П1 і П3 є емітерними переходами цих транзисторів, перехід П2 працює в обох транзисторах як колекторний перехід.
Переважно тиристори виготовляють з кремнію, зокрема емітерні переходи є сплавні, а колекторний перехід виготовляють за допомогою дифузії. Застосовується також планарна технологія виготовлення тиристорів. Концентрація домішок в базових областях значно менша, ніж в емітерних областях. До однієї з базових областей під’єднують керуючий електрод (КЕ).
При відсутності зовнішньої напруги на n-p переходах тиристора встановлюється стан термодинамічної рівноваги, при якій струми дифузії та дрейфу, які проходять через кожен n-р перехід, взаємно зрівноважують ся. Тому сумарний струм тиристора дорівнює нулю. В цьому режимі тиристор можна вважати закритим. Потенціальні бар’єри всіх n-p переходів мають однакову висоту (рис.1).
Якщо на електроди тиристора подана зовнішня пряма напруга (плюсом до аноду й мінусом до катоду), то емітерні n-р переходи П1 і П3 будуть увімкненні в прямому, а центральний П2 – у зворотному напрямках. При цьому потенціальна діаграма тиристора змінюється (рис.2).
Через переходи П1 і П3, які працюють у прямому напрямку, в області, які примикають до переходу П2, інжектуються неосновні носії заряду, що зменшує опір переходу П2. З другого боку, підвищення зворотної напруги на переході П2 збільшує його опір, оскільки під впливом зворотної напруги основні носії заряду виштовхуються в різні сторони від границі, тобто перехід збіднюється основними носіями. При цьому через тиристор проходить невеликий струм, який залежить від зовнішньої напруги і, в основному, зумовлений інжекцією емітерних n-p переходів. До напруг...
