Тиристоры. Устройство. Принцип действия. Вольт-амперная характеристика. Применение

Тири́стор — полупроводниковый прибор с управляющим электродом, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние, то есть состояние низкой проводимости и открытое состояние, то есть состояние высокой проводимости.

Основное применение тиристоров — управление мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов, а также переключающие устройства.

Основная схема тиристорной структуры показана на рис. Она представляет собой четырёхслойный полупроводник структуры p-n-p-n, содержащий три последовательно соединённых p-n

перехода J1, J2, J3. Контакт к внешнему p-слою называется анодом, к внешнему n-слою — катодом. В общем случае p-n-p-n прибор может иметь до двух управляющих электродов (баз), присоединённых к внутренним слоям. Прибор без управляющих электродов называется диодным тиристором или динистором. Такие приборы управляются напряжением, приложенным между основными электродами. Прибор с одним управляющим электродом называют триодным тиристором или тринистором (иногда просто тиристором, хотя это не совсем правильно). В зависимости от того, к какому слою полупроводника подключён управляющий электрод, тринисторы бывают управляемыми по аноду и по катоду. Наиболее распространены последние.

Типичная ВАХ тиристора, проводящего в одном направлении (с управляющими электродами или без них), приведена на рис 2. Она имеет несколько участков:

Между точками 0 и 1 находится участок, соответствующий высокому сопротивлению прибора — прямое запирание.

В точке 1 происходит включение тиристора.

Между точками 1 и 2 находится участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Участок между точками 2 и 3 соответствует открытому состоянию (прямой проводимости).

В точке 2 через прибор протекает минимальный удерживающий ток I_h.

Участок между 0 и 4 описывает режим обратного запирания прибора.

Участок между 4 и 5 — режим обратного пробоя.

Вольтамперная характеристика симметричных тиристоров отличается от приведённой на рис. тем, что кривая в третьей четверти графика повторяет участки 0—3 симметрично относительно начала координат.

2. 7.Выпрямители. Схема однополупериодного выпрямителя однофазного переменного тока.

Выпрямитель (электрического тока) — преобразователь электрической энергии; устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.

Простейшая схема однополупериодного выпрямителя состоит только из одного выпрямляющего ток элемента (диода). На выходе — пульсирующий постоянный ток.

Напряжение со вторичной обмотки трансформатора проходит через вентиль на нагрузку только в положительные полупериоды переменного напряжения U₂. В отрицательные полупериоды вентиль закрыт, всё падение напряжения происходит на вентиле, а напряжение на нагрузке U_d равно нулю. Ток нагрузки I_d при чисто активной нагрузке повторяет форму напряжения U_d.