Материал: Москатов Электроника 2010

101Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

рый равен отношению тока анода к необходимому для выключения компонента обратному току управляющего электрода.

Запираемые тиристоры обычно используют в преобразовательной технике в качестве электронных ключей.

7.5. Симисторы

Симисторы, в отличие от обычных тиристоров, проводят ток анодкатод при протекании тока по управляющему электроду, как в прямом направлении, так и в обратном. В результате этого их вольтамперная характеристика симметрична, что отражено на рис. 7.4.

Рис. 7.4. ВАХ симистора Таким образом, на вольтамперной характеристике каждого сими-

стора присутствуют два участка отрицательного дифференциального сопротивления.

Структура симистора содержит пять слоѐв, что показано на рис. 7.5.

102Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

Рис. 7.5. Структура симистора

К управляющему электроду, который отведѐн от зоны n3, подсоединим вывод отрицательного напряжения, полученного от источника питания, относительно вывода от зон p2, n4, в результате чего электроны из зоны n3 инжектируют в зону p2. Кроме того, приложим напряжение от источника питания положительным полюсом к зонам p1, n1, а отрицательным полюсом к зонам p2, n4. Переходы П1 и П4 открыты, и играют роль эмиттерных переходов, а переход П2 закрыт и исполняет обязанности коллекторного перехода, и через симистор по выводам анод-катод протекает ток.

Теперь поменяем полярность и приложим напряжение отрицательным полюсом к зонам p1, n1, а положительным полюсом к зонам p2, n4. Переходы П1 и П4 закрыты, и переход П1 выполняет функции коллекторного перехода, а переход П2 открыт и служит коллекторным переходом, и через симистор и в этом случае по выводам анодкатод течѐт ток.

Симисторы нашли широкое применение в устройствах регулирования скорости вращения электродвигателей, в системах освещения, в электронагревателях, в преобразовательных установках.

103Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

7.6. Фототиристоры

Фототиристором называют специальный тиристор, в корпусе которого (в случае дискретного исполнения) предусмотрено окно, при облучении которого световым потоком тиристор переходит в открытое состояние. При облучении всего полупроводникового кристалла, либо только участка между катодом и управляющим электродом тиристора под действием фотонов возникает фотогенерация носителей заряда, и чем интенсивнее будет световой поток, тем больше станет ток, протекающий по тиристору. При достаточной освещѐнности ток через выводы анод-катод тиристора лавинообразно возрастает, что вызывает открывание тиристора. Длительность включения фототиристоров может достигать несколько микросекунд. Следует отметить, что спектр света, которым облучают полупроводниковую структуру, должен быть согласован с определѐнной длиной волны, к облучению которой фототиристор максимально чувствителен. Материалом фототиристоров, как и типовых тиристоров, обычно выступает кремний. Редко в качестве основного материала маломощных быстродействующих тиристоров выступает арсенид галлия.

Некоторые фототиристоры позволяют коммутировать токи силой до сотен ампер при напряжениях анод-катод в десятки киловольт и обеспечивают гальваническую развязку системы управления и исполнительной цепи. В результате между устройством управления и фототиристором не нужно включать дорогой, ненадѐжный и крупногабаритный высоковольтный трансформатор, который был бы необходим для гальванической развязки обычного тиристора, включѐнного в цепь с высоким напряжением относительно земли.

104Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

7.7. Основные параметры тиристоров

К некоторым важнейшим параметрам тиристоров относят следующее:

Амплитуда повторяющегося импульсного напряжения, которое прикладывают к закрытому тиристору, B.

Длительность включения, т.е. такой отрезок времени, за который тиристор переходит в открытое состояние под действием импульса тока, протекающего по управляющему электроду, мс.

Критическая скорость нарастания напряжения на закрытом тиристоре, т.е. значение такой максимальной скорости нарастания напряжения, которое не приведѐт к отпиранию тиристора, dU / dt.

Напряжение включения, т.е. такое напряжение, приложенное к динистору, при котором он переходит в открытое состояние, В.

Напряжение переключения, т.е. приложенное к тиристору напряжение во время переключения, В.

Неповторяющийся ударный ток тиристора в открытом состоянии, т.е. предельно допустимый ток через открытый тиристор, который не вызовет выход компонента из строя при кратковременном воздействии, по завершении которого сила тока станет много меньше, А.

Постоянный обратный ток, протекающий по выводам анод-катод тиристора в закрытом состоянии, мА.

Предельно допустимая амплитуда импульсов тока, протекающего через выводы анод-катод открытого тиристора, А.

Предельно допустимый постоянный ток через выводы анодкатод открытого тиристора, А.

Ток запирания, т.е. такой ток, протекающий по управляющему электроду, который инициирует переход тиристора из открытого состояния в закрытое состояние, А.

Ток удержания, т.е. минимальный ток такой силы, под действием которого тиристор не переходит в закрытое состояние, А.

105Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

8. Вакуумные и ионные компоненты

8.1. Общие сведения об электровакуумных приборах

Электровакуумные лампы были исторически первыми электронными приборами, которые позволяли вырабатывать, преобразовывать и усиливать сигналы.

Усилительной или генераторной электровакуумной лампой, называют компонент, протекание тока через который обусловлено движением заряженных частиц в вакууме, управление которым может быть организовано путѐм создания на их пути электрических полей. Работа электровакуумных ламп основана на явлении эмиссии, т.е. на вылете из материала в вакуум электронов. Различают термоэлектронную, автоэлектронную, фотоэлектронную и вторичную эмиссии. Термоэлектронная эмиссия состоит в покидании внешнего слоя раскалѐнного металла электронами. Автоэлектронная эмиссия заключена в испускании электронов из материала в сильном электрическом поле. Фотоэлектронная эмиссия обусловлена облучением вещества светом, причѐм спектр может быть видимым, ультрафиолетовым, инфракрасным и др. Вторичная эмиссия заключена в выбивании вторичных электронов из материала, который бомбардируют первичные частицы – электроны или ионы.

В настоящее время электронные лампы активно используют в тех специальных приборах и установках, где не могут работать полупроводниковые приборы – в условиях высокой радиации, очень широкого диапазона рабочих температур, при высокой вероятности появления мощных электромагнитных импульсов и другого. Некоторые электронные лампы, устанавливаемые в выходных усили-