Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.
Скачать (прямая ссылка):
чем диодный переключатель переменного тока.
Триак может переключать ток любого направления при подаче низковольтного
импульса слабого тока, приложенного между управляющим электродом и одной
из двух магистральных клемм Ml или М2 (рис. 35). Триак целесообразно
использовать в регуляторах напряжения освещения, в схемах управления
скоростью электродвигателей и в аналогичных приложениях. Конструкция
триака значительно сложнее, чем конструкция обычных тиристоров. Кроме
четырех основных слоев р\-п\-р2-п2 триак имеет область управляющего
перехода пЗ и область я4 вблизи контакта Ml. Отметим также, что область
р\ закорочена на я4, область р2 - на п2 и область пЗ - на р2 с помощью
клемм Ml и М2 и управляющего электрода.
Функционирование прибора при различных условиях смещения
проиллюстрировано на рис. 36. Когда магистральная клемма Ml положительна
по отношению к М2 и на управляющем электроде G напряжение положительно
(также по отношению к М2), прибор аналогичен обычному тиристору (рис. 36,
а). Переход J4 смещен в обратном направлении, и управляющий ток протекает
по,шунту цепи управления вблизи области пЗ. Так как переход *1^ также
смещен в обратном направлении, то магистральный ток протекает по левой
части р\-п\-р2-/г2-тиристора.
На рис. 36, б клемма Ml положительна по отношению к М2, но на управляющий
электрод подано отрицательное напряжение. Переход J4 между слоями пЗ и р2
теперь смещен в прямом направ-
J3
JZ
Jf
nZ .] 74 L'tfJ
pZ
n1
p1 Г n4
246
Глава 4
лд
лЗ
Р2 * \1
nl N
Р1 i ^
с
71*
Г02
п1
г ' I У
о
U)
-J4
М11+)
а
Mf(+1
6
п1
_.75
Pf г
т
п'
I
М1(-)
в
MfH
г
Рис. 36. Распределение токов при четырех способах включения триака [37],
лении, и электроны инжектируются из слоя пЗ в слой р2. Вспомогательный
тиристор р\-п\-р2-пЗ включится продольным током по базе р2 к электроду пЗ
при возрастании усиления по току транзистора пЗ-р2-п\. Включение
вспомогательного тиристора приведет к появлению тока по направлению к
области п2, который служит запускающим током и включает левую часть
тиристора р\-п\-р2-п2. Когда клемма Ml отрицательна по отношению к М2, а
напряжение VG положительно, переход J3 оказывается прямосмещенным между
М2 и закороченным управляющим электродом (рис. 36, в). Электроны
инжектируются из п2 в р2 и диффундируют к слою п\, вызывая в результате
увеличение прямого смещения на переходе J2. За счет регенеративного
процесса полный ток в конце концов потечет через шунт к М2. Управляющий
переход J4 смещен в обратном направлении, поэтому полный ток через прибор
протекает по правой части р2-п\-р\-"4-тиристора.
На рис. 36, г клемма Ml отрицательна по отношению к М2 и напряжение VG
также отрицательно. При таких условиях переход J4 смещен в прямом
направлении и включение вначале происходит за счет инжекции электронов из
области пЗ в область л1.
Тиристоры
247
+1
Рис. 37. Вольт-амперная характеристика и условное обозначение триака.
При этом потенциал слоя п\ снижается и из области р2 в область п\
начинают инжектировать дырки. Они создают базовый ток в транзисторе р2-
п\-р 1, и в конце концов правая часть р2- п\-р\-я4-тиристора включается.
Поскольку переход J3 смещен в обратном направлении, магистральный ток
протекает из шунта к М2 через область п4.
Вольт-амперная характеристика и условное обозначение триака приведены на
рис. 37. Триак является симметричным трйодным переключателем, способным
управлять нагрузкой, питаемой переменным током. Интеграция двух
тиристоров на одном кристалле означает, что в любой момент времени
работает только половина структуры (рис. 36). Следовательно, триак
использует только половину площади двух произвольно соединенных
тиристоров. Основное преимущество прибора заключается в хорошем
согласовании выходных характеристик, экономии одного корпуса и двух
внешних выводов. Однако его входные характеристики сильно рассогласованы.
Для компенсации входного рассогласования используется диак. В настоящее
время триаки перекрывают широкий диапазон рабочих напряжений (вплоть до
1600 В) и токов (выше 300 А).
4.6. ОДНОПЕРЕХОДНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ И ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИЕ ТИРИСТОРЫ
В этом разделе рассмотрено несколько тиристоров малой мощности. Они
пригодны для работы с низкими напряжениями и малыми токами. Одно из
наиболее важных их применений - использование в качестве запускающих схем
для мощных тиристоров.
248
Глава 4
4.6.1. Однопереходные транзисторы
Однопереходный транзистор принадлежит к семейству тиристоров. Подобно
тиристору, он обладает высоким импедансом в закрытом состоянии и низким
импедансом в открытом состоянии. Однако переключение из закрытого в
открытое состояние происходит не за счет регенеративного процесса, а за
счет модуляции проводимости. Однопереходный транзистор является трех-
полюсником с одним эмиттерным переходом и двумя базовыми контактами.
Конструкция прибора относится к сплавным структурам на брусках германия,
