Расчет и проектирование динистора

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 2

1ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТИРИСТОРАХ.. 3

1.1Типы тиристоров. 3

1.2Понятие о динисторах. 6

1.3Вольтамперная характеристика динистора. 11

2РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТИРИСТОРА НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ: ДИНИСТОРА.. 20

2.1Некоторые параметры динистора. 20

2.2Расчет параметров динистора. 21

2.3Выбор полупроводникового материала. 23

2.4Время жизни неосновных носителей заряда. 27

2.5Проектирование структуры.. 29

2.5.1р-база (Р2) 30

2.5.2n-база (N1) 37

2.5.3р-(Р1) и n-эмиттеры [N2] 39

ВЫВОДЫ.. 41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 42

ВВЕДЕНИЕ

Широкое применение полупроводниковых приборов в радиоэлектронных устройствах требует разработки инженерных методов проектирования радиоэлектронных схем на этих приборах и систематизации накопленного в разработке аппаратуры опыта.

Тиристоры - полупроводниковые приборы с четырехслойной р-п-р-п структурой обладают такими свойствами, как быстродействие, достаточно большие рабочие напряжения и токи, мгновенная готовность к работе, высокий КПД, большой срок службы и др., которые обеспечили им широкое распространение в электронике, электротехнике, автоматике и в ряде других областей техники. По принципу действия полупроводниковые приборы с четырехслойной структурой существенно отличаются от транзисторов и в электрических устройствах действуют как полупроводниковые ключи, которые открываются и закрываются при кратковременной подаче соответствующих сигналов. Эти полупроводниковые приборы обладают замечательным свойством «запоминать» заданное им внешним сигналом электрическое состояние.

Разработанный еще в конце 50-х годов мощный тиристор благодаря своим свойствам длительное время соответствует требованиям технического прогресса. Возможности тиристора как переключающего прибора в то время соответствовали номинальной мощности порядка нескольких сотен ватт, а современные тиристоры имеют мощность переключения порядка мегаватта. По мере совершенствования технологии производства монокристаллического кремния появились специальные, так называемые запираемые тиристоры, фототиристоры и сравнительно недавно разработанные управляемые полем тиристоры или тиристоры со статической индукцией [4].

1.

Тиристор, или кремниевый управляемый выпрямитель, является полупроводниковым прибором, который используется для преобразования электрического тока и напряжения. Тиристор представляет собой четырехслойную структуру с тремя выводами и пропускает ток между анодом и катодом, когда на его управляющий электрод подается сигнал управления. В отсутствие сигнала управления прибор может блокировать высокое напряжение при малом токе утечки. Первый тиристор, изготовленный в конце 50-х годов, в выключенном состоянии блокировал напряжение порядка сотен вольт, а в открытом состоянии проводил ток, равный нескольким амперам. В настоящее время разработаны тиристоры, блокирующие напряжение свыше 6000 В и проводящие ток более 3000 А (пределы тока и напряжения продолжают увеличиваться).

1. 2 Понятие о динисторах

Тиристором называют полупроводниковый прибор, основу которого составляет четырехслойная структура, способная переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот. Тиристоры предназначены для ключевого управления электрическими сигналами в режиме открыт-закрыт (управляемый диод).

а) б)

Рисунок 1.1 - Обозначения на схемах: а) динистора б) тринистора.

Простейшим тиристором является динистор – неуправляемый переключающий диод, представляющий собой четырехслойную структуру типа p-n-p-n [8].

Тиристор – это полупроводниковый прибор с тремя или более р-n-переходами, на вольт-амперной характеристике которого есть участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. При работе тиристор может находиться в двух устойчивых состояниях – закрытом и открытом. В закрытом состоянии сопротивление тиристора высокое и он пропускает малый ток. В открытом состоянии сопротивление тиристора мало и через него протекает большой ток. Тиристор, имеющий два вывода, называется диодным тиристором или динистором. Структура динистора представлена на рис. 1.2,а. Динистор имеет три р-n-перехода (,,) и два вывода, называемые катодом (К) и анодом (А). Тиристор можно представить, используя штриховые линии разреза, в виде модели, состоящей из двух транзисторов (и ) типа n-р-n и р-n-р и соединенных, как показано на рис. 1.2,б. Тогда переходы , являются эмиттерными переходами условных транзисторов, а переход работает в обоих транзисторах как коллекторный переход [7].

Рисунок 1.2 - Структура динистора.

Двухтранзисторная модель диодного тиристора с условными обозначениями транзисторов и изображена на рис. 1.3. Эта модель позволяет свести рассмотрение тиристора к теории биполярных транзисторов с учетом связи, существующей в этой модели между транзисторами и . Эта связь имеет принципиальное значение и заключается в следующем. Коллекторный ток транзистора является базовым током транзистора (=) и поэтому увеличивает коллекторный ток транзистора , рассматриваемого в схеме включения с ОЭ. В свою очередь, коллекторный ток является базовым током транзистора (=) и увеличивает коллекторный ток этого транзистора . Так как =, то увеличение приведет к росту и т.д. Такой процесс принято называть положительной обратной связью. При выпо

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать