ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Принцип действия переключателей и тиристоров из "Кремниевые вентили " Следует отметить, что здесь и в дальнейшем мы не принимали во внимание электронной составляющей тока перехода 3 и дырочной составляющей перехода 1, считая их малыми. [c.93] Иными словами, проводимость структуры примерно такая же, как проводимость кремниевого вентиля в обратном направлении. [c.94] Процесс переключения происходит лавинообразно, так как в основе его лежит внутренняя положительная обратная связь по току, действие которой можно представить следующим образом. [c.95] Носители заряда, инжектированные через один нз эмиттерных переходов, например 1, попадают в базовую область 12 и понижают сс потенциал относительно второго эмиттера, что приводит к дополнительной инжекции носителей заряда этим эмиттером. Эти носители заряда, попадая в базовую область р, понижают ее потенциал относительно первого эмиттера и способствуют усиленной инжекции им носителей заряда. Носители заряда при заполиеиии базовых областей уменьшают потенциальный барьер на среднем /з-п-переходе, в результате частично возрастают наиряжения на эмиттерах. Таким образом, если коэффициенты усиления составных триодов достаточно велики, чтобы приращение тока одного из эмиттеров способствовало дальнейшему росту тока через этот эмиттер, структура переходит в проводящее состояние. На вольт-амперной характеристике появляется участок отрицательного сопротивления. [c.95] Используя зависимость коэффициентов усиления 1 и 02 от тока, изображенную на рис. 4-2, можно построить завпсимость (4-12). На рис. 4-3,а приведено графическое изображение функции /к1) = /(/) при разных токах управления /у. Так как а + 02 является монотонно возрастающей функцией тока /, то кривая /т,о=/(/) будет иметь колоколообразный вид. Условием максимума для функции (4-12) при /у=0 будет условие й /коМ/ = 0, т. е. условие (4-10). Таким образом, значение тока /ко в максимуме функции (4-12) будет током переключения. [c.97] При этом значение 1 берется при токе / + /у. [c.97] зная зависимости /ко=/(/) и /ко=/( 2), можно определить зависимость /=/( /2). [c.98] Зависимость напряжения переключения от тока управления при различных температурах структуры. [c.99] Однако, когда приближается к нулю и затем, когда и2 0, необходимо учитывать и величины (/1 и (7з. Прямые ветви вольт-амперных характеристик р-л-переходов У и , т. е. 1=1(01) и /=/(//з), известны, Вольт-амперная характеристика всей р-л-р-л-структуры получится, если к напряжению [/г прибавить напряжения Ох и Пз-Влияние тока управления на прямую ветвь вольт-амперной характеристики структуры видно из рис. 4-3. [c.99] Часть тока управления, равная /у , сдвигает максимум колоколообразной функции = в сторону меньших токов и уменьшает величину максимального тока Л(Омакс, при котором ПРОИСХОДИТ переключение. Последнее приводит к уменьшению напряжения переключения структуры из закрытого СОСТОЯНИЯ в открытое. Кроме того, как видно из рис. 4-3, изменяются точки пересечения колоколооб-разной функции с осью тока /. [c.99] Из сказанного ясно, что с увеличением тока управления ухменьшается величина тока, при котором происходит переключение. [c.100] Искусственно изменяя ход функций 01 + 02=/(/) и /ко = /( /я), можно получить приборы, обладающие разнообразными вольт-амперными характеристиками. Рассмотрим в качестве примера непосредственно используемое в реальных силовых приборах шунтирование одного из эмиттерных переходов с целью повышения напряжения переключения структуры. [c.100] Регулируя величину тока утечки, можно получить разный ход функции а =/(/), так что условие (4-10) будет выполняться при различных величинах тока через структуру. Отсюда видно, что можно регулировать величину тока переключения и, следовательно, при неизменной коллекторной характеристике величину напряжения переключения. Если выбрать шунтирующее сопротивление таким образом, что ток переключения будет больше, чем предпробойный ток среднего р-л-перехода, то напряжение переключения будет максимальным и равным пробивному напряжению среднего р-л-перехода. [c.101] Если ход функции а=Ц1) таков, что при напряжении, близком к пробивному напряжению среднего р-л-перехода, переключения еще не происходит, то необходимо учитывать умножение носителей заряда вследствие ударной ионизации в среднем р-л-переходе. Физически это означает, что носители заряда, поставляемые токами / 11 и /р02 в средний р-л-переход, умножаются вследствие ударной ионизации в нем и попадают в базовые области в виде токов пщМп и /рСгУИр, где и Мр — коэффициенты умножения электронов и дырок. Процессы рекомбинации протекают таким же образом, как это было описано выше, однако с учетом умножения носителей заряда в среднем р-л-переходе. Под коэффициентами усиления в (4-10) необходимо теперь понимать величины и а Мр. [c.101] Весь анализ, проведенный выше, остается справедливым с учетом того, что коэффициенты усиления равны некоторым эффективным коэффициентам усиления а Мп и игМр. [c.101] Из выражения (4-16) видно, что коэффициент умножения велик, если напряжение на р-п-переходе приближается к пробивному. При напряжениях, далеких от пробивных, М 1. [c.102] В реальных тиристорах коэффициент а 2 невелик, что обусловлено достаточно широкой базовой областью П2, а величина аь как правило, меньше единицы. Это приводит к тому, что величина обратного триодного тока становится существенно меньше величины тока управления, но тем не менее обратный ток через тиристор увеличивается в результате триодного эффекта и вследствие значительного обратного напряжения может привести к перегреву / - -р-/г-структуры. [c.103] При расчете прямой ветви вольт-амперной характеристики р-п-р- -структуры не учитывались падения напряжения на всех четырех областях и контактах [выражение (4-27) представляет собой падение напряжения на р-л-переходах]. В реальном тиристоре база га-типа представляет довольно широкую область высокоомного материала кроме того, при больших токах имеет место падегше напряжения на трех других областях и контак-. тах. Расчет показывает, что разность падений напряжений на р- -переходах, соединенных тонкой базой (т. е. р-п-переходах / и 2), составляет примерно кТ д, т. е. сумма падений напряжения на р-л-переходах 1 и 2 практически равна нулю. Это объясняется тем, что возникшая на среднем р-л-переходе э. д. с. (см. выше) противоположна по знаку падению напряжения на р-л-переходе 1. В толстой базе л-типа, как правило, диффузионная длина дырок Ь р меньше ширины базы Поэтому часть прямого напряжения при таких условиях приходится на этот базовый слой. [c.106] Из (4-30) видно, что с увеличением с111ор, т. ё, с уменьшением времени жизни неосновных носителей заряда в базе или толщины базы, падение напряжения на базе растет экспоненциально. В то же время падение напряжения на базе не зависит от сопротивления исходного материала вследствие модуляции базы носителями заряда. Сопротивление базы обратно пропорционально току (см. 2-1). [c.107] Вернуться к основной статье