Новости Словари Конкурсы Бесплатные SMS Знакомства Подари звезду
В нашей
базе уже
59876
рефератов!
Логин

Пароль

Тиристоры и некоторые другие ключевые приборы

Тиристоры и некоторые другие ключевые приборы.
Тиристоры и некоторые другие ключевые приборы ТИРИСТОРЫ И НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ КЛЮЧЕВЫЕ ПРИБОРЫ


1. ЧЕТЫРЕХСЛОЙНЫЕ р-п-р-п СТРУКТУРЫ

Наряду с приборами, дающими возможность осуществлять линейное усиление
сигналов, в электронике, в вычислительной технике и, особенно в автоматике
широкое применение находят приборы с падающим участком вольтамперной
характеристики. Эти приборы чаще всего выполняют функции электронного ключа
и имеют два состояния: запертое, характеризующееся высоким сопротивлением,
и отпертое, характеризующееся минимальным сопротивлением.
10—15 лет назад в схемах электронной автоматики в качестве электронного
ключа использовали газонаполненный прибор — тиратрон. При подаче
управляющего (поджигающего) импульса в баллоне тиратрона начинался лавинный
процесс ионизации газа. Промежуток между анодом и катодом становился
проводящим и замыкал силовую цепь.
С появлением плоскостного биполярного транзистора появилась в самом
начале 50-х годов и четырехслойная структура, получившая вначале название
«хук-транзистор», или транзистор с ловушкой в коллекторе.
Несколько позже было замечено, что характеристики такой структуры во
многом напоминали характеристики тиратронов, и приборы такого типа получили
название тиристоров (по аналогии с терминами тиратрон и транзистор).

В ходе развития полупроводниковой техники появились и другие приборы,
обладающие аналогичными характеристиками, хотя их работа и основана на
других принципах. К числу таких, приборов можно отнести двухбазовый диод и
лавинный транзистор. Оба эти прибора не подходят под определение тиристора,
однако мы включаем их в эту главу, исходя из области их применения.
Итак, начнём рассмотрение основных физических процессов, протекающих в
четырехслойной триодной структуре типа р-п-р-п, в которой выводы сделаны от
двух крайних областей и от средней n-области. В соответствии с
терминологией МЭК прибор, имеющий такую структуру, называется триод-
тиристором. Четырехслойная структура с двумя выводами от крайних областей
называется диод-тиристором.
Если транзистор типа р-п-р-п включить в схему так, как обычно
включается транзистор типа р-п-р, т. е. считать правую n-область
коллектором, и подать на нее отрицательное по отношению к базе (средняя n-
область) смещение, а эмиттер (левая р-область) временно оставить
разомкнутым, то подключенную к источнику питания

[pic]


рис.1 Схематическое изображение биполярного транзистора типа р-п-р-п с
двойным переходом (ловушкой) в коллекторе.

часть транзистора, состоящую из трех областей, можно рассматривать как
самостоятельный транзистор типа п-р-п, подключенный эмиттером и коллектором
к источнику питания. База этого условного транзистора к схеме не
подключена, транзистор работает в режиме нулевого тока базы (рис.1).
Так как в данном случае мы имеем дело не с транзистором р-п-р, а с
транзистором п-р-п, то очевидно, что коллектором этого условного
транзистора должен быть электрод, к которому подводится положительное
напряжение, а эмиттером — электрод, к которому подводится отрицательное
напряжение. Другими словами, полярность приложенного к условному
транзистору напряжения такова, что средний р-п переход имеет смещение в
обратном направлении и на нем падает почти все напряжение источника
питания, тогда как правый р-п переход имеет смещение в прямом направлении.

Обозначая двумя штрихами величины, относящиеся к этому условному
транзистору, запишем


I’’к= I’’э =(B’'0+1)* I’’к0


Отметим, что для структуры р-п-р-п в целом этот ток будет представлять
собой коллекторный ток при отключенном эмиттере. Величины, относящиеся ко
всей рассматриваемой нами структуре, будем записывать без индексов. Таким
образом,

Iк0 = I’’к =(B’'0+1)* I’’к0

т. е. обратный ток. коллектора структуры р-п-р-п в (B’'0+1) раз превосходит
обратный ток одиночного перехода. Это одна из особенностей структуры р-п-р-
п.
Так как выходным электродом условного транзистора п-р-п является его
эмиттер, а коллектор подключен к заземленной точке, то можно считать, что
условный транзистор включен по схеме с общим коллектором. Входным
электродом условного транзистора является его база, т. е. средняя р-
область.
Для транзистора, включенного по схеме с общим коллектором, усиление по
току как отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению
входного тока будет равно

? I’’э ? I’’э 1
1
? I’’б ?I’’э- ?I’’к 1- ?I’’к/?I’’э 1 -
?’’0

Следовательно, изменение тока базы условного транзистора должно привести
к изменению тока в выходной цепи, в 1/ (1 - ?’’0 ) раз большему.
Если подать смещение в прямом направлении на левый р-п переход, то он
будет инжектировать дырки в среднюю n-область. Дырки будут распространяться
диффузионно в направлении среднего р-п перехода, втягиваться его полем и
выбрасываться в среднюю р-область. Три левых слоя работают при этом, как
транзистор типа р-п-р, включенный с общей базой. Ток эмиттера этого левого
условного транзистора I’э будет, очевидно, равен току эмиттера Iэ структуры
р-п-р-п.
Таким образом, получаем, что структура р-п-р-п представляет собой как бы
два наложенных один на другой плоскостных транзистора, из которых первый
является транзистором р-п-р, включенным по схеме с общей базой, а второй —
транзистором
п-р-п, включенным по схеме с общим коллектором. Рис а, б

Так как области n1 и n2 практически представляют собой одну и ту же n-
область, связанную выводом базы с заземленной точкой, то мы имеем все
основания заземлять отдельно каждую из этих областей, оставив области p1 и
р2 соединенными проводником.
Усиление по току структуры в целом определяется соотношением

?0 ’?’ 0/[1-?’’ 0]


Таким образом, при условии, что коэффициент усиления по току каждого из
условных транзисторов ( ?’0, и ?’’0) меньше единицы, коэффициент передачи
тока структуры

[pic][pic]
а)
б)

Схематическое изображение двух стадий (а и б) разделения транзистора р-п-р-
п на два условных триода р-п-р и п-р-п

р-п-р-п в целом может значительно превышать единицу. Поясним механизм
работы этой структуры с помощью энергетических диаграмм рис. 2. Когда
отсутствует внешнее напряжение, положение границ зон структуры р-п-р-п
(рис. 2 а) будет иметь вид, представленный на рис. 2 б
Дополнительный потенциальный барьер в коллекторе принято обычно называть
ловушкой, в связи с чем структуру типа р-п-р-п иногда называли транзистором
с ловушкой в коллекторе.
Когда приложены внешние напряжения указанной выше полярности, высота
потенциального барьера среднего перехода резко возрастает, а высота левого
и правого потенциальных барьеров несколько понижается. Если расс
Умар.Ш. был тут !!!!!
 
давайте изгоним мат !!!
 
ДОБРОЙ НОЧИ ОТ Ъ
ЛОКИ ИНО
 
ДМК МЭ
 
где инфааа?