= dV=--. (3.30)

Если ток, требуемый для включения тиристора, соответствует току IfiT, при котором напряжение смещения на эмиттере достигает значения К/.-, то

1аг= / , (3.31)

и легко можно показать, что полное падение напряжения .между управляющим электродом и катодом в точке переключения

Vc,T=--j- (i.iZ)

Также просто может быть рассчитан случай однородной инжекции носителей в р-базе, обусловленной током утечки или током смещения, связанным с эффектом dv/dt.

Предполагается, что однородный ток течет в 2-направлении (рис. 3.14) к катодному шунту вдоль р-базы и образует поперечный поток / (z) Lx через элемент dx. Это приводит к росту падения напряжения:

dV = pJ (z) xdx. Полное падение напряжения вдоль эмиттера

V= \dV= р,/(г)(х.?-4).

Поэтому критическая плотность тока включения

I Лг)= (3.33)

Уравнение (3.33) используется для расчета с(и/с(/-стойкости подстановкой Jc[z) =C,i{dv/dt).

3.5.2. Кольцевой управляющий электрод

Поперечное сечение тиристора с кольцевым управляющим электродом показано на рис. 3.15.

Условия переключения прибора для центрального управляю-его электрода определяются из выражений 83

Таким образом, напряжение на эмиттере

Катод

п-эмиттер

\n-3Mummep

ВНИЗ

р-Ша

п- база

EZ С2 рг

Рис. 3.15. Поперечное сечение тиристора с кольцевым управляющим электродом: ВУЭ - внутренний управляющий электрод; ВНУЭ - внешний управляющий электрод

1ст =

Psln (гАе,)

(3.34)

VcT =

pJn(-)+Pcln(-)l (3.35)

и соответственно для периферийного управляющего электрода

2пУ,

1ст = ---тх (З.ЗЬ)

Ps In (ri/rs)

(3.37)

Как и в случае линейного управляющего электрода, для того чтобы рассчитать влияние тока утечки или тока смещения, обусловленного эффектом dv/dt, на плотность инжектированного тока J{z), полагают, что ток собирается катодными шунтами. Критическая плотность тока

р.(г;-г1,)

а для периферийного управляющего электрода

(3.38)

(3.39)

2 2

В случае периферийного управляющего электрода вводится радиус Гр2, который характеризует полную протяженность р-базы вплоть до периферии прибора. Чем больше этот радиус, тем меньше критическая плотность тока Jc(z). Периферийный электрод не применяется для тиристоров большой площади.

В вышеприведенном анализе, предполагалось, что катодные эмиттерные шунты имеют вид или непрерывных линий в случае линейного управляющего электрода, или непрерывных колец в 84

50 - rs=1DI>s 90s Ps

0,5 1

Рис. 3.16. Зависимости сопротивления управляющий электрод - катод от радиуса внутреннего края эмиттера г, (а) и напряжения, наведенного в области управляющего электрода током инжекции /(z), от радиуса внутреннего края

эмиттера л, (б):

--d,/D.,=o,2;----ъ:=

--=0,3; (кривые приведены для треуголь-

ного расположения шунтов)

случае кольцевого управляющего электрода. На практике это неприемлемо, так как распространение включенной области будет затруднено такой непрерывной щунтировкой.

В реальных конструкциях шунты дискретные, круглые по форме и занимают лишь часть общей площади катодного эмиттера. Более точный расчет для управляющего электрода, используя аналогичный анализ, сделан в [Munoz-Yague, Letureq, 1976]. Полученные результаты приведены на рис. 3.16 при треугольном расположении шунтов (рис. 3.17). На рис. 3.17 показано, что первое кольцо шунтов примыкает к управляющему электроду, представляя собой лишь часть полной конфигурации Шунтов.

В процессе проектирования сначала выбирается конфигурация зашунтированных областей эмиттера-. Затем с помощью кривых на рис. 3.16 определяются диаметр шунта ds и расстояния между шунтами Ds для данного поперечного сопротивления р-базы, т. е. рассчитывается геометрия области управляющего Электрода.

При выборе предпочтительного расположения эмиттерных Шунтов в области управляющего электрода важно иметь некоторые представления о влиянии расположения шунтов на ско-