-73 J2

САнсд

Рис. 4.9. Базовая структура запирае- Рис. 4.10. Фазы выключения запираемого тиристора мого тиристора

дению дырок в его р-базу. Запираемый тиристор включается в проводящее состояние так же, как и обычный тиристор, при выполнении условия

с(-прп+арпр>1, (4.3)

где апрп и арпр - коэффициенты усиления по току п-р-п- и р-п-р-составных транзисторов прибора в схеме с общей базой.

Как и в обычном тиристоре, включение прибора происходит первоначально на краю дг+ эмиттера, смежного с управляющим электродом. Затем запираемый тиристор достигает состояния полного включения за счет процесса распространения плазмы.

При выключении управляющий электрод смещается отрицательно относительно катода и дырочный ток экстрагируется из .его р-базы (рис. 4.10). Включение и выключение прибора начинается с того края эмиттера, где переход J3 смещается в обратном направлении. При осуществлении процесса выключений проводящий участок дг-эмиттера сжимается по нунравлению к центру эмиттера по мере того, как эмиттер смещается в обратном направлении до тех пор, пока, наконец, в центре эмиттера не остается тонкая проводящая нить.

За это время, называемое временем накопления, анодный ток практически не изменяется, плотность тока в центре эмиттера оказывается гораздо больше, чем в том случае, когда весь прибор находится в проводящем состоянии. Если управляющий электрод отводит достаточный заряд, чтобы снизить уровень избыточного заряда ниже значения, требуемого для поддержания состояния проводимости, то запираемый тиристор выключается и ток снижается до своего минимального значения. Время, в течение которого это происходит, называется временем спада.

Анодное напряжение начинает нарастать по мере уменьшения Тока. Однако ток спадает не до нуля, а до некоторого порогового значения,называемого остаточным током, который протекает До тех hop, пока весь накопленный заряд не будет удален из 101

Рис. 4.11. Осциллограммы запираемого тиристора

области п-базы. Различные фазы выключения запираемого тиристора показаны на рис. 4.11. Для обеспечения дополнительной четкости при рассмотрении принципа действия прибора используются результаты [Naito е. а., 1979].

В качестве примера авторами рассматривается запираемый тиристор с концентрацией примеси в п-базе шириной 150 мкм, равной 2-10 см *, спроектированный на 1200 В, со следующими параметрами режима работы: 100 А/см, 200 В и крутизне нарастания запирающего тока управления 22 A/{cм мкc). Результаты машинного расчета распределения электронов, дырок и потенциала приведены на рис. 4.12, а-е. Расчет выполнен для формы тока, представленной на рис. 4.12, ж.

В проводящем состоянии (рис. 4.12, а) все три перехода тиристора смещены в прямом направлении и прибор имеет низкое падение напряжения. В момент времени = 0,925 мкс запираемый тиристор находится в режиме накопления, ток управления экстрагирует заряд из прибора и плотность носителей в области перехода J2 уменьшается, хотя переходы еще смещены в прямом направлении и тиристор обладает небольшим сопротивлением.

В момент времени / = 1,45 мкс переход J2 смещается в обратном направлении, что приводит к значительному снижению плотности носителей в этой области. В результате уменьшается

1с. 4.12. Распределение электронов (-), дырок (......) и потенциала (---) на

различных этапах включения прибора: -/ = 0; б-< = 0,925 мкс;.в - ;=1,45 мкс; г -/ = 2,65 мкс; д-1=2,96 мкс; е - 7,08 мкс; ж - расчетные кривые выключения анодного катодного 1, и управляющего /(; токов