Главная страница  Транзисторные схемы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 [ 91 ] 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Двухэлектродные тиристоры назовем динисторами, а трех-электродные - тринисторами

Динистор. Рассмотрим работу диода, состоящего из четырех чередующихся слоев Рх-щ-р-По, (рис. 5-7, а). Если подать на него не очень большое напряжение U плюсом на слой pi и минусом на слой По то потечет ток, как показано стрелкой. В результате переходы Ях и Яз будут работать в прямом направлении, а переход Яг - в обратном. Таким образом, получится как бы сочетание двух транзисторов в одном приборе (рис. 5-7, 6f: одним транзистором является комбинация слоев рх-п-р, другим - комбинация слоев Пур-По,. Слои pi и Пг являются эмиттерами, nj и рг - базами для одного транзистора и коллекторами для второго. Во избежание путаницы их называют базами. Переход Яд называют коллекторным.

/7; Пг Пз -О и о-

П \ Рг ]

П11 Рг

Рис. 5-7. Структура динистора (а) и его двухтранзисторный эквивалент (б).

Пока коллекторный переход работает в обратном направлении, практически все приложенное напряжение U падает на нем. Поэтому при больших значениях U следует учитывать ударную ионизацию в этом переходе. Примем для дырок и электронов один и тот же коэффициент умножения М {чтобы не усложнять выкладки) и обозначим через и 3 интегральные коэффициенты передачи тока от переходов Пх и Us к переходу Яг. Тогда ток последнего можно записать в следующем виде:

/пг == М (ai/ni + з/пз + /ко).

(5-10)

где - сумма теплового тока, тока термогенерации и тока утечки в переходе П.

Поскольку токи через все три перехода одинаковы и равны внешнему току /, легко находим:

1 - Ма

(5-11)

Вместо этих названий часто используют те рмины диод-тиристор и триод-Рсйюр. Более подробные сведения о приборах подобного типа можно найти

. Комбинация транзисторов р-п-р и п-р-п, показанная на рис. 5-7, б, действительно обладает свойствами динистора и может быть использована на практике.



Здесь с. = 1 + cfs - суммарный коэффициент передачи тока от обоих эмиттеров к коллекторному переходу.

Следует заметить, что при изготовлении динистора за основу берется пластина типа р. Через одну из ее поверхностей осуществляется двухкратная диффузия (сначала доноров, потом акцепторов), в результате которой образуются слои rii и Pi. Через другую поверхность осуществляется однократная диффузия доноров и образуется слой пг- Поскольку глубины диффузионных слоев не превышают 10 мкм, а толщина исходной пластины составляет 250-300 мкм, одна из баз (nj оказывается тонкой, а другая {р) - толстой. В тонкой базе, как и у транзисторов, выполняется условие w <С L максимальное значение коэффициента а,; (см. рис. 5-6) близко к единице. В толстой базе действительно соотношение хю > L, и соответственно максимальное значение коэффициента з существенно меньше единицы (обычно 0,1-0,2). Тем не менее сумма максимальных значений tti и аз превышает единицу, что необходимо для работы динистора и тиристоров вообще. ОбычноК;;, 1,05 -f- 1,15. Наличие толстой базы с ее малым коэффициентом переноса играет в целом положительную роль, так как в области малых токов суммарный коэффициента нарастает медленнее, а это обеспечивает большие напряжения переключения (см. петит в конце данного раздела).

Выражение (5-11) в неявном виде является вольт-амперной характеристикой динистора, так как параметр М в правой части зависит от напряжения. Структура выражения (5-11) такая же, как в случае лавинного транзистора при /б = О [см. (5-3)]. Такое сходство вполне естественно, поскольку оба составляющих транзистора в динисторе (рис. 5-7, б) включены по схеме ОЭ с оборванной базой.

Вольт-амперная кривая динистора вместе с его условным обозначением показана на рис. 5-8. Как видим, она подобна характеристике лавинного транзистора в схеме ОЭ (см. рис. 5-5). Однако существенным преимуществом динисторов является то, что рабочее напряжение в области больших токов у них значительно меньше и почти не зависит от тока. Кроме того, динисторы работают без всякого предварительного смещения в цепи базы в отличие от лавинных транзисторов, у которых такое смещение необходимо (рис. 5-5, а). Критические точки характеристики на рис. 5-8, в которых г = dUldI = О, называют соответственно точкой прямого переключения (ПП) и точкой обратного переключения (ОП).

Происхождение отрицательного участка на характеристике динистора обусловлено той же причиной, что и в лавинном транзисторе, т. е. тем, что у обоих приборов на этом участке задан постоянный ток базы (у динистора он равен нулю). Поэтому должно выполняться соотношение dl = т. е. дифференциальный коэффициент а должен быть все время равен единице. С ростом тока величина а стремится возрасти, но это возрастание предотвращается уменьшением напряжения на коллекторном переходе, т. е. ослаблением ударной ионизации. Такой же вывод следует из формул (5-3) и (5-11), в которых знаменатель не может

* Ток /ко при том его определении, которое дано в формуле (5-10), тоже зависит от напряжения. Однако учет этой зависимости наряду с зависимостью M{U) сильно усложняет задачу. В некоторых случаях (например, если переход Яз зашунтирован небольшим, заранее известным сопротивлением), можно пренебречь функцией М (Ц) и считать зависимость от напряжения сосредоточенной в функции /ко(- Общая методика анализа при этом не меняется.



быть отрицательным, и, следовательно, начиная с некоторой рабочей точки, увеличение интегрального коэффициента а должно сопровождаться уменьшением коэффициента М, т. е. уменьшением коллекторного напряжения.

Несмотря на определенное сходство с лавинным транзистором, динистор имеет принципиальную особенность. Эту особенность легко показать, если представить вольт-амперную характеристику в форме U{I), аналогичной форме (5-4) для лавинного транзистора. Подставив выражение (2-55) в (5-И) и решив последнее относительно напряжения, получим:

(5-12)

Сравнивая (5-4) и (5-12), приходим к следующему важному выводу. У лавинного транзистора, у которого к < 1 при любом токе, напряжение {У всегда имеет конечную величину. У динистора,


®

®

о.) - б)

Рис. 5-8. Вольт-амперная характеристика динистора.

а - вачальныи участок; 6 - полная кривая.

у которого суммарный коэффициент а = + щ, может превышать единицу, напряжение U (точнее напряжение на коллекторном переходе) делается равным нулю при некотором конечном токе /. При еще большем токе формулы (5-11) и (5-12) становятся недействительными, так как коллекторный переход оказывается смещенным в п р я м о м направлении и механизм работы динистора Качественно изменяется. Рассмотрим отдельные участки характеристики, показанной на рис. 5-8.

Начальный участок i характерен очень малыми токами, при которых можно считать а О. Сопротивление на этом участке Весьма велико, поэтому заданной величиной всегда бывает напряжение, а ток можно найти по формуле (5-11).

На переходном участке 2 рост напряжения замедляется, а сопротивление резко падает. Эти изменения являются следствием увеличения коэффициента а и могут быть легко оценены с помощью выражения (5-12).



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 [ 91 ] 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.