в конце второго участка, в точке ПП, сопротивление обращается в нуль, а затем (при заданном токе) становится отрицательным. Координаты точки прямого переключения определяются условием dU/dI = 0.

Напряжение U обычно близко к значению (Ум и может лежать в широких пределах - от 25-50 до 1000-2000 В *. Ток / . лежит в пределах от долей микроампера до нескольких миллиампер в зависимости от площади переходов.

На отрицательном участке 5 характеристика по-прежнему описывается формулой (5-12), которую, однако, можно упростить, полагая al /о- Тогда

UUhVT, (5-13)

где а увеличивается с ростом тока. Дифференцируя (5-13) по току, получаем сопротивление на этом участке:

м 1777

я(1-а)

Отсюда видно, что величина сопротивления должна существенно меняться с изменением тока. Характер этого изменения определяется функцией (/), чаще всего сопротивление г возрастает (по модулю) с ростом тока. Среднее значение I г \ между точками ПП и 0/7 лежит обычно в пределах от 5-10 до 50-100 кОм.

Коллекторное напряжение, уменьшаясь на участке 5, делается равным нулю в точке **. Из формулы (5-12) при /У = О получаем соотношение

/=Г=, (5-15)

из которого определяется ток / . Поскольку этот ток несравненно больше, чем 1, его можно определять из условия

a = ai + c.3 al, (5-16)

пользуясь графиками а{1).

Напряжение /Ун является суммой напряжений на эмиттерных переходах, так как а = 0. Используя формулу (4-7) при 11 = О, /в = /н и считая оба эмиттерн-ых перехода одинаковыми, получаем:

н2фг1п-. (5-17)

Это напряжение составляет несколько десятых долей вольта у германиевых динисторов и 0,5-1 В у кремниевых.

* Можно изготовить аналогичные приборы с рабочими напряжениями всего в несколько вольт [92].

** Точка Н обозначает границу режима насыщения - режима, в котором и эмиттерные, и коллекторный переходы работают в прямом направлении.

Притоке / > Л, переход Яг, будучи смещен в п р я м о м направлении, инжектирует носители навстречу тем потокам, которые поступают от эмиттеров. Инжектируемый компонент тока / г равен разности между собираемым компонентом (а/п! + Кд/пз) и полным током /пг- Поэтому, если для простоты положить а/ = О (т. е. считать, что носители, инжектируемые переходом Яг, не доходят до эмиттеров) и принять условие Уфгдля всех трех переходов, то напряжение на открьп-ом динисторе можно выразить с помощью формулы (4-7) в виде суммы напряжений на переходах:

Utprhn- lni i+ = ~ + Inl (5-18а)

L э01 Э02 ЭОЗА

[токи /эо заменены на /эо, так как принято, что сс/ = О, см. (4-36)].

Учитывая, что / х = / г = / з = / и полагая токи Io одинаковыми у всех переходов, получаем простое приближенное выражение:

UЧ>тln. (5-186)

Вблизи точки я, где а 1, увеличение тока, а вместе с ним коэффициента а приводит к сильному увеличению разности а - 1 и напряжение несколько уменьшается (участок 4). В точке ОП напряжение достигает минимума и в дальнейшем растет с ростом тока (участок 5) из-за падения напряжения в толстой базе Рг-

Обычно параметры точек Н и ОП близки друг к другу, поэтому можно вычислять координаты точки ОП по формулам (5-16) и (5-17).

При отрицательном напряжении U переход Яг смещен в прямом направлении; дырки инжектируются в слой rii, а электроны - в слой Рг. Переходы Hi и Я; смещены вобратном направлении и являются в данном случае коллекторными. Динистор в этом режиме эквивалентен двум последовательно включенным транзисторам (р-п-р и п-р-п) с оборванными базами.

Важной проблемой при разработке динисторов и других аналогичных приборов является обеспечение плавного изменения коэффициента а в области малых токов [93]. Действительно, как уже отмечалось, 2-й (переходный) участок вольт-амперной кривой (рис. 5-8, а) характерен заметной и растущей ролью слагаемого а/ по сравнению с током /ко в формуле (5-12). Значит, чем медленнее увеличивается а с ростом тока, тем позднее (при больших токах) начнется 2-й участок и тем больше будет напряжение переключения, что обычно желательно в таких приборах. С этой точки зрения предпочтительным материалом для динисто-Ров является кремний, так как у кремниевых переходов благодаря большей роли процессов генерации - рекомбинации коэффициент инжекции при малых токах блкюк к нулю и с ростом тока увеличивается весьма медленно (см. с. 208). Еще одним преимуществом кремния является малое значение тока в запертом состоянии прибора. Однако, с другой стороны, кремниевые переходы характерны большим значением прямого напряжения, что несколько ухудшает параметры динистора в открытом состоянии.

Чтобы ослабить зависимость а (/) при малых токах (особенно у германиевых структур), часто шунтируют эмиттерный переход небольшим сопротивлением R.

огда часть общего тока ответвляется в это сопротивление, минуя эмиттер, в. лгдст-вие чего эмиттерный ток, а вместе с ним и коэф)ициента при прочих равных условиях уменьшаются.

Тринистор. Снабдим базу динистора tii внешним выводом и используем этот третий электрод для задания дополнительного тока через переход pi-tii (рис. 5-9) *. Для такого прибора (тринис-тора) принята та же терминология, что и для обычного транзистора: выходной ток называется коллекторным, а управляющий - базовым. Эмиттером считается слой, примыкающий к базе, хотя с физической точки зрения эмиттером является и второй внешний слой (в нашем случае п). Условное обозначение тринистора вместе с семейством характеристик показано на рис. 5-10. Как видим, увеличение управляющего тока /5 приводит прежде всего к умень-

1б Пг

Рис. 5-9. Структура тринистора.

Рис. 5-10. Вольт-амперные характеристики тринистора при положительном гоке базы.

шению напряжения прямого переключения. Кроме того, несколько возрастает ток прямого переключения, а ток обратного переключения уменьшается. В результате отдельные кривые с ростом тока /г, как бы вписьшаются друг в друга вплоть до полного исчезновения отрицательного участка (такую кривую называют спрямленной характеристикой).

Элсдментарный анализ тринистора можно провести, исходя из формулы (5-10), в которой нужно положить / 3 = / 2 = и

= +/б- Тогда вместо формулы (5-11) получим для тока /к более общее выражение:

(5-19)

Здесь ос = 1 -f 3 - суммарный коэффициент передачи, в котором составляющая д является функцией тока а составляющая с-1 - функцией суммы токов + /g. Задавая положительный ток /б при = О, мы задаем начальное значение коэффициен-

* В качестве управляющей используется тонкая база, у которой коэффициент передачи близок к единице.