Вы находитесь здесь: Главная > Тиристоры > Транзисторы и тиристоры

Транзисторы и тиристоры

Транзисторы и тиристоры

Разглядим устройство и работу других полупроводниковых устройств. Полупроводниковые приборы, имеющие три слоя полупроводников, разбитых 2-мя запирающими слоями, и три электрода, именуют триодами, либо почаще транзисторами. (От британских слов transfer — передача и resistor — сопротивление, т. е. транзистор — передающее сопротивление). Один из видов транзисторов, схема которого показана на рис. 235, а, представляет собой тонкую пластинумонокристаллического германия с вплавленными в нее с 2-ух сторон столбиками из индия.

Транзисторы и тиристоры

Транзисторы и тиристорыРис. 235. Схемы транзисторов и их условные обохначения:

а — транзистор типа p-n-p — б — транзистор типа n-p-n

В пластинке германия на границе с индием образуются два р-n перехода, владеющих запирающими качествами. Как следует, германиевый триод состоит из последних слоев с р-проводимостыо и среднего с n-проводимостью. Таковой прибор получил заглавие транзистора типа p-n-р. К каждому слою присоединяют электроды — вывод для соединения с наружной цепью.

Соберем электронную схему, показанную на рис. 235, а. Один из последних слоев транзистора (левый) соединим с источником неизменного тока в проводящем направлении его перехода. Этот слой при работе прибора является главным источником носителей электронных зарядов и получил название эмиттера. (От латинского слова emittere — испускать, источать). Средний слой германиевой пластинки с n-проводимостью именуют базой. 2-ой последний слой транзистора соединим с другим источником неизменного тока в непроводящем направлении прилегающего к нему перехода.

Носители заряда, испускаемые эмиттером, проходят через базу, переход р-n и поступают в слой коллектора.(От латинского слова collector — собирающий).Таким макаром, коллектор является сборщиком носителей заряда, обеспечивающих прохождение тока в цепи второго источника тока. При этом источник электрической энергии в цепи коллектора имеет э. д.с. Ек, которая во много раз превосходит э. д.с. Еэ источника энергии в цепи эмиттера. Небольшая э. д.с. Еэ полностью достаточна для сотворения тока необходимого значения в цепи эмиттера, потому что прямое сопротивление его перехода является жалким. При отсутствии тока эмиттера фактически не будет протекать ток и в цепи коллектора из-за огромного оборотного сопротивления перехода в ней. Если при помощи регулируемого резистора наращивать ток Iэ в цепи эмиттера, то растет число носителей заряда, испускаемых эмиттером, и увеличивается сила тока Iк в цепи коллектора. Другими словами, с повышением тока эмиттера понижается электронное сопротивление коллекторного перехода. Потому при помощи маломощной входной цепи эмиттера просто управлять существенно более сильной выходной цепью коллектора. Электронная мощность этих цепей пропорциональна э. д.с. их источников энергии.

В рассмотренной схеме база транзистора является общей для цепей эмиттера и коллектора, а сам транзистор представляет собой полупроводниковый усилитель мощности.

В электронных схемах находят применение и два других метода включения транзистора: с общим эмиттером и общим коллектором, зависимо от того, какой электрод транзистора является общим для входной и выходной электронных цепей. К примеру, схема с общим эмиттером обеспечивает наибольшее усиление по току в выходной цепи.

Кремниевые транзисторы делаются в виде триодов типа n-р-n. Средний слой транзистора состоит из монокристаллического кремния с р-проводимостью, два последних слоя имеют n-проводимость. Так как проводящие направления переходов при всем этом поменялись на обратные по сопоставлению с транзистором типа р-п-р, то необходимо поменять и полярность включения источников электроэнергии во входной и выходной цепях (рис. 235, б). Устройство массивного кремниевого транзистора показано на рис. 236.

Рис. 236. Кремниевый транзистор:

а — продольный разрез — б — вид

Методы использования германиевых и кремниевых транзисторов являются схожими, меняется только схема их включения в электронные цепи с учетом полярности источников энергии.

Тиристором именуется полупроводниковый прибор, состоящий из 4 слоев полупроводников, разбитых 3-мя р-n переходами (рис. 237). Входной электрод тиристора именуют анодом, выходной -— катодом. Полупроводниковый слой, к которому присоединен электрод управляющего тока, составляет, как и в транзисторе — базу. Проводящее направление тиристора — от анода к катоду. Потому тиристор своим анодом соединяется с плюсовым зажимом источника тока, катод — с минусовым. При всем этом средний переход П2 включен в непроводящем направлении.

Рис. 237. Тиристор:

Транзисторы и тиристорыа — общий вид — б — продольный разрез — в — схема — г — условное обозначение

Тиристор, как и обыденный диодик, фактически не пропускает ток наружной цепи, либо молвят — тиристор заперт. Повышая приложенное к тиристору наружное напряжение, можно добиться критичного его значения, когда происходит лавинный пробой перехода и тиристор отпирается. Во наружной цепи протекает большой силы ток, ограничиваемый только ее сопротивлением. Для верно сконструированного тиристора лавинный пробой и большая сила тока не представляют угрозы, потому что энергия, выделяющаяся в переходе П2, очень мала. При изменении направления входного напряжения на оборотное происходит восстановление начальных параметров перехода П2, и тиристор закрывается. Оборотное напряжение делится поровну меж переходами П1 и П73, потому их пробоя не происходит, и тиристор фактически не пропускает оборотного тока. При подаче напряжения на управляющий электрод базы возникает ток управления, цепь которого замыкается через катод. Регулируя величину тока управления можно в широких границах изменять значение напряжения, при котором тиристор раскрывается.

Транзисторы и тиристорыТаким образом, тиристор является управляемым полупроводниковым вентилем.

Мощность, используемая в цепи управления тиристором, составляет 1—2 Вт, а мощность силовой цепи добивается нескольких сотен кв. Потому тиристор представляет собой преобразователь с высочайшим коэффициентом полезного деяния. Тиристор обладает практически моментальным быстродействием, надежен при высочайшей частоте срабатываний. Применение тиристоров позволило сделать электронные устройства для управляемого выпрямления переменного тока, преобразования неизменного тока в переменный либо частоты переменного тока.

Тиристорными преобразователями оборудованы бывалые, тепловозы для регулирования частоты тока, питающего асинхронные тяговые электродвигатели, с целью конфигурации скорости движения поезда. Тиристоры обширно употребляются в самых разных устройствах автоматики современных тепловозов.

В начало статьи

<< Вспять --------------------------------- Далее >>

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • Twitter
  • RSS

Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: