Двухтранзисторная модель

Для разъяснения черт прибора в режиме прямого запирания употребляется двухтранзисторная модель. Тиристор можно рассматривать как соединение p-n-p транзистора с n-p-n транзистором, причём коллектор каждого из их соединён с базой другого, как показано на рис. 4 для триодного тиристора. Центральный переход действует как коллектор дырок, инжектируемых переходом J1, и электронов Двухтранзисторная модель, инжектируемых переходом J3. Связь меж токами эмиттера IE, коллектора IC и базы IB и статическим коэффициентом усиления по току α1 p-n-p транзистора также приведена на рис. 4, где IСо— оборотный ток насыщения перехода коллектор-база.

Подобные соотношения можно получить для n-p-n транзистора при изменении направления токов Двухтранзисторная модель на обратное. Из рис. 4 следует, что коллекторный ток n-p-n транзистора является сразу базисным током p-n-p транзистора. Аналогично коллекторный ток p-n-p транзистора и управляющий ток Ig втекают в базу n-p-n транзистора. В итоге, когда общий коэффициент усиления в замкнутой петле превзойдет 1, оказывается Двухтранзисторная модель вероятным регенеративный процесс.

Ток базы p-n-p транзистора равен IB1 = (1 — α1)IA — ICo1. Этот ток также протекает через коллектор n-p-n транзистора. Ток коллектора n-p-n транзистора с коэффициентом усиления α2 равен IC2 = α2IK + ICo2.

Приравняв IB1 и IC2, получим (1 — α1)IA — ICo1 = α2IK + ICo2. Потому что IK Двухтранзисторная модель = IA + Ig, то

Это уравнение обрисовывает статическую характеристику прибора в спектре напряжений прямо до пробоя. После пробоя прибор работает как p-i-n-диод. Отметим, что все слагаемые в числителе правой части уравнения малы, как следует, пока член α1 + α2 < 1, ток IA мал. (Коэффициенты α1 и α2 сами зависят от IA и обычно вырастают Двухтранзисторная модель с повышением тока) Если α1 + α2 = 1, то знаменатель дроби обращается в нуль и происходит прямой пробой (либо включение тиристора). Необходимо подчеркнуть, что если полярность напряжения меж анодом и катодом поменять на оборотную, то переходы J1 и J3 будут сдвинуты в оборотном направлении, а J2 — в прямом. При таких критериях Двухтранзисторная модель пробой не происходит, потому что в качестве эмиттера работает только центральный переход и регенеративный процесс становится неосуществимым.

Ширина обеднённых слоёв и энерго зонные диаграммы в равновесии, в режимах прямого запирания и прямой проводимости показаны на рис. 5. В равновесии обеднённая область каждого перехода и контактный потенциал определяются профилем рассредотачивания примесей Двухтранзисторная модель. Когда к аноду приложено положительное напряжение, переход J2 стремится сместиться в оборотном направлении, а переходы J1 и J3 — в прямом. Падение напряжения меж анодом и катодом равно алгебраической сумме падений напряжения на переходах: VAK = V1 + V2 + V3. По мере увеличения напряжения увеличивается ток через прибор и, как следует, растут α1 и α2. Благодаря Двухтранзисторная модель регенеративному нраву этих процессов прибор в конце концов перейдёт в открытое состояние. После включения тиристора протекающий через него ток должен быть ограничен наружным сопротивлением нагрузки, в неприятном случае при довольно высочайшем напряжении тиристор выйдет из строя. Во включенном состоянии переход J2 смещён в прямом направлении (рис. 5, в Двухтранзисторная модель), и падение напряжения VAK = (V1 — |V2| + V3) примерно равно сумме напряжения на одном прямосмещенном переходе и напряжения на насыщенном, транзисторе.

34. Принципы построения современных силовых биполярных транзисторов, главные характеристики.

Рвение соединить в одном транзисторе положительные характеристики биполярного и полевого транзисторов привело к созданию IGBT – транзистора (рис. 1., d).

IGBT – транзистор имеет низкие утраты мощности Двухтранзисторная модель во включенном состоянии подобно биполярному транзистору и высочайшее входное сопротивление цепи управления, свойственное для полевого транзистора.

Рис. 1. Условно-графические обозначения транзисторов: a) – биполярный транзистор п-р-п-типа; b) – MOSFET-транзистор с каналом п-типа; c) – SIT-транзистор с управляющим p-n-переходом; d) – IGBT-транзистор.

Коммутируемые напряжения силовых Двухтранзисторная модель IGBT – транзисторов, так же как и биполярных, менее 1200 В, а предельные значения токов добиваются нескольких сот ампер при частоте 20 кГц.

Приведённые выше свойства обуславливают области внедрения разных типов силовых транзисторов в современных силовых электрических устройствах. Обычно применялись биполярные транзисторы, основной недочет которых заключается в потреблении значимого Двухтранзисторная модель тока базы, что добивалось массивного оконечного каскада управления и приводило к понижению КПД устройства в целом.

Потом были разработаны полевые транзисторы, более быстродействующие и потребляющие маленькие мощности из системы управления. Главным недочетом МОП – транзисторов являются огромные утраты мощности от протекания силового тока, что определяется особенностью статической ВАХ.

В ближайшее время Двухтранзисторная модель лидирующее положение в области внедрения занимают IGBT – транзисторы, сочетающие внутри себя плюсы биполярных и полевых транзисторов.


dzheffri-s-yang-vilyam-l-sajmon-ikona-stiv-dzhobs-stranica-14.html
dzhejms-barri-piter-pen-glava-pervaya-piter-pen-narushaet-spokojstvie.html
dzhejms-dzhojs-na-pomine-finneganov-kn1-gl7-ch2.html