Hình 1. 9 Mặt cắt của tiristo
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.58 MB, 43 trang )
u
i
Dòng điện ngược
Điện áp ngược
Hình 1.11. Tiristo phân cực ngược.
a) Sơ đồ; b) Đặc tính vôn ampe
1) Tiristo phân cực ngược (hình 1.11a): tiristo làm việc như một điốt phân cực
ngược và chỉ cho dòng điện rò khoảng vài mA chạy qua. Giá trị điện áp ngược
khoảng từ 100 đến 3000V tuỳ theo loại tiristo, dòng điện tăng đột ngột và tiristor bị
chọc thủng (hình 1.11b).
2) Tiristo phân cực thuận : Điện áp giữa anốt và catốt là dương. Để giải thích
sự làm việc của các lớp bán dẫn pnpn trong một tiristo ta xem chúng như gồm 2
tranzito loại pnp và npn nối với nhau sao cho cực gốc của tranzito này được nối với
cực góp của tranzito kia (hình 1.12a và b).
Tranzito đầu tiên loại pnp có cực phát e1, gốc b1, và gốc c1. Dòng điện cực góp
Ic1 = Ico + α1Iα
Trong đó Ico1 là dòng điện rò, α1 là hệ số khuếch đại dòng điện của tranzito T1
Tương tự đối với tranzito T2 loại npn ta có:
Ic2 = Ico 2 + αIα, Ico 2 là dòng diện rò, α2 là hệ số khuếch đại dòng điện của
tranzito T2.
Dòng điện tổng chạy qua tranzito là:
Iα = (α1 + α2) IA + Ico1 + Ico2
đặt Ico1 + Ico2 = Ico là tổng dòng điện rò qua tiristo ta có:
p
e1
n
6
6
b1
n
c1
p
e2
c1
Ic2
Ic1
n
c2
T2
T1
A
G
K
Hình 1.12:
a) Tiristo phân cực thuận; b) Sơ đồ tương đương
Để tăng IA, nghĩa là có sự khởi động hay còn gọi là để “mồi” tiristo cần cho
biểu thức của mẫu số bằng không 1 – (α1 +α ) = 0.
Vậy khi phân cực thuận tiristo có hai trạng thái:
(α1 + α2) < 1 tiristo vẫn tiếp tục bị khoá, dòng điện IA bằng dòng điện rò Ico
(α1 + α2) = 1 tiristo khởi động, trở nên dẫn điện tương tự như điốt phân cực
thuận.
Một trong những tính chất của tranzito silic là có hệ số khuếch đại dòng điện
tăng theo dòng điện cực phát. Do đó có 2 khả năng “mồi” tiristo:
a)Bằng cách tăng điện áp thuận
Nếu tăng dần U thì điện áp trên các lớp chuyển tiếp tăng lên làm các điện tích thêm
năng lượng tạo nên hiện tượng va chạm dây chuyền, tiristo trở nên dẫn điện. Trị số
điện áp UB tại đó tiristo được mồi gọi là điện áp mở (hình 1.13).
7
7
b) Bằng xung mồi vào cực điều khiển
Nếu dòng điện Ig có cực tính dương so với catốt đặt vào cực điều khiển thì
tiristo sẽ được mồi với điện áp mở nhỏ hơn ( hình 1.14).
điểm khởi động
Trạng thái dẫn
Trạng thái bị khoá
IH
Dòng điện duy trì
u
i
Hình 1. 13: Mồi tiristo bằng cách tăng điện áp thuận
Bằng cách tăng dòng điện điều khiển Ig các điểm khởi động của tiristo lùi về
phía trái còn khi Ig đạt tới một giá trị nào đó thì tiristo được mồi ngay lập tức.
Trạng thái bị khoá
Ig=0
Ig3 >Ig2 >Ig1
Trạng thái dẫn
i
IH
Hình 1.14: Tiristo mồi bằng dòng điện điều khiển
`
Khi tiristo đã chuyển sang trạng thái dẫn thì cực điều khiển không còn tác
dụng. Tiristo chỉ trở về trạng thái khoá nếu dòng điện I A nhỏ hơn giá trị dòng điện
duy trì IH và cần một khoảng thời gian tương đối dài để lớp điều khiển trở lại trạng
thái bị khoá trước khi có thể mồi lại. Nói chính xác hơn để khó tiristo mạch ngoài
nhận dòng điện anốt ngược trong khoảng thời gian ngắn, dòng điện ngược (hình
1.15) tạo nên sự chuyển dịch điện tích tại lớp pn và cho phép hai lớp ngoài khoá tất
cả dòng điện ngược phụ. Cần khoảng thời gian từ 10 đến 100 µs để các hạt mang
điện trong lớp điều khiển phối hợp trở lại, do đó có thể đặt điện áp thuận mà không
bị mồi ngay lập tức.
Các thông số kỹ thuật cơ bản để chọn tiristo là:
- Dòng điện định mức In (A)
- Điện áp ngược cực đại Uin. max (V)
- Điện áp rơi ∆U (V)
Hình 1.15
Biến thiên của dòng điện trong quá trình khoá
- Điện áp điều khiển Ug (V)
- Dòng điện điều khiển Ig (mA)
- Tốc độ tăng dòng điện di/dt (A/ µs)
- Tốc độ tăng điện áp dv/dt (V/ µs)
- Dòng điện rò Ico (mA)
8
8
9
9
