Методическая разработка «Транзисторы и тиристоры» по дисциплине "Электротехника и электроника"

Методическая разработка открытого занятия по теме «Транзисторы и тиристоры» дисциплины «Электротехника и электроника»

Штырляева Галина Валерьевна

Преподаватель технических дисциплин

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «ДХТ им Красной Армии»

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«ДЗЕРЖИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ ИМЕНИ КРАСНОЙ АРМИИ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА тема: «Транзисторы и тиристоры»
дисциплина: ОП.02 Электротехника и электроника для студентов и преподавателей курс 2 специальность 18.02.06 "Химическая технология органических веществ"

Выполнил: преподаватель Штырляева Г.В. фамилия, имя, отчество

2023 г.

ОДОБРЕНО Учебно-методической комиссиией технических дисциплин Протокол № __ От « » 2023г. Председатель комиссии Шутова Е.В.	Составлено в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по дисциплине «Электротехника и электроника»

Методическая разработка. ГБПОУ «ДХТ им Красной Армии», Дзержинск, 2023 год. – 24 стр.

Составитель: преподаватель Штырляева Г.В.

Данная методическая разработка разработана в помощь преподавателям и студентам для самостоятельной работы, практического изучения назначения, устройства, принципа действия и применения транзисторов и тиристоров.

Материалы методической разработки позволяют расширить знания студентов по этой теме, повысить их интерес к дисциплине, осознать необходимость этих знаний в их будущей профессии и быту.

Разнообразие методов и форм обучения позволило создать благоприятные условия для качественного контроля и организации учебной деятельности студентов.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………..…………………..5

Ход занятия……………………………………………………………………………….…..6

Приложения

Схема проведения занятия…………………………………………………………. 8

Технологическая карта занятия………………………………………….............… 9

Структурный конспект………………………………………………………….…. 10

Лекционный материал…………………………………………………………...… 12

Список литературы………………………………………………………………………… 24

Введение

Изучение темы «Транзисторы и тиристоры» предусмотрено стандартом всех технических специальностей в рамках общепрофессиональной дисциплины «Электротехника и электроника»

Транзисторы и тиристоры являются важнейшими полупроводниковыми приборами. Для проведения учебного занятия разработан структурный конспект. Работа со структурным конспектом дает ряд преимуществ. Во-первых, рационализирует использование времени. Это дает возможность увеличить время для различных форм самостоятельной работы, а также организации беседы, что важно в плане формирования профессиональной речи. Во-вторых, уровень восприятия и понимания заметно выше, что выявило закрепление и результаты выполненного задания. Поскольку учебный материал урока четко представлен в структурном конспекте, работа студентов в процессе корректировалась, при самостоятельной подготовке не возникало затруднений.

При изучении устройства и принципа работы транзистора и тиристора, использовались демонстрации, которые позволили разнообразить урок, повысить познавательную активность студентов и привлечь их внимание, а также наглядно продемонстрировать проверку работоспособности полупроводниковых приборов.

Такой способ организации учебного занятия позволяет обеспечить высокое качество

усвоения учебного материала.

ХОД ЗАНЯТИЯ

'Методика проведения учебного занятия

по общепрофессиональной дисциплине «Электротехника и электроника»,

тема «Транзисторы и тиристоры»

I Организация работы группы

Для сознательного усвоения материала необходимо поставить образовательные цели (приложение) и познакомить с планом занятия студентов.

План учебного материала желательно написать на доске:

1. Введение понятия «транзистор и тиристор»

2. Устройство транзисторов и тиристоров

3. Принцип работы транзисторов и тиристоров

4. Схемы включения транзисторов

5. Режимы работы транзисторов и тиристоров

6. Основные параметры транзисторов и тиристоров

7. Область применения

II Повторение учебного материала

Входной контроль знаний перед изучением новой темы направлен на актуализацию знаний по теме «Полупроводниковые диоды», которые являются базовыми при изучении новой темы.

Прежде чем перейти к изучению новой темы, необходимо повторить знания ранее изученной темы «Полупроводниковые диоды»:

Последовательность работы:

Перечень учебных вопросов, которые необходимо обсудить следующее:

• Какие носители заряда являются основными в п-области?

• Какие носители заряда являются основными в р-области?

• Как изменится высота потенциального барьера р–n-перехода при приложении к нему прямого напряжения?

• Как изменится высота потенциального барьера р–n-перехода при приложении к нему обратного напряжения?

Это позволяет закрепить материал прошлого занятия.

III Новый материал

1. Введение понятия «транзистор» и «тиристор»

Начать объяснение необходимо с истории. Характер учебного материала позволяет это сделать в форме рассказа (домашнее задание). Для осуществления межпредметных связей желательно организовать обсуждение по вопросам:

• Какой транзистор называется биполярным, полевым?

• Почему он называется биполярным или полевым?

• Как можно классифицировать транзисторы?

• Как можно классифицировать тиристоры?

Далее необходимо еще раз проговорить определения и дать возможность записать студентам определения в конспект. При этом можно предложить дать самостоятельно формулировку.

2 Устройство транзистора и тиристора

Изложение этого вопроса преподавателем сопровождается комментированным схематичным представлением транзисторов и тиристоров.

Во время объяснения студенты работают по плану структурного конспекта - заполняют схематичные рисунки, записывают определения необходимых параметров после коллективного обсуждения.

3. Принцип работы транзистора и тиристора

Этот этап работы построен на объяснении преподавателя принципа действия транзисторов и тиристоров. В ходе объяснения студенты полноправно участвуют в объяснении, в заполнении схематичного рисунка.

Невысокий уровень сложности учебного материала позволяет здесь использовать самостоятельную работу студентов, в рамках закрепления изученного материала, что развивает учебную мотивацию.

Задание:

1. Самостоятельно записать принцип действия в конспект

1. Зачитать записанное

Необходимо вызвать студентов на обсуждение записанного материала, для того, чтобы обсудить ошибки, допущенные при конспектировании и в случае необходимости откорректировать.

Успешное выполнение работы студентами позволяет эмоционально подкрепить интерес к изученному материалу.

4 Схемы включения транзисторов и тиристоров

Материал этого учебного вопроса предполагает объяснение преподавателя, основанное на пояснениях студентов.

Записывают новый материал в конспект и необходимые пояснения по схематичному рисунку структурного конспекта.

5 Режимы работы транзисторов и тиристоров.

Изложение вопроса проводится в той же методике, что и при изучении схем

включения биполярного транзистора и необходимые пояснения записываются в конспект.

Невысокий уровень сложности учебного материала позволяет здесь использовать самостоятельную работу студентов, в рамках закрепления изученного материала.

Задание

Необходимо записать по конспекту основные параметры транзисторов и тиристоров для различных схем включения.

По итогам выполнения работы необходимо организовать проверку результатов в форме беседы.

Такая форма работы позволяет не только проверить уровень усвоения материала, но и формирует навыки профессиональной речи.

6 Область применения

Студенты сами проговаривают область применения транзисторов и тиристоров, информация корректируется и дополняется и записывается в конспект

7 Закрепление

Для того чтобы выяснить как студенты усвоили новый материал им предложены вопросы структурного конспекта.

IV Подведение итогов занятия

1. Оценить результативность работы группы

2. В качестве домашнего задания предлагается рассмотреть использование данных элементов в микросхемах.

Приложения 1

Технологическая карта

Тема: Транзисторы и тиристоры

Предмет: Электротехника и электроника

Преподаватель: Штырляева Г.В.

Цель: изучение классификации электронных приборов, их устройства и области применения;

Задачи:

1. Образовательные

Сформировать знания учащихся:

• об устройстве транзисторов и тиристоров;

• о принципе действия транзисторов и тиристоров;

• о схемах включения транзисторов и тиристоров;

• режимах работы транзисторов и тиристоров;

1. Воспитательные

• Развитие внутренней мотивации через формирование интереса к предмету и навыков самостоятельной работы

• Фундаментальные образовательные объекты: транзистор, тиристор, механизм регуляции сердца, факторы, влияющие на сердце.

• Проблемные вопросы урока: Как устроены транзисторы и тиристоры? Как они работают? Какие факторы влияют на их работу? Каковы причины нарушения их работоспособности? Как определить исправность транзисторов и тиристоров?

1. Развивающие:

• Информационные - поиск нужной информации, подготовка сообщений об истории создания транзисторов и тиристоров;

• Познавательной деятельности - поиск решений проблемных ситуаций при работе со структурным конспектом;

Знания и умения по дисциплине ОП. 02 Электротехника и электроника ориентированы на формирование общих (ОК) и профессиональных компетенций (ПК): ОК 1 – 9; ПК 1.1 - 1.4; ПК 2.1 - 2.5; ПК 3.1 - 3.4; ПК 4.1 – 4.4

Дидактическое обеспечение

1. Структурный конспект лекции

2. Наглядность

   • Транзистор

   • Гальванометр

   • Презентация

   • Схемы включения транзисторов и тиристоров

3. Демонстрация

ЭП – эмиттерный переход (между Б и Э)

КП – коллекторный переход (между К и Б)

План учебного материала:

1. Введение понятия «транзистор», «тиристор».

2. Устройство транзисторов и тиристоров

3. Принцип работы транзисторов и тиристоров

4. Схемы включения транзисторов и тиристоров

5. Режимы работы транзисторов и тиристоров

6. Основные параметры транзисторов и тиристоров

7. Область применения транзисторов и тиристоров.

Технологическая карта

Название, содержание  этапа урока	Цель этапа	Деятельность педагога	Деятельность учащихся			Результат
			Познавательная	Коммуникативная	Регулятивная
Организационный момент 2 мин	Готовность к занятию	Педагог концентрирует внимание		Приветствуют педагога	Проверяют готовность к уроку	Наличие конспекта.
Повторение 8 мин	Знания по теме «Полупроводниковые диоды» базовые при изучении новой темы	Обсуждение и анализ прошлых тем.	Определяют исправность диода, условия протекания тока через рn переход	Отвечают на вопросы педагога, вспоминают определения диода, полупроводники р и n типов	Повторение материала темы прошлого урока	Устные ответы на вопросы
Новый материал «транзисторы»; 35 мин	Введение понятия «транзистор»; «биполярный» и «полевой» транзистор	Объяснение учебного материала с элементами демонстрации приборов и проверки их работоспособности. Классификация, устройство, принцип действия, схемы включения, режимы работы, основные параметры транзисторов	История создания Полевого и биполярного транзистора их классификация, устройство, принцип действия, применение	Осознанно строят речевые высказывания об истории создания транзисторов; их применение.	Обсуждают способы ответов на вопросы структурного конспекта	Анализ информации. Конспект. Рефлексия в форме теста
Новый материал «тиристоры» 35 мин	Введение понятия «тиристор»; «динистор» и «симистор» .	Объяснение учебного материала с элементами демонстрации приборов и проверки их работоспособности. Классификация, устройство, принцип действия, схемы включения, режимы работы, основные параметры тиристоров	История создания тиристоров их классификация, устройство, принцип действия, применение	Осознанно строят речевые высказывания об истории создания тиристоров; их применение.	Обсуждают способы ответов на вопросы структурного конспекта	Анализ информации. Конспект. Рефлексия в форме теста
Итоги урока. 10 мин	Обобщение основных параметров, схем включения и применение Выставление оценок.	Выставление оценок в отчетах и учебном журнале.	Анализ и современное использование полупроводниковых приборов	Обсуждение и анализ выступлений. Помощь педагогу сборка оборудования.	Приведение в порядок рабочего места.	Оценка

Полевой транзистор – это_______________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Устройство полевого транзистора

Исток – это_____________________________________________________

Сток – это________________________________________________________

Затвор – это_______________________________________________________

Схемы включения полевого транзистора

а)_________________________________________________________________ б)_________________________________________________________________ в)_________________________________________________________________

Область применения

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Биполярный транзистор – это_______________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Устройство биполярного транзистора

Эмиттер – это_____________________________________________________

Коллектор – это___________________________________________________

База – это_______________________________________________________

Схемы включения биполярного транзистора

а)_________________________________________________________________ б)_________________________________________________________________ в)_________________________________________________________________

Область применения

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тиристор – это___________________________________________________

Динистор – это__________________________________________________

Симистор -это____________________________________________________

Обозначается на принципиальных схемах:

а) б) в) г)

а)_________________________________________________________________ б)_________________________________________________________________ в)_________________________________________________________________

г)_________________________________________________________________

Анодом тиристора называют электрод присоединенный к …..

а) внутреннему п-слою
б) внешнему п-слою
в) внутреннему р-слою
г) внешнему р-слою

Точка с каким номером на графике соответствует включению тиристора?

Какая точка на графике соответствует минимальному удерживающему току?

Для включения тиристора на управляющий электрод подаётся электрический импульс

а) силой выше определенного значения и любой длительности;
б) любой силы и определенной длительности;
в) определенной силы и длительности;
г) любой величины и длительности.

Вольт-амперная характеристика полупроводникового прибора:

а) б)

в)

а)_________________________________________________________________ б)_________________________________________________________________ в)_________________________________________________________________

Лекционный материал

БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Транзистор – это полупроводниковые приборы с двумя взаимодействующими n–p-переходами

Название происходит от сочетания английских слов: transfer – переносить и resistor – сопротивление.

Обычно для создания транзисторов используют германий и кремний.

Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор, состоящий из трех областей с чередующимися типами электропроводности и пригодный для усиления мощности.

В биполярном транзисторе используются одновременно два типа носителей зарядов — электроны и дырки, отсюда следует и название — биполярный.

Транзисторы бывают двух типов: p–n–p-транзисторы и n–p–n-транзисторы.

Выпускаемые в настоящее время биполярные транзисторы можно классифицировать по следующим признакам:

• по материалу: германиевые и кремниевые;

• по виду проводимости областей: типа р-n-р и n-p-n;

• по мощности: малой (Рмах  0,3Вт), средней (Рмах  1,5Вт) и большой мощности (Рмах  1,5Вт);

• по частоте: низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные и СВЧ.

Устройство плоскостного биполярного транзистора

Устройство плоскостного биполярного транзистора показано схематично на рисунке.

Он представляет собой пластинку германия или кремния, в которой созданы три области с различной электропроводностью, причем две крайние области имеют одинаковый тип проводимости, а средняя область - противоположный.

Рисунок 1 Устройство биполярного транзистора

У транзистора типа n-р-n средняя область имеет дырочную, а крайние области – электронную электропроводность.

Транзисторы типа р-n-р имеют среднюю область с электронной, а крайние области с дырочной электропроводностью.

Электроды транзистора имеют внешние выводы, с помощью которых транзистор включается в электрическую схему.

Эмиттер - это область транзистора является источником носителей заряда, а область улавливающая эти носители заряда называется коллектором. Область, которая управляет потоком этих носителей, называется базой.

Средняя область транзистора называется базой, одна крайняя область – эмиттером, другая – коллектором.

Таким образом в транзисторе имеются два р-n- перехода: эмиттерный – между эмиттером и базой и коллекторный – между базой и коллектором. Площадь эмиттерного перехода меньше площади коллекторного перехода.

Металлические выводы, привариваемые или припаевыемые к полупроводниковым областям, называют соответственно эмиттерным, коллекторным и базовым выводами.

В условных обозначениях разных структур стрелка эмиттера показывает направление тока через транзистор.

Стрелка на выводе эмиттера показывает направление эмиттерного тока в активном режиме. Кружок, обозначающий корпус дискретного транзистора, в изображении бескорпусных транзисторов, входящих в состав интегральных микросхем, не используется.

Принцип работы транзистора

В основе работы любого полупроводникового материала лежит? (pn-переход)

Рисунок 3 Принцип действия биполярного транзистора

Принцип работы n-p-n- и p-n-p-транзисторов одинаков, а полярности напряжений между их электродами и направления токов в цепях электродов противоположны.

На переходы транзистора от внешних источников питания подаются постоянные напряжения.

Напряжения обеспечивают открытое состояние эмиттерного перехода и закрытое состояние коллекторного перехода, что соответствует активному режиму работы транзистора.

Через открытый эмиттерный переход протекают основные носители заряда. Инжектированные в базу электроны оказываются в ней избыточными (неравновесными) неосновными носителями заряда. Вследствие диффузии они движутся через базу к коллекторному переходу, частично рекомбинируя с основными носителями - дырками. Достигнувшие коллекторного перехода электроны экстрагируются полем закрытого коллекторного перехода в коллектор. Таким образом, в активном режиме всю структуру транзистора от эмиттера до коллектора пронизывает сквозной поток электронов, создающий во внешних цепях эмиттера и коллектора токи I_Э и I_К, направленные навстречу движению электронов.

Эффективное управление выходным током с помощью входного напряжения составляет основу принципа работы биполярного транзистора и позволяет использовать транзистор для усиления электрических сигналов.

Схемы включения

От базы, эмиттера и коллектора сделаны выводы.

Входная, или управляющая, цепь служит для управления работой транзистора. В выходной, или управляемой, цепи получаются усиленные колебания. Источник усиливаемых колебаний включается во входную цепь, а в выходную включается нагрузка.

В зависимости от того, какой из трех выводов биполярного транзистора является общим для входа и выхода четырехполюсника, различают схему включения транзистора с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и с общим коллектором (ОК).

Cхему включения транзистора с ОЭ и используются наиболее часто. Полярность подключаемого внешнего источника зависит от типа транзистора: рnр или npn.

В случае включения биполярного транзистора с ОЭ входной ток соответствует току базы, а выходной ток соответствует току коллектора.

При включении биполярного транзистора с ОБ входной ток соответствует току эмиттера, а выходной ток соответствует току коллектора.

От типа транзистора зависит полярность его включения в схему.

В электрическую цепь транзистор включают таким образом, что один из его выводов (электрод) является входным, второй – выходным, а третий – общим для входной и выходной цепей.

При любой схеме включения транзистора (в активном режиме) полярность включения источников питания должна быть выбрана так, чтобы эмиттерный переход был включен в прямом направлении, а коллекторный – в обратном

Рисунок 2 Схемы включения биполярного транзистора

Для транзистора n-р-n в схемах включения изменяются лишь полярности напряжений и направление токов.

Режимы работы транзистора

В зависимости от того, в каких состояниях находятся переходы транзистора, различают режимы его работы:

Основным режимом является активный режим, при котором

• Активный режим. Эмиттерный переход находится в открытом состоянии, а коллекторный - в закрытом. Транзисторы, работающие в активном режиме, используются в усилительных схемах.

• Режим насыщения. На обоих переходах напряжение прямое (оба р-n- перехода открыты).

• Режим отсечки. Оба перехода закрыты. В режиме отсечки и режиме насыщения управление транзистором почти отсутствует.

• Инверсный режим, при котором эмиттерный переход закрыт, а коллекторный - открыт.

Область применения

Биполярные транзисторы являются полупроводниковыми приборами универсального назначения и широко применяются в различных усилителях, генераторах, в импульсных и ключевых устройствах.

ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей, протекающим через проводящий канал и управляемым электрическим полем.

В отличие от биполярных транзисторов, у которых оба типа носителей, как основные, так и неосновные, являются ответственными за транзисторный эффект, в полевых транзисторах для реализации транзисторного эффекта применятся только один тип носителей. По этой причине полевые транзисторы называют униполярными.

В зависимости от условий реализации эффекта поля полевые транзисторы делятся на два класса: полевые транзисторы с изолированным затвором и полевые транзисторы с затвором в виде p-n–перехода или барьера Шоттки.

Электрод, через который в проводящий канал втекают носители заряда, называется истоком.

Электрод, через который из проводящего канала вытекают носители заряда – стоком.

Проводящий канал – это область в полупроводнике, в которой регулируется поток носителей заряда.

Затвор – это электрод полевого транзистора, на который подается управляющий электрический сигнал.

Рис.3

Полевой транзистор — это электронный прибор, предназначенный для усиления сигналов. 

Полевые транзисторы разрабатывались в качестве замены электронно-вакуумной лампы, поэтому их характеристики во многом похожи.

Исторически первыми были полевые транзисторы с управляющим p-n переходом. 

В полевых транзисторах

вывод, эквивалентный эмиттеру, называется исток (и),

а вывод, эквивалентный коллектору, называется сток (с).

Запирание и отпирание канала полевого транзистора производится затвором (з).

Существует два типа полевых транзисторов с p-n переходом.

Это транзисторы с n-каналом и с p-каналом.

Рисунок 4. Условно-графическое обозначение полевых транзисторов

Направление стрелочки совпадает с направлением стрелочки в полупроводниковом диоде и показывает, куда будет протекать ток в управляющем p-n переходе.

Поэтому если стрелочка направлена к каналу транзистора, то это канал n-типа, а в противоположном направлении, то это канал p-типа.

В настоящее время наиболее распространены кремниевые полевые транзисторы с изолированным затвором — металл-окисел-полупроводник (МОП). Более общее название подобных транзисторов МДП-транзисторы (металл-диэлектрик-полупроводник), так как в качестве диэлектрика может использоваться не только оксид.

Добавляется возможность работать не только со встроенными каналами, как в полевых транзисторах с p-n переходом, но и с индуцированным каналом.

Рисунок 5. Условно-графическое обозначение полевых МОП-транзисторов с встроенным каналом

Здесь затвор отделён от канала диэлектриком как в конденсаторе, а стрелочка рисуется между каналом и подложкой полупроводникового кристалла. В некоторых транзисторах подложка выводится наружу отдельным выводом.

Направление стрелочки в условно-графическом обозначении показывает, какого типа канал используется в полевом транзисторе.

Индуцированные каналы в условно-графических обозначениях полевых транзисторов изображаются пунктиром.

Индуцированный канал первоначально не существует. Он образуется при подаче на затвор полевого транзистора открывающего напряжения. При этом чем больше будет напряжение, тем меньше будет сопротивление канала и больше ток, протекающий через полевой транзистор.

Рисунок 6. Условно-графическое обозначение полевых МОП-транзисторов с индуцированным каналом

В этих полевых транзисторах подложка выведена отдельным выводом. Кружок вокруг транзистора показывается только для дискретных приборов. Он показывает наличие корпуса. Если транзисторы приводятся в составе схемы интегральной микросхемы, то кружки вокруг транзисторов не изображаются.

Итог:

• Полевых транзисторов существует шесть видов.

• У всех полевых транзисторов большое входное сопротивление на низких частотах.

• Для производства полевых транзисторов подходит большее количество полупроводниковых материалов по сравнению с биполярными транзисторами.

ТИРИСТОРЫ

Тиристорами называют полупроводниковые приборы с тремя и более p-n-переходами, имеющие S-образную вольт-амперную характеристику.

Контакт к внешнему p-слою называют анодом, а к внешнему n-слою - катодом. Внутренние области р- и n-типа называют базами. Выводы от баз образуют управляющие электроды УЭ1 и УЭ2.

Рис.7

В зависимости от числа выводов тиристоры делят на

• диодные (динисторы), имеющие два вывода - от анода и катода;

• триодные (тиристоры), имеющие выводы от анода, катода и одной из баз;

• тетродные, имеющие выводы от всех областей.

Единственная область, в которой тиристоры продемонстрировали высокую конкурентоспособность - это мощные токовые ключи различного назначения, в качестве которых они сейчас успешно и широко используются.

При использовании в качестве токового ключа тиристор включается последовательнос источником питания и нагрузкой. В процессе работы тиристор может находиться в одном из двух возможных состояний. В одном их них тиристор выключен или закрыт. В этом состоянии тиристор имеет высокое сопротивление и ток в нагрузке практически равен нулю. Во втором состоянии тиристор включен или открыт. В этом состоянии тиристор имеет малое сопротивление, и ток в цепи определяется сопротивлением нагрузки.

По мере роста напряжения на аноде ток тиристора будет возрастать за счёт лавинного умножения носителей заряда в переходе П2. Это само по себе приводит к увеличению тока тиристора.

Вольт-амперная характеристика тиристора имеет пять характерных участков (рис. 8).

Участок 0-1. Напряжение на аноде положительно, ток незначителен, то есть тиристор закрыт. Этот участок вольт-амперной характеристики соответствует режиму прямого запирания.

Участок 1-2. В точках 1 и 2 дифференциальное сопротивление тиристора равно нулю, а между ними - отрицательно. Это участок характеристики с отрицательным дифференциальным сопротивлением тиристора.

Участок 2-3. На этом участке тиристор открыт, и ток через него ограничен сопротивлением внешней цепи. Участок соответствует режиму прямой проводимости

Участок 0-4. На этом участке напряжение на аноде отрицательно. Ток мал. Тиристор закрыт. Участок соответствует режиму обратного запирания.

Участок 4-5. На этом участке наблюдается резкое увеличение тока тиристора при увеличении отрицательного напряжения на аноде. Участок 4-5 соответствует режиму обратного пробоя.

Координаты точек 1 и 2 являются параметрами тиристора:

U_вкл - напряжение включения;

I_вкл - ток включения;

I_уд (I_выкл) - ток удержания (ток выключения);

U_уд (U_выкл)- напряжение удержания (напряжение выключения).

.

Рис.8

Для выключения тиристора при его использовании в качестве токового ключа необходимо каким-либо способом уменьшить ток через тиристор до значения, меньшего тока удержания. Выключить тиристор, подавая какие-либо воздействия на управляющий электрод, в большинстве типов тиристоров невозможно. Однако существуют тиристоры, которые могут быть выключены по управляющему электроду импульсом тока обратного знака. Такие тиристоры называют запираемыми по управляющему электроду.

Если в качестве управляющего используется электрод УЭ1, то тиристор называют управляемым по катоду, если в качестве управляющего используется электрод УЭ2, то тиристор называют управляемым по аноду.

Выпускаются тиристоры, имеющие симметричную воль-амперную характеристику для обеих полярностей напряжения на аноде. Такие тиристоры называют симисторами.

Рис.9

Как следует из вольтамперной характеристики симистора, прибор включается в любом направлении при подаче на управляющий электрод УЭ положительного импуль­са управления. Требования к импульсу управления такие же, как и для тиристора. Основные характеристики симистора и система его обозначений такие же, как и для тиристора. Симистор можно заменить двумя встречно параллельно включенными тиристорами с общим электродом управления.

Литература:

1. Гальперин М.В. Электронная техника: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА – М, 2010. – 304 с.: ил.

2. Гальперин М.В. “Электротехника и электроника: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА – М, 2010. – 352 с.: ил. (Профессиональное образование)

3. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника. Под редакцией Федорова Н. Д. — М.: Радио и связь, 2008. — 560 с.

4. Электронные приборы. Под редакцией Шишкина Г.Г. — М.: Энергоатомиздат, 2009. — 496 с.