но розподілених по площі і з'єднаних паралельно. Базовий шар n виконаний аналогічно відповідному шару звичайного тиристора.
Анодний шар p має шунти (зони n), що з'єднують n-базу з анодним контактом через невеликі розподілені опору. Анодні шунти застосовують у тиристорах, що не володіють зворотного блокуючою спроможністю. Вони призначені для зменшення часу вимкнення приладу за рахунок поліпшення умов вилучення зарядів з базової області n.
Основне виконання тиристорів GTO таблеткового з чотиришаровій кремнієвою пластиною, затиснутої через термокомпенсирующих молібденові диски між двома мідними підставами, що володіють підвищеною тепло-і електропровідністю. З кремнієвою пластиною контактує керуючий електрод, що має висновок у керамічному корпусі. Прилад затискається контактними поверхнями між двома половинами охолоджувачів, ізольованих один від одного і мають конструкцію, яка визначається типом системи охолодження.
Принцип дії
У циклі роботи тиристора GTO розрізняють чотири фази: увімкнення, провідний стан, виключення і блокуючу стан. p> На схематичному розрізі тиристорної структури (рис. 1, б) нижній висновок структури анодний. Анод контактує з шаром p.Затем знизу вгору йдуть: базовий шар n, базовий шар p (що має висновок керуючого електрода), шар n, безпосередньо контактує з катодним висновком. Чотири шару утворюють три p-n переходу: j1 між шарами p і n; j2 між шарами n і p; j3 між шарами p і n.
Фаза 1 - включення. Перехід тиристорної структури з блокуючого стану в провідний (включення) можливий тільки при додатку прямої напруги між анодом і катодом. Переходи j1 і j3 зміщуються у напрямку і не перешкоджають проходженню носіїв зарядів. Всі напруга прикладається до середнього переходу j2, який зміщується у зворотному напрямку. Близько переходу j2 утворюється зона, збіднена носіями зарядів, що отримала назву-область об'ємного заряду. Щоб включити тиристор GTO, до керуючого електрода і катода по ланцюгу управління прикладається напруга позитивної полярності UG (Висновок "+" до шару p). В результаті по ланцюгу протікає струм включення IG. p> Замикаються, тиристори пред'являють жорсткі вимоги до крутизни фронту dIG/dt і амплітуді IGM струму управління. Через перехід j3, крім струму витоку, починає протікати струм включення IG. Створюють цей струм електрони будуть інжектовані з шару n в шар p. Далі частина з них буде перекидатися електричним полем базового переходу j2 в шар n.
Одночасно збільшиться зустрічна інжекція дірок з шару p в шар n і далі в шар p, тобто відбудеться збільшення струму, створеного неосновними носіями зарядів. p> Сумарний струм, що проходить через базовий перехід j2, перевищує струм включення, відбувається відкриття тиристора, після чого носії зарядів будуть вільно переходити через всі його чотири області.
Фаза 2 - проводить стан. У режимі протікання прямого струму немає необхідності в струмі управління IG, якщо струм в ланцюзі анода перевищує величину струму утримання. Однак на практиці для того, щоб всі структури Вимикаю тиристора постійно перебували в проводяться стані, все ж необхідно підтримку струму, передбаченого для даного температурного режиму. Таким чином, весь час включення і проводить стану система управління формує імпульс струму позитивної полярності.
У проводяться стані всі області напівпровідникової структури забезпечують рівномірне рух носіїв зарядів (електронів від катода до анода, дірок - у зворотному направленні). Через переходи j1, j2 протікає анодний струм, через перехід j3 - сумарний струм анода і керуючого електрода.
Фаза 3 - вимкнення. Щоб вимкнути тиристора GTO при незмінній полярності напруги UT (Див. рис. 3) до керуючого електрода і катода по ланцюгу управління прикладається напруга негативної полярності UGR. Воно викликає струм вимикання, перебіг якого веде до розсмоктування основних носіїв заряду (дірок) в базовому шарі p. Іншими словами, відбувається рекомбінація дірок, що надійшли в шар p з базового шару n, і електронів, надійшли до цього ж шар по керуючому електроду.
У міру звільнення від них базового переходу j2 тиристор починає замикатися. Цей процес характеризується різким зменшенням прямого струму IТ тиристора за короткий проміжок часу до невеликої величини IТQT (Див. рис. 2). Відразу після замикання базового переходу j2 починає закриватися перехід j3, однак за рахунок енергії, запасеної в індуктивності кіл керування він ще деякий час знаходиться в відкритому стані.
В
Рис. 2. Графіки зміни струму анода (iT) і керуючого електрода (iG)
Після того, як вся енергія, запасена в індуктивності ланцюга управління, буде витрачена, перехід j3 з боку катода повністю замикається. З цього моменту струм через тиристор дорівнює струму витоку, який протікає від анода до катода через ланцюг керуючого електрода.
Процес рекомбінації і, отже, виключення замикається тиристора багато в чому залежить від крути...
