Тиристор (управляемый диод)
Тиристор представляет собой полупроводниковый электрический прибор с электронной и дырочной проводимостью. Он выполняется на основе четырехслойной монокристаллической структуры типа п—р—п—р (рис. 9.7, а). Средние слои называются соответственно п и р базой, крайние — р и п эмиттером.
Рис. 9.7
Эмиттерные электроды (катод К и анод А) являются силовыми электродами. Базовый электрод называется управляющим электродом УЭ. р—/г-переход 1 называется эмиттерным или катодным, переход 2 называется коллекторным переходом, переход 3— эмиттерным или анодным.
Тиристор обладает вольт-амперной характеристикой S-образ- ного типа. Поэтому он имеет нелинейную разрывную зависимость сопротивления главной цепи от тока в прямом направлении. Значение сопротивления резко меняется при изменении направления тока. На этом свойстве тиристора и основано управление им. Если на управляющий электрод подать плюс, а на катод минус, то произойдет снижение потенциального барьера первого перехода (/) и ток возрастет. С ростом тока 1У общее; напряжение, необходимое для переключения системы, понижается. Вольт- амперная характеристика тиристора для различных управляющих токов 1У приведена на рис. 9.8. При токе /у=100 ма характеристика системы соответствует обычной диодной. Ток управления, при котором происходит такое изменение характеристики, называется током спрямления. При анализе процессов в тиристоре оказалось удобным рассматривать его как состоящим из двух транзисторов типов р—п—р и п—р—/г, соединенных таким образом, что их эмиттеры инжектируют неосновные носители на коллектор (рис. 9.7,6). Структурная схема транзисторного аналога
приведена на рис. 9.9. Включение тиристора обычно осуществляется посредством сигналов управления, а выключение — снятием разности потенциалов между силовыми электродами вентиля (А и К) или изменением их полярности.
Наибольшее применение тиристоры получили в схемах управления электроприводом. На основе тиристоров создана современная силовая техника.
Терморезисторы (рис. 9.10). Полупроводниковыми терморезисторами (термосопротивлениями, термисторами) — ПТР назы-
вают объемные нелинейные сопротивления, изготовленные из полупроводникового материала с большим отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.
Терморезисторы бывают прямого и косвенного подогрева. Первые изменяют свое сопротивление под действием тепла, выделяемого током, идущим по ПТР, или под действием внешней температуры. Вторые имеют дополнительный подогрев от специального подогревателя. Терморезисторы широко используются в качестве теплодатчиков. Характеристика терморезистора 7?=φ(θ) близка к экспоненте.
Варисторы
Варисторы — это полупроводниковые нелинейные сопротивления. Сопротивление варисторов зависит от напряженности электрического поля, а значит, и от напряжения. В отличие от диодов, сопротивление которых несимметрично, варисторы обладают симметричным сопротивлением. Они применяются для защиты от перенапряжений и особенно в качестве устройств, шунтирующих контакты реле.
