Электроника в вопросах и ответах - Страница 34

Рис. 5.10. Структура триодного тиристора (а) и его условное графическое обозначение (б)

Семейство статических характеристик триодного тиристора представлено на рис. 5.11. Вид характеристик зависит от тока управляющего электрода. При положительном смещении анода и отсутствии сигнала управления (I_упр = 0) вид характеристик такой же, как и у диодного тиристора, при подаче на управляющий электрод положительного напряжения переход тиристора во включенное состояние происходит при значениях анодных напряжений, меньших напряжений включения, соответствующего нулевому управляющему току (I_упр = 0). Чем больше ток управления I_упр, тем меньше соответствующее ему напряжение включения.

Рис. 5.11. Статические характеристики триодного тиристора в диапазоне положительных анодных напряжений

После перехода тиристора со включенное состояние цепь управляющего электрода перестает влиять на анодный ток и «погасить» тиристор (вывести его из включенного состояния) с помощью управляющего электрода невозможно. Тиристор, который удается включить током управляющего электрода, называется незапираемым тиристором. Его выключение возможно путем прерывания протекания анодного тока. Это осуществляется при помощи отключения анодного напряжения, при замыкании цепи анод-катод или при переходе через нуль в случае питания анода синусоидальным напряжением.

Тиристоры могут работать в большом диапазоне напряжений, токов и температур, особенно при дополнительном водяном или воздушном охлаждении. Современные тиристоры работают при напряжениях до нескольких тысяч вольт и токах со средним значением до нескольких сотен ампер. Дифференциальное сопротивление тиристоров во включенном состоянии очень мало и разно 0,01—0,1 Ом. В выключенном состоянии сопротивление тиристоров обычно больше 100 кОм. Время включения в зависимости от конструкции тиристора от 0,1 до нескольких микросекунд, а время выключения значительно больше (5—30 мкс).

Это тиристор, структура и вольт-амперная характеристика которого такие же, как у триодного тиристора, с той лишь разницей, что с помощью управляющего электрода можно его как включить, так и выключить. Графическое изображение такого тиристора, называемого иногда запираемым (англ. GTO — gate turn-off switch), представлено на рис. 5.12. Следствием возможности выключения является значительное увеличение тока управляющего электрода, требуемого для включения, по сравнению с незапираемым тиристором (до 20 мА вместо 30 мкА). Запираемые тиристоры выпускаются в настоящее время для работы при токах до нескольких ампер и мощности потерь до 20 Вт.

Рис. 5.12. Условное графическое обозначение запираемого тиристора с управлением по аноду (а) и катоду (б)

Это тиристор с двумя управляющими электродами: анодным и катодным. Структура тетродного тиристора и его графическое изображение представлены на рис. 5.13. Анодный управляющий электрод может быть использован как для включения, так и для выключения тиристора.

Рис. 5.13. Структура тетродного тиристора (а) и его условное графическое обозначение (б)

Для включения необходимо подать на управляющий электрод импульс отрицательной полярности, для выключения положительной. Тетродный тиристор часто называют кремниевым управляемым переключателем. Достоинством тетродных тиристоров является меньшее время выключения (около 1—30 мкс), чем у триодных тиристоров. Выпускаемые в настоящее время тетродные тиристоры работают при токах до нескольких сотен миллиампер при рассеиваемой мощности до 0,5 Вт. Вольт-амперные характеристики обоих типов тиристоров имеют одинаковый вид.

Это симметричный тиристор с одним управляющим электродом, который может быть включен как при положительном, так и при отрицательном напряжении смещения анода с помощью положительного или отрицательного импульса, поданного на управляющий электрод. Вид характеристики симистора и его графическое изображение представлены на рис. 5.14.

Рис. 5.14. Вольт-амперная характеристика симистора (а) и его условное графическое обозначение (б):

_{1 — отрицательный и 2 — положительный второй анод}

Тиристоры широко применяются в управляемых выпрямителях, стабилизаторах напряжения (см. гл. 6) в качестве переключателей, выключателей и основных элементов в технике автоматического регулирования.

Это тиристор с одним управляющим электродом и окошком в корпусе, позволяющим освещать один из переходов в р-n-р-n структуре. Включение фототиристора зависит как от тока управляющего электрода, так и от падающего через окошко света. Фототиристоры находят широкое применение в схемах регулирования и логических схемах.

Определение «микроэлектроника» охватывает область электроники, занимающуюся проектированием и изготовлением интегральных микросхем, позволяющих значительно уменьшить (в несколько сотен или даже тысяч раз) размеры электронных устройств.

Это схемы, содержащие в виде одного электронного микроузла ряд основных элементов (резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы), изготовленных в едином технологическом цикле и образующих соответствующую электронную схему, выполняющую запланированную и определенную функцию, например усилителя, генератора, триггера, логической схемы, и имеет определенные технические параметры. Составляющие элементы электронной схемы и их межсоединения изготавливаются внутри (в объеме), либо на поверхности общей подложки и образуют неразъемное целое. Интегральная микросхема как микроузел предназначена для непосредственного монтажа в электронных устройствах и образует вместе с корпусом небольшую «таблетку» прямоугольной формы (рис. 5.15) с выводами для пайки. В зависимости от технологии и назначения интегральная микросхема эквивалентна электронной схеме, содержащей обычно от единиц до нескольких сотен и более отдельных (дискретных) пассивных и активных элементов.

Рис. 5.15. Внешний вид интегральной микросхемы

Интегральные микросхемы, содержащие до 100 пассивных и активных элементов[16], принято называть схемами средней степени интеграции (англ. MSI), а схемы, содержащие свыше 100 элементов, — большой степени интеграции. Существуют также схемы с малой степенью интеграции, содержащие небольшое количество элементов. Например, типичная схема БИС содержит несколько сотен элементов, выполненных на пластинке размерами (без корпуса) 1,5х3 мм.