Tiristorlar

TIRISTORLAR
Tiristor yuqori kuchlanish va katta toklarni boshqarish uchun loyixalangan muxim katta quvvatli qurilmadir. Tiristor asosan kalit sifatida qollanilib, unda qurilmani holatga o‘tkazish talab etiladi (yoki teskarisi). Biz mazkur qo‘llanishda ko‘rib chiqdik, unda baza toki tranzistorni ulanish holat uchun uzilishdan to‘yinishga, va uzilish holat uchun to‘yinishdan uzilishga boshqaradi. Tiristorning ishlashi ko‘chish jarayonida ikkala elektronlar va kovaklar ishtirok etadigan bipolyar tranzistor bilan bog‘langandir. Biroq, tiristorda ulanish mexanizmi mazkur bipolyar tranzistordan farqlidir. Shuningdek qurilmaning konstruksiyasi tufayli tiristor tok va kuchlanishni keng oralig‘ini boshqarish qobilyatiga egadir. Tiristor bir necha milliamperdan 500 A dan ortiq tok oralig‘i hamda 10000 V oshuvchi kuchlanish oralig‘i uchun yaroqlidir. Dastlab asosiy tiristorning ishlash tamoyilini ko‘rib chiqamiz va ayrim aloqador bo‘lgan katta quvvatli va yuqori chastotali tiristorlarni muxokama qilamiz.

2.4 – rasm. Ballistik kollektor tranzistor uchun energetik zona diagrammasi.
4.6.1 Asosiy tavsif
25a – rasmda tiristor strukturasining ko‘ndalang kesimining sxematik ko‘rinishi ko‘rsatilgan bo‘lib, unda uchta ketma ket keluvchi (J1, J2, va J3) p-n o‘tishga ega bo‘lgan to‘rt qatlamli p-n-p-n qurilmadir. Tashqi p – qatlamga ulangan kontakt elektrodi anod deb atalsa, tashqi n – qatlamga ulangan katod deb ataladi. Qo‘shimcha elektrod ega bo‘lgan mazkur struktura ikki chiqishli qurilma bo‘ladi hamda p-n-p-n diod deb ataladi. Agarda boshqaruvchi elektrod deb atalganda qo‘shimcha elektrod ichki p – qatlamga (p₂) ulangan bo‘lsa, natijaviy uch chiqishli qurilma kremniyli boshqariladigan to‘g‘rilagich yoki tiristor deb ataladi.
Tristorning legirlash taqsimoti 25b – rasmda ko‘rsatilgan. n – turidagi yuqori solishtirma qarshilikdagi kremniy plastinkasi boshlang‘ich material (n₁ – qatlam) sifatida tanlanadi. Diffuzion bosqichlar p₁ va p₂ qatlamlarni bir vaqtda shakllantirish uchun ishlatiladi. Yakunda n – turdagi qatlam plastinaning bir tomoniga n₂ – qatlamini shakllantirish uchun qotishtiriladi (diffuziyalanadi).
25 – rasm issiqlik muvozanatida tristorning energetik zona diagrammasini ko‘rsatadi. Takidlash joizki, xar bir o‘tishda ichki potensialga ega bo‘lgan kambag‘allashgan soha bo‘lib, u kirishmalarning legirlash taqsimoti bilan aniqlanadi.
p-n-p-n – diodning asosiy volt amper tavsifi 26 – rasmda ko‘rsatilgan. Beshta soha
mavjuddir:
0-1: Asbob to‘g‘ri o‘tkazmaydigan yoki uzilgan holatda bo‘ladi hamda juda yuqori qarshilikka ega.
1-2: Asbob teskari qarshilik sohasida, yani tok oshadi, kuchlanish esa keskin kamayadi.
2-3: Asbob to‘g‘ri o‘tkazuvchi yoki ulangan holatda va kichik qarshilikka ega. dV/dI=0 bo‘lgan 2 nuqtada ushlab turuvchi tokni I_ush va ushlab turuvchi kuchlanishni v_ush aniqlaymiz.
0-4: Asbob teskari o‘tkazmaydigan holatda. 4-5: Asbob teskari teshilish sohasida.
Shunday qilib, p-n-p-n diod to‘g‘ri sohada ishlaydigan bistabil asbob bo‘lib, u yuqori qarshilik, kichik tokli uzilish holatidan kichik qarshilik, yuqori tokli ulanish holatiga va aksincha ulanishi mumkin.
To‘g‘ri o‘tmaydigan tavsifni tushunish uchun qurilmani 27 – rasmda ko‘rsatilgan maxsus yo‘l bilan ulangan ikkita bipolyar tranzistor (p-n-p tranzistor va n-p-n tranzistor) sifatida ko‘rib chiqamiz. Ular birinchi tranzistorning bazasini boshqa tranzistorning kollektoriga biriktirish va aksincha ikkinchi tranzistorning bazasini birinchi tranzistorning kollektoriga biriktirish bilan ulanadi. Emitter, kollektor va baza toklari orasidagi bog‘lanish hamda o‘zgarmas tokdagi umumiy baza ulanishdagi tok kuchaytirish koeffitsiyenti 3 va 10 – ifoda bilan beriladi. p-n-p – tranzistor baza toki (₁ kuchaytirish koeffitsiyenli tranzistor 1) quyidagiga tengdir: