Недоліки динистора. Шляхи усуненя

T.т. – представляє чотиришарову р₁-n₁-р₂-n₂ структуру, в якій одна з базових областей зроблена керуючою (мал. 1). У залежності від того, база якого умовного транзистора зроблена керуючою, розрізняють T. з анодним та катодним керуванням. Базовий вивід дає можливість керувати струмом близько лежачого емітера. Для цього на керуючий електрод необхідно подати напругу такої полярності, яка б забезпечила вмикання відповідного емітерного переходу. В цьому випадку процеси вмикання та вимикання T., тобто керування його струмом здійснюються не за рахунок прикладеної між анодом та катодом напруги зовнішнього джерела (як диністора), а за рахунок зміни струму керуючого електрода , який є, як це видно з мал.7 вхідним електродом, ввімкненим в електричне коло тиристора.

Як вже було відмічено раніше, для переводу диністора, а також тиристора, в вимкнений стан необхідно забезпечити зменшення прямого струму нижче струму утримування , який для тиристорів набагато нижчий за анодний струм . Наприклад, для тиристора з = 10 А струм утримування = 70 мА. При цьому починається процес розсмоктування накопичених у структурі зарядів. В результаті процесу рекомбінації струм спадає практично до нуля. Проте, для того щоб тиристор зміг знову витримувати без вмикання пряму напругу, потрібен деякий час. Цей час називається часом вимикання T. За цей час T. відновлює свої запірні властивості. Він зумовлений процесом рекомбінації носіїв у області середнього переходу і мало залежить від зовнішньої напруги. ВАХ T. при різних струмах керування приведені на мал.2. При зворотній напрузі ця характеристика така сама, як і у діода. Як видно з мал.2 зі збільшенням зменшується напруга перемикання тиристора, і при достатньо великому значенні вид прямої вітки ВАХ T. аналогічний прямій вітці ВАХ діода, при цьому струм керування дорівнює струму спрямлення. При = 0 ВАХ T. аналогічна ВАХ диністора, тобто тиристор ввімкнеться тільки тоді, коли пряма напруга перевищить визначене для даного типу тиристора значення ().

Тому що звичайний тиристор можна тільки ввімкнути за допомогою керуючого електрода, його іноді називають одноопераційним.

Більшість типів тиристорів вмикаються струмами із значеннями декілька сотень міліампер при напругах на керуючому електроді, не перевищуючих
10 В. Тривалість керуючого імпульсу повинна бути більше декількох мікросекунд. Для чіткого та швидкого вмикання тиристора керуючі імпульси повинні мати крутий фронт (біля 1 мкс).

На відміну від транзистора, тиристор – це напівкерований ключ, що вмикається за допомогою коротких імпульсів струму, які подаються на керуючий електрод, але не може бути вимкненим за його допомогою. Тому паралельно з розробкою тиристорів проводились дослідження можливості і їх вимикання по керуючому електроду шляхом подачі на нього негативного керуючого імпульсу. Були створені і постійно удосконалюються потужні запірні (двоопераційні) тиристори (ЗТ). GТО – Gаtе Тurn – Оff Тhуrіstor.

Високі технічні характеристики ЗТ досягаються, головним чином, за рахунок зміни структури ЗТ у порівнянні з структурою тиристорів. В останній час ЗТ були модернізовані і з’явився новий клас приладів – тиристор, що комутується по затвору. (GСТ – Gаtе Соmmutated Thyristor або IGCT – Integrated Gate Commutated Thyristor).