Динисторы

Основным элементом диод-тиристора является кремниевая пластина, имеющая четырёхслойную структуру, в которой чередуются слои с электронной n- и дырочной p- проводимостями (рис.4.1, а). Эти четыре слоя образуют три p-n перехода П ₁, П ₂ и П ₃. Управляющий электрод у динистора отсутствует. Условное обозначение диод-тиристора приведено на рис. 4, б.

Принцип работы динистора хорошо иллюстрируется его вольт-амперной характеристикой (рис. 4.1, в). При приложении к вентилю положительного напряжения переходы П ₁ и П ₃ оказываются в проводящем, а переходП₂- в непроводящем состояниях. Поэтому сопротивление диода очень высокое и ток (ток утечки) через диод очень мал, что характеризует запертое состояние вентиля (участок 0-1 на характеристике (рис. 4.1, в.). Здесь увеличение анодного напряжения мало влияет на величину тока и дифференциальное сопротивление вентиля.

Рис. 4.1 Динистор: а ¾ упрощённая структура; б ¾ условное

обозначение; в ¾ вольт-амперная характеристика;

г ¾ простейшая схема включения на нагрузку

Однако поскольку напряжение на диоде оказывается практически полностью приложенным к запертому переходу П ₂, при достаточно высоком напряжении U _в начинает существенно сказываться ударная ионизация во втором переходе, число электрических зарядов через переход П ₂ возрастает и ток через вентиль i_В. При некотором критическом напряжении U _вкл увеличение зарядов приобретает лавинообразный характер, дифференциальное сопротивление диода падает до нуля (точка 1 на характеристикерис. 4.1, в), что соответствует состоянию пробоя динистора. После пробоя перехода П ₂ напряжение на вентиле уменьшается (участок 1-2 характеристики на рис. 1, в), что соответствует процессу переключения динистора. В слоях у перехода П ₂ образуются избыточные электрические заряды, которые сводят запирающее напряжение до нуля (точка 2 характеристики на рис. 4.1, в). На участке 2-3 вольт-амперная характеристика имеет тот же ха р актер, что и характеристика обыкновенного диода. Отличие состоит в большем остаточном напряжении U _ост на открытом динисторе (до 1-2 В) за счёт сравнительно толстого слоя n₁, что необходимо для повышения рабочих напряжений и U _вкл.

При подаче на вентиль обратного напряжения U _обр переходы П₁ и П₃ оказываются запертыми и характеристика динистора (участок 0-4 характеристики рис. 4.1, в.) аналогична характеристике обыкновенного диода при отрицательном напряжении на нём. При увеличении U _обр до величины, равной обратному пробивному напряжению U _п, обратный ток начинает резко возрастать, что приводит к пробою динистора и его разрушению.