›
›

Bài giảng Dụng cụ bán dẫn - Chương 5: BJT - Phần 5 - Hồ Trung Mỹ

Giới thiệu
• Thyristor là 1 dụng cụ công suất quan trọng mà được thiết
kế để xử lý điện áp cao và dòng điện lớn. Thyristor được
sử dụng chính cho các ứng dụng chuyển mạch mà cần
dụng cụ đổi từ trạng thái tắt hay chặn sang trạng thái mở
hay dẫn, hoặc ngược lại. Cơ chế chuyển mạch trong
thyristor khác với BJT.
• Do cấu trúc của dụng cụ thyristor có dải trị số làm việc của
dòng và áp rộng hơn nhiều so với BJT. Hiện nay có các
thyristor có định mức dòng điện từ vài mA đến hơn 5000A
và định mức điện áp trên 10KV.
• Thyristor là dụng cụ 3 cực và có 4 lớp bán dẫn, tên thương
mại của thyristor là SCR (Silicon Controlled Rectifier) do
hãng GE đặt. 
pdf 18 trang thamphan 29/12/2022 2140
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Dụng cụ bán dẫn - Chương 5: BJT - Phần 5 - Hồ Trung Mỹ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_dung_cu_ban_dan_chuong_5_bjt_phan_5_ho_trung_my.pdf

Nội dung text: Bài giảng Dụng cụ bán dẫn - Chương 5: BJT - Phần 5 - Hồ Trung Mỹ

  1. ĐHBK Tp HCM-Khoa Đ-ĐT BMĐT GVPT: Hồ Trung Mỹ Môn học: Dụng cụ bán dẫn Chương 5 BJT 1 5.10 Thyristor và các dụng cụ liên quan 2 1
  2. 5.10.1 Đặc tính cơ bản • Hình kế (a) cho thấy mặt cắt ngang của cấu trúc thyristor, nó là dụng cụ 4 lớp p-n-p-n với 3 chuyển tiếp mắc nối tiếp: J1, J2, và J3. Điện cực tiếp xúc với lớp p bên ngoài là được gọi là anode(A) và với lớp n bên ngoại được gọi là cathode(K). Cấu trúc này (không có thêm điện cực nào) là dụng cụ 2 cực và được gọi là diode p-n-p-n. Nếu có thêm điện cực, được gọi là điện cực cổng G (gate), được nối vào lớp p bên trong (p2), kết quả là ta có dụng cụ 3 cực là SCR (semiconductor controlled rectifier) hay thyristor. • Hình kế (b) cho thấy nồng độ tạp chất tại các lớp của SCR, hình(c) cho thấy giản đồ năng lượng của SCR ở điều kiện cân bằng. Chú ý là mỗi chuyển tiếp có miền nghèo với điện thế nội được xác định bởi các nồng độ tạp chất pha trong SCR. 5 Diode 4 lớp p-n-p-n a) Cấu trúc của diode 4 lớp p-n-p-n b) Nồng độ tạp chất tại các lớp của SCR c) Giản đồ năng lượng 6 3
  3. Biểu diễn SCR bằng 2 BJT • Như vậy diode p-n-p-n làm việc ở miền thuận là dụng cụ lưỡng ổn (bistable device) mà có thể chuyển từ trạng thái tắt (off) dòng thấp, tổng trở cao sang trạng thái dẫn (on) dòng cao, tổng trở thấp, hoặc ngược lại. • Để hiểu đặc tính chặn thuận, ta xét dụng cụ như 2 BJT nối theo cách sau: 9 • Dòng nền của BJT PNP (BJT 1 có = 1) với I1 là dòng rĩ ICBO của BJT 1. • Dòng thu của BJT NPN (BJT 2 có = 2) với I2 là dòng rĩ ICBO của BJT 2. • Vì IB1 = IC2, ta suy ra được 10 5
  4. Cấu tạo của SCR Cấu tạo của SCR 3 cực planar 13 Mặt cắt ngang 1 chiều của SCR planar 14 7
  5. TD: Ứng dụng SCR để điều khiển công suất ra tải 17 Hình dạng thực tế của Thyristor 18 9
  6. Ways to turn-on thyristors 21 Considerations on gating signals 22 11
  7. Thyristor Turn-Off: Line-Commutated Thyristor Circuit 25 Thyristor Turn-Off: Forced-Commutated Thyristor Circuit Turn-off time tq: minimum value of time interval between the instant when the onstate current has decreased to zero and the instant when the thyristor is capable of withstanding forward voltage without turning on again. 26 13
  8. The gate can Load Anode be pulsed for each positive alternation. Cathode Gate Load current Time 29 The average Load Anode load current can be decreased Cathode by gating Gate the SCR later. Load current Time 30 15
  9. Major Kinds of Thyristors 33 Các ứng dụng cơ bản của SCR 34 17