Общие сведения

Тиристор - это полупроводниковый прибор с тремя и более р-n переходами, вольт амперная характеристика которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и который используется для переключения.
Структура тиристора показана на рисунке 1. Тиристор представляет собой четырехслойный р1 n1 р2 n2 прибор, содержащий три последовательно соединенных р n перехода (П1, П2 и П3). Обе внешние области называют эмиттерами (Э1, Э2), а внутренние области - базами (Б1, Б2) тиристора (см. рис. 1а). Переходы П1 и П2 называются эмиттерными, переход П3 - коллекторный переход.

Рис. 1. Схема диодного тиристора:
а) структура диодного тиристора; б) зонная диаграмма

Прибор без управляющих электродов работает как двухполюсник и называется диодным тиристором (динистором). Прибор с управляющим электродом является трехполюсником и называется триодным тиристором.
На рисунке 2 показана схема триодного тиристора с управляющими электродами при его приборной реализации и характеристики тиристора. Управляющий электрод может быть подключен к любой из баз (Б1, Б2) тиристора, как показано на рисунке 2а.
Управляющие тиристоры используются для коммутирования высоких значений токов, напряжений и мощностей. Поэтому корпуса тиристоров как правило являются достаточно массивными и в ряде случаев снабжены радиаторами для улучшения теплоотвода. На рисунке 2б приведена топология корпуса тиристора малой мощности. Для коммутации мощностей важными параметрами являются время включения и выключения тиристора. Характерные значения этих времен для тиристоров лежат в микросекундном диапазоне. На рисунке 2в в качестве примера приведены такие характеристики для триодного тиристора КУ208.

Рис. 2. Схема (а), приборная реализация (б) и характеристики (в) триодного тиристора

При создании тиристора в качестве исходного материала выбирается подложка n или р типа. Типичный профиль легирующей примеси в диффузионно-сплавном приборе показан на рисунке 3. В качестве исходного ма-териала выбрана подложка n типа. Диффузией с обеих сторон подложки одновременно создают слои р1 и р2. На заключительной стадии путем сплавления (или диффузии) с одной стороны подложки создают слой n2. Структура полученного тиристора имеет вид p1+ n1 p2 n2+.

Рис. 3. Профиль концентрации легирующей примеси (Ns) в эмиттерах и базах тиристора