Электроника:Полупроводники/Тиристоры/Гистерезис

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Гистерезис[1]

Тиристоры – это класс полупроводниковых компонентов, проявляющих гистерезис – свойство, при котором система не способна вернуться в исходное состояние после устранения причины, из-за которой изначальное состояние изменилось. Утрированный пример гистерезиса – механическое действие тумблера: если нажать на рычаг, он переключается в одно из двух крайних состояний (положений) и остаётся в нём даже после удаления внешнего источника воздействия (после того, как вы уберете руку от рычага переключателя, он так и остаётся в изменённом состоянии). Для иллюстрации отсутствия гистерезиса можно взять «кратковременный» кнопочный переключатель, который возвращается в исходное состояние после того, как кнопка больше не нажата: когда внешнее воздействие отсутствует (палец больше не жмёт на кнопку), система (переключатель) немедленно и полностью возвращается в свое предыдущее положение, не «фиксируясь» на изменённом состоянии.

Биполярные, с полевым эффектом, с изолированным затвором транзисторы – это всё не гистерезисные устройства. То есть они по своей природе не «запираются» в том или ином состоянии после воздействия на них электрическим сигналом. Для любого заданного входного сигнала в любой момент времени транзистор будет демонстрировать предсказуемый выходной отклик, определяемый его характеристической кривой. С другой стороны, тиристоры – это полупроводниковые устройства, которые, как правило, остаются «включёнными» и после включения и остаются «выключенными» после выключения (то есть обычно не возвращаются в предыдущее состояние, какое было до воздействия). Кратковременное событие может переключить эти устройства либо в их включённое, либо в выключенное состояние, и в дальнейшем в этом состоянии они будут пребывать сами по себе, даже после того, как причина изменения состояния будет устранена. В такой ипостаси они полезны только в качестве устройств с функцией «Вкл.»/«Выкл.» – во многом как тумблер – и не могут использоваться в качестве усилителей аналогового сигнала.

Тиристоры устроены на тех же принципах, что и транзисторы с биполярным переходом, и фактически их можно анализировать как схемы, состоящие из пар транзисторов. Как же тогда вообще возможно создавать гистерезисное (тиристор) из негестерезисных (транзисторов)? Ответ на этот вопрос – положительная обратная связь, также известная как регенеративная обратная связь. Как вы прекрасно помните из главы 4 «Биполярные транзисторы», обратная связь – это состояние, при котором часть выходного сигнала «возвращается» на вход усилительного устройства. Отрицательная или дегенеративная обратная связь приводит к уменьшению усиления напряжения с увеличением стабильности, линейности и полосы пропускания. Положительная обратная связь, напротив, приводит к некоторой нестабильности, когда выход усилителя стремится к «насыщению». В случае тиристоров эта склонность к насыщению означает, что устройство «хочет» оставаться включённым после включения и выключенным после выключения.

В этой главе мы рассмотрим несколько различных типов тиристоров, большинство из которых являются производными от одной базовой схемы с двумя транзисторами. Однако, прежде чем мы это сделаем, не помешает вспомнить технологического предшественника тиристоров: газоразрядные лампы.

См.также

Внешние ссылки