Тиристорный ключ

Союз СоветсиикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕЙЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1744988(23) ПриоритетОпубликовано 30.06.80. Бюллетень М 24Дата опубликования описания 30.06.80 Гасудерстввней коннтет по делан нзобретеннй н отерытнй(54) ТИРИСТОРНЫЙ КЛЮЧ Изобретение относится к области импульсной техники и переключающим устройствам с 5-образной характеристикой на основе диодных и триодных тиристоров, предназначенных для использования в цепях электронной техники, автоматики и телемеханики.Известен полупроводниковый переключающий прибор - диодный тиристор, способный переключаться из состояния низкойО проводимости (закрытое) в состояние высокой проводимости (открытое) при приложении к электродам прибора напряжения определенной полярности и величины, превышающей величину напряжения включения, являющегося одним из основных электрических параметров диодных тиристоров 111.В известном переключателе напряжение включения значительно изменяется не тллько в диапазоне температур, но даже в нормальных условиях, что обусловлено физическими пршшипами, положенными в основу его работы, и технологическими особенностями, изготовления. Известен также полупроводниковый переключатель - тиристорный ключ, с фиксированным значением величины напряжения включения, стабильным в достаточно широком температурном диапазоне представляющий собой сочетание триодного тиристора со стабилитроном в цепи управления, катод которого электрически соединен с анодом триодного тиристора(2.Подобная схема включения стабилитрона в цепь управления триодного тиристора позволяет получить тиристорный ключ с практически не меняющимся, заранее заданным значением напряжения включения при изменении температуры окружаюшей среды, однако этот переключатель обладает недостаточной чувствительностью и устойчивостью к эффекту с(и/с 1 сЦель изобретения - повышение чувствительности в широком диапазоне температ) реУказанная цель достигается тем, что тиристорный ключ, содержащий основной тиристор и основной стабилитрон катодкоторого подключен к аноду основного тиристора, а анод - к его первому управдягощему электроду, снабжен дополнительнымстабилитроном, при этом катод основногостабилитрона соединен с катодом допод 5нительного тиристора, анод которогосоединен с анодом основного тиристора,а вторые управляющие электроды тиристоров, электрически связанные с их базами,,соединены между собой с катодом дополнительного стабидитрона, анод которогосоединен с первым управляющим электродом: дополнительного тиристора.Напряжение стабилизации дополнительного стабилитрона должно превышать напряжение стабилизации основного стабидитронаНа чертеже представлена прищипиадьная электрическая схема тиристорного ключа уКлюч содержит основной тиристор 1,шунтируюший резистор 2, основной стабилитроц 3 и дополнительные стабилитрон4 и тиристор 5,При реализации тиристорцого ключа в25качестве основного 1 и дополнительного5 тиристоров использованы эксперцмоптальные образцы четырехвыводных переключающих приборов - тотродных тиристсров, с управлением по гг -базе, шунтиругощий резистор 2 типа МЛТ,5 сопротивчением 200-500 См, основной стабилитрон3 типа ц 814 Д с напрягкецием стабилизации 13,5 В, дополнителыпяй стабилитрон типа Д 816 В с напряжением стабилизации ЗЗВ. В качестве составлягощих эле"ментов тиристорного ключа могут быть использованы и другие типы полупроводниковых приборов, обеспечивающие получениетребуемых характеристик.Принцип работы тиристорного ключасостоит в следующем: напряжение источника питания включенного последовательно с нагрузкой, подается на электродыЛ и К тиристорного кдгоча. Полярностьнапряжения такова, что плюс источникапитания соединен с анодами тиристоров.При величине напряжения на электродахЛ и К тиристорного ключа, не превышающей суммы значений величин напряжений 50стаоилизации обОих стабилитронОв 3 и 4,тиристорный ключ находится в закрытомсостоянии и ток через него определяется суммарным током утечки составляющих его э де ментовУвеличение напряжения источника питания до значения, при котором происходитсовместный пробой последовательно включецных стабилитронов 3 и 4, приводит к резкому лавинообразному царастаниго тока через управляющий электрод дополнительного тиристора 5. При увеличении этого тока до значения равного току вклгочения дополнительного тиристора 5, этот тиристор переключается в открытое состояние. Импульс тока протекает при этом через управляющий электрод основного тиристора 1, переключая его в открытое состояние. Напряжение на тиристорном ключе падает до значения равного остаточному напряжению 1 а тиристор 5 переключается в закрытое состояние.Из описанного выше принципа действия тиристорного ключа видно, что такие его электрические параметры, как напряжение включения и ток включения определяются соответственно суммарным напряжениям пробоя последовательно включенных стабилитроцов 3 ц 4 и значением тока управления тиристора 5, образующпм ток запуска. Сстаточное напряжение тиристорного ключа и ток удержания - минимальное значение тока через тиристорный ключ в открытом состоянии - определяются, параметрами тиристора 1. При выборе составлягощих элементов тиристорного ключа необходимо принимать во внимание то обстоятельство, что напряжение переключения тиристоров 1 и 5 из закрытого состояния в открытое превышало суммарное напряжение пробоя стабилитропов 3 и 4 в требуемом температурном диапазоне.Для повышения чувствительности и устойчивости тиристорного ключа к эффекту дг,г ДС стабилитрон 3 целесообразно выбрать с минимальным значением емкости, предпочтительно в несколько раз меньшей емкости тирлстора 5, поскольку ток з пепи запуска при наличии импулссных помех или резком нарастании напряжения на электроде Л определяется суммарной емксстью элементов, составлягоших цепь запуска тпристорного ключа,С учетом этого обстоятельства предпочтительно, чтобы напряжение стабилизации стабилитрона 4 по крайней мере превышало напряжение стабилизации стабилитрона 3, так как о-о -переходы с боль - шими пробивными напряжениями имеют меньшую емкость, в сравнении с низковольтными р-г 1-переходами. Кроме того, это позволит не ограничивая снизу сопротивление нагрузки повысить устойчивость тиристорного ключа к эффекту г.ггл/ Й за счет увеличения тока спрямления7449886новной стабилитрон, катод которого подключен к аноду основного тиристора, аанод - к его первому управляющему электроду, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения чувствительностив широком диапазоне температур, он е снабжен дополнительным тиристором идополнительным стабилитроном, при этом ов катод основного стабилитрона соединен10 с катодом дополнительного тиристора,анод которого соединен с анодом основного тиристора, а вторые управляющиеэлектроды тиристоров, электрически связанные с их базами, соединены между15 собой и с катодом дополнительного стао-. билитрона, анод которого соединен с первым управляющим электродом дополнительного тиристора. 5тиристора 1, поставив резистор 2 большей величины,Подключение катода стабилитрона 4 к управляющим выводам, соединенным с о -базой тетрадных тиристоров, улучшает температурный коэффициент напряжения включения тиристорного ключа вследстви компенсирующего действия последовательно включенных эмиттерных р-и -переход тетрадных тиристоров.Указанная схема может быть реализована средствами современной полупровод пиковой техники как монолитный интегральный модуль.Применение предложенного тиристорного ключа позволит также упростить мн гие технические решения в импульсной электронной технике за счет устранения усиливающих и помехозашишаюших каскадов. Значительная величина отношения тока удержания к току включения, которая может быть получена у такого тиристорного ключа, позволяет повысить рабочую частоту и стабильность импульсных устройств.фор мула изобретенияТиристорный ключ, содержащий основной тиристор, шунтирующий резистор и ос 20 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Беленьков Н. М. и др. Злектроннаяпромышленность. Научно технический сборник. М., 1974, Ло 4, с. 40.25 2. Патент США % 3427512, кл. 317-235, опублик. 1969 (прототип).Составитель Н. МедведеваРедактор Е. Караулова Техред М. Петко Корректор С, ШомакЗаказ 3683/16 Тираж 995 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4