Гистерезис в тиристорах: как положительная обратная связь обеспечивает защелкивание

Тиристоры — полупроводниковые приборы, демонстрирующие гистерезис — поведение, при котором прибор остается в своем текущем состоянии даже после удаления триггерного стимула. Классическая иллюстрация — тумблер: как только вы толкаете рычаг, он щелкает в одно из двух устойчивых положений и остается там, пока вы не переместите его снова. В противовес, тактовая кнопка возвращается в исходное состояние сразу после отпускания, не показывая защелкивающегося поведения.

Большинство современных транзисторов — биполярные (BJT), полевые с p-n переходом (JFET) и изолированным затвором (MOSFET) — негистерезисны. Они дают предсказуемый выход для любого заданного входа и не защелкиваются в состояние. Тиристоры, однако, остаются «включенными» после срабатывания и остаются «выключенными» после отключения. Из-за этого защелкивающегося свойства они функционируют только как вкл/выкл ключи и не могут использоваться как аналоговые усилители.

Тиристоры построены на той же базовой технологии, что и BJT, и могут быть смоделированы как пара транзисторов, соединенных в петлю обратной связи. Ключ к созданию гистерезиса из по своей природе негистерезисных компонентов — положительная (регенеративная) обратная связь. В то время как отрицательная обратная связь сглаживает усиление усилителя и улучшает стабильность, положительная обратная связь толкает выход к насыщению — именно поведение, которое заставляет тиристор «хотеть» оставаться в своем текущем состоянии.

В следующих разделах мы рассмотрим несколько типов тиристоров, все имеющие общую двухтранзисторную сердечную схему. Перед погружением в них полезно посмотреть на предшествующую технологию: газразрядные трубки, которые также демонстрируют защелкивающееся поведение.

Связанный рабочий лист

• Рабочий лист по тиристорам