Введение
Зонные диаграммы
Тиристором называют полупроводниковый прибор, состоящий из четырёх последовательно чередующихся областей с различным типом проводимости и обладающий бистабильной характеристикой. Тиристоры способны, управляемо переключаться из одного состояния в другое. В первом состоянии тиристор имеет высокое сопротивление и малый ток (закрытое, или выключенное состояние), в другом - низкое сопротивление и большой ток (открытое, или включенное состояние).
В общем тиристор представляет собой четырёхслойный p-n-p-n- прибор, содержащий 3 последовательно соединенных p-n перехода J1,J2,J3. Контакт к внешнему p-слою назван анодом, а контакт к внешнему n-слою - катодом. В общем случае такой прибор может иметь два управляющих электрода (называемых также базами), подсоединенных к внутренним p- и n- слоям (см. Рис. 1).

Рис.1
Прибор без управляющих электродов работает как двухполюсник со структурой p-n-p-n и называется диодным тиристором (см. Рис.2).

Рис.2
Прибор с одним управляющим электродом является трёхполюсником и называется триодным тиристором или просто тиристором (см. Рис.3).

Рис.3

ВАХ тиристора:
Участок характеристики между точками 1 и 2 соответствует закрытому состоянию с высоким сопротивлением. В этом случае основная часть напряжения VG падает на коллекторном переходе П2, который в смещён в обратном направлении. Эмиттерные переходы П1 и П2 включёны в прямом направлении. Первый участок ВАХ тиристора аналогичен обратной ветви ВАХ p-n - перехода. При достижении напряжения VG, называемого напряжением включения Uвкл. или тока J, называемого током включения Jвкл, ВАХ тиристора переходит на участок между точками 3 и 4, соответствующий открытому состоянию (низкое сопротивление). Между точками 2 и 3 находится переходный участок характеристики с отрицательным дифференциальным сопротивлением, не наблюдаемый на статических ВАХ тиристора.

Рис.4.

Участки ВАХ тиристора
Зонная диаграмма в открытом состоянии
Зонная диаграмма тиристора в открытом состоянии имеет следующий вид, когда на всех p-n - переходах прямое смещение, на П1 и П2 за счёт внешнего напряжения, и на П3 за счёт объёмных зарядов в базах Б1 и Б2. В открытом состоянии тиристор находится до тех пор, пока за счет проходящего тока поддерживаются избыточные заряды в базах, необходимые для понижения высоты потенциального барьера коллекторного перехода до величины, соответствующей прямому его включению. Если же ток уменьшить до значения Iу, то в результате рекомбинации избыточные заряды в базах уменьшатся, р-n-переход коллектора окажется включенным в обратном направлении, произойдет перераспределение падений напряжений на р-n-переходах, уменьшатся коэффициенты передачи и тиристор перейдет в закрытое состояние.
Зонная диаграмма в закрытом состоянии
В закрытом состоянии всё приложенное напряжение падает на коллекторном переходе П3 и ток тиристора - это ток обратно смещённого p-n - перехода. Инжектированные дырки из эмиттера р1 в базу n1 диффундируют к р-n-переходу коллектора П3, проходят через него и попадают в базу р2. Дальнейшему их продвижению препятствует потенциальный барьер эмиттерного перехода П2. Следовательно, в базе р2 происходит накопление избыточного положительного заряда. В результате накопления избыточного положительного заряда в базе р2 и отрицательного заряда в базе n1 переход П3 смещается в прямом направлении, происходит резкое увеличение тока и одновременное уменьшение падения напряжения на тиристоре.