Тиристоры и некоторые другие ключевые приборыНесколько позже было замечено, что характеристики такой структуры во многом напоминали характеристики тиратронов, и приборы такого типа получили название тиристоров (по аналогии с терминами тиратрон и транзистор). В ходе развития полупроводниковой техники появились и другие приборы, обладающие аналогичными характеристиками, хотя их работа и основана на других принципах. К числу таких, приборов можно отнести двухбазовый диод и лавинный транзистор. Оба эти прибора не подходят под определение тиристора , однако мы включаем их в эту главу, исходя из области их применения. Итак, начнём рассмотрение основных физических процессов, протекающих в четырехслойной триодной структуре типа р-п-р-п , в которой выводы сделаны от двух крайних областей и от средней n -области. В соответствии с терминологией МЭК прибор, имеющий такую структуру, называется триод-тиристором . Четырехслойная структура с двумя выводами от крайних областей называется диод-тиристором . Если транзистор типа р-п-р-п включить в схему так, как обычно включается транзистор типа р-п-р , т. е. считать правую n -область коллектором, и подать на нее отрицательное по отношению к базе (средняя n -область) смещение, а эмиттер (левая р-область ) временно оставить разомкнутым, то подключенную к источнику питания Другими словами, полярность приложенного к условному транзистору напряжения такова, что средний р-п переход имеет смещение в обратном направлении и на нем падает почти все напряжение источника питания, тогда как правый р-п переход имеет смещение в прямом направлении. Обозначая двумя штрихами величины, относящиеся к этому условному транзистору, запишем I’’ к = I’’ э =(B’' 0 +1)* I’’ к 0 Отметим, что для структуры р-п-р-п в целом этот ток будет представлять собой коллекторный ток при отключенном эмиттере. Величины, относящиеся ко всей рассматриваемой нами структуре, будем записывать без индексов. Таким образом, I к 0 = I’’ к =(B’' 0 +1)* I’’ к 0 т. е. обратный ток. коллектора структуры р-п-р-п в (B’' 0 +1) раз превосходит обратный ток одиночного перехода. Это одна из особенностей структуры р-п-р-п . Так как выходным электродом условного транзистора п-р-п является его эмиттер, а коллектор подключен к заземленной точке, то можно считать, что условный транзистор включен по схеме с общим коллектором. Входным электродом условного транзистора является его база, т. е. средняя р-область . Для транзистора, включенного по схеме с общим коллектором, усиление по току как отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению входного тока будет равно Усиление по току структуры в целом определяется соотношением a 0 =a ’ 0 /[1- a ’’ 0 ] Таким образом, при условии, что коэффициент усиления по току каждого из условных транзисторов ( a ’ 0 , и a ’’ 0 ) меньше единицы, коэффициент передачи тока структуры Поясним механизм работы этой структуры с помощью энергетических диаграмм рис. 2. Когда отсутствует внешнее напряжение, положение границ зон структуры р-п-р-п (рис . 2 а ) будет иметь вид, представленный на рис . 2 б Дополнительный потенциальный барьер в коллекторе принято обычно называть ловушкой, в связи с чем структуру типа р-п-р-п иногда называли транзистором с ловушкой в коллекторе. Когда приложены внешние напряжения указанной выше полярности, высота потенциального барьера среднего перехода резко возрастает, а высота левого и правого потенциальных барьеров несколько понижается. Если рассматривать только теоретическую модель, т. е. пренебречь падением напряжения на распределенном сопротивлении, то высота левого барьера понизится на величину приближенного к эмиттеру напряжения, а высота правого барьера на величину, определяемую током I’ к , протекающим через этот переход рис. в Изменение напряжения между эмиттером и базой приводит к инжекции дырок в среднюю n -область. Диффундируя через среднюю n -область и попадая через запертый переход в среднюю р-область , дырки повышают концентрацию основных носителей в этой области. Повышение концентрации основных носителей в средней р-области приводит к понижению высоты правого р-п перехода и инжекции электронов из правой n -области в среднюю р-область . Электроны проходят среднюю р-область и уходят через потенциальный барьер в среднюю n -область. Часть из них рекомбинирует в р-области . Усло в ие равновесия и электрической нейтральности требует чтобы число дырок, вошедших в р-область , было равно числу электронов рекомбинировавших при движении через p -область. Отсюда ясно, что поскольку рекомбинирует в объеме 1 - a ’’ 0 от всех вошедших в этот объем электронов то появление в средней р-области некоторого количества дырок вызывает инжекцию в эту область в 1/(1 - a ’’ 0 ) раз большего количества электронов. Так как число дырок, достигших средней р-области , a ’ 0 в раз меньше числа дырок, инжектированных эмиттером (левой p -областью), а число электронов, вызванных этими дырками из правой n -области, в 1/(1 - a ’’ 0 ) раз больше, чем число дырок, достигших р-области , то результирующий коэффициент передачи тока оказывается равным : a 0 = a ’ 0 /(1 - a ’’ 0 ) Биполярный транзистор при включении его по схеме с общей базой имеет необходимые направления токов, но его коэффициент усиления по току a 0 ( B 0 > 1), но не соблюдаются необходимые направления токов. В четырехслойной тиристорной структуре выполняются оба эти условия. Динистор . Рассмотрим работу диода состоящего из четырех чередующихся слоев p 1 -n 1 -p 2 -n 2 (рис. 5-8, а). Если подать на него не очень большое напряжение U плюсом на слой р 1 и минусом на слой n 1 , то потечет ток, как показано стрелкой. В результате переходы П 1 и П 2 будут работать в прямом направлении, а переход П 2 - в обратном. Таким образом, получится как бы сочетание двух транзисторов в одном приборе (рис.5-8, б) (Комбинация транзисторов р-п-р и п-р-п , показанная на рис. 5-8, б, действительно обладает свойствами динистора и может быть использована на практике.): одним транзистором является комбинация слоев p 1 -n 1 -p 2 , другим - комбинация слоев п 1 -р 2 - n 2 . Слои p 1 и n 2 являются эмиттерами, n 1 и p 2 , — базами для одного транзистора и коллекторами для второго. Во избежание путаницы их называют базами. Переход П 2 называют коллекторным. Поэтому при больших значениях U следует учитывать ударную ионизацию в этом переходе. Примем для дырок и электронов один и тот же коэффициент умножения М (чтобы не усложнять выкладки) и обозначим через a 1 и a 3 интеграль ные коэффициенты передачи тока от переходов П 1 и П 3 к переходу П2. Тогда ток последнего можно записать в следующем виде: I п2 =M(I a 1 +Ia 3 +I k0 ) (1) где I k0 —сумма теплового тока, тока термогенерации и тока утечки в переходе П2. Поскольку токи через все три перехода одинаковы и равны внешнему току I , легко находим: I=MI k0 /(1-M a) (2) Здесь a = a 1 - a 3 суммарный коэффициент передачи тока от обоих эмиттеров к коллекторному переходу. Выражение ( 2 ) в неявном виде является вольт-амперной характеристикой динистора , так как параметр M в правой части зависит от напряжения ( Ток I k0 при том его определении, которое было дано в формуле (1), тоже зависит от напряжения. Однако учет этой зависимости наряду с зависимостью М. (U) сильно усложняет задачу. В некоторых случаях (например, если переход П2, зашунтирован небольшим заранее известным сопротивлением) можно пренебречь функцией М (U) и считать зависимость от напряжения сосредоточенной в функции I k0 ( U ). В других случаях можно учесть зависимость a (U) и пренебречь функциями М (U) и I k0 (U). Наконец, можно использовать различные 'комбинации этих функций. Общая методика анализа при этом не меняется. ) . Структура выражения ( 2 ) такая же, как в случае лавинного транзистора при I б == 0. Такое сходство вполне естественно, поскольку оба «составляющих транзистора» в динисторе (рис. 3, б) включены по схеме ОЭ с оборванной базой. Вольт-амперная кривая динистора вместе с его условным обозначением показана на рис. 4. Как видим, она подобна характеристике лавинного транзистора в схеме ОЭ (см. рис. 4)..Однако существенным преимуществом динисторов является то, что рабочее напряжение в области больших токов у них значительно меньше и почти не зависит от тока. Кроме того, динисторы работают без всякого предварительного смещения в цепи базы в отличие от лавинных транзисторов, у которых такое смещение необходимо (рис. 4, а). Критические точки характеристики на рис. 4, в которых r == dU / dI == 0, называют соответственно точкой прямого переключения (ПП) и точкой обратного переключения (ОП). Однако, несмотря на определенное сходство с лавинным транзистором, имеет принципиальную особенность. Эту особенность легко показать, если представить вольт-амперную характеристику в форме U(I) . Подставив выражение для характеристики в области ионизации в (2) и решив последнее относительно напряжения, получим: U=U M [1-( a*I+I k0 )/I] 1/n (3) У лавинного транзистора, у которого a 1 при любом токе, напряжение U k всегда имеет конечную величину. У динистора , у которого суммарный коэффициент a == a 1 + a 3 может превышать единицу, напряжение U (точнее, напряжение на коллекторном переходе) делается равным нулю при некотором конечном токе /. При еще большем токе формулы ( 2 ) и ( 3 ) становятся недействительными, так как коллекторный переход оказывается смещенным в прямом направлении и механизм работы динистора качественно изменяется. Рассмотрим отдельные участки характеристики, показанной на рис. 4. Начальный участок 1 характерен очень малыми токами, при которых можно считать a @ 0. Сопротивление на этом участке весьма велико, поэтому заданной величиной всегда бывает напряжение, а ток можно найти по формуле (2). На переходном участке 2 рост напряжения замедляется, а сопротивление резко падает. Эти изменения являются следствием увеличения коэффициента а и могут быть легко оценены с помощью выражения (3). В конце второго участка, в точке ПП, сопротивление обращается в нуль, а затем (при заданном токе) становится отрицательным. Координаты точки прямого переключения определяются условием dU / dI = 0. Напряжение U п.п обычно близко к величине U m и для разных типов динисторов лежит в широких пределах от 25—50 до 1 000—2 000 в ( Эти цифры характерны для серийных динисторов . Можно изготовить аналогичные приборы с рабочими напряжениями всего в несколько вольт ). Ток I п.п лежит в пределах от долей микроампера до нескольких миллиампер в зависимости от материала и площади переходов. На отрицательном участке 3 характеристика по-прежнему описывается формулой ( 3 ), которую, однако, можно упростить, полагая aI > I k0 . Тогда U @ U M (1- a ) 1/n (4) где a увеличивается с ростом тока. Дифференцируя ( 4 ) по току, получаем сопротивление на этом участке: r= - U M ( d a / dI ) / n(1- a ) [n-1]/n (5) Отсюда видно, что величина сопротивления должна существенно меняться с изменением тока. Характер этого изменения определяется функцией a (I) и в общем случае может быть немонотонным. Однако чаще всего сопротивление r возрастает (по модулю) с ростом тока. Средняя величина r между точками ПП и ОП лежит обычно в пределах от 5—10 до 50—100 ком. Коллекторное напряжение, уменьшаясь на участке 3, делается равным нулю в точке Н ( Точка Н обозначает границу режима насыщения—режима, в котором и эмит-терные , и коллекторный переходы работают в прямом направлении. ) . Из формулы ( 3 ) при U = 0 получаем соотношение I=I k0 /[1- a] (6) из которого определяется ток I н . Поскольку этот ток несравненно больше, чем I к0 , его можно определять из условия a = a 1 + a 3 @ 1 (7) пользуясь графиками a ( I ). Напряжение U н является суммой напряжений на эмиттерных переходах, так как U п2 = 0 . Используя формулу U Э = j T ln (I э /I` э0 +1+ a n (e uk/yt -1)) при U k =0, I э = I н и считая оба эмиттерных перехода одинаковыми, получаем: U н =2 j T ln (I э /I` э0 ) (8 ) Это напряжение составляет несколько десятых долей вольта у германиевых динисторов и 0,5—1 в — у кремниевых. При токе I > I н переход П 2 , будучи смещен в прямом направлении, инжектирует носители навстречу тем потокам, которые поступают от эмиттеров. Инжектируемый компонент тока I п2 равен разности между собираемым компонентом ( a 1 I п1 + a 3 I п3 ) и полным током I п2 . Поэтому если для простоты положить a 1 = 0 (т. е. считать, что носители, инжектируемые переходом П 2 . не доходят до эмиттеров) и принять условие U >> j T для всех трех переходов, то напряжение на открытом динисторе можно выразить с помощью формулы U Э = j T ln (I э /I` э0 +1+ a n (e uk/yt -1)) в виде суммы напряжений на переходах: U= j T [ ln (I п1 / I э01 )- ln [( a 1 I п1 + a 3 I п3 )- I п2 ]/ I э02 + ln ( I п3 /I э0 3 )] (9 a) (токи I` э0 заменены на I э0 , так как принято a 1 = 0). Учитывая, что I п1 = I п2 = I п3 = I и полагая токи I э0 одинаковыми у всех переходов, получаем простое приближенное выражение: U= j T ln ([I/I э0 ]/ [a-1] ) (9 б ) Вблизи точки Н, где a @ 1, увеличение тока, а вместе с ним коэффициента а приводит к сильному увеличению разности a - 1 и напряжение несколько уменьшается (участок 4). В точке ОП напряжение достигает минимума и в дальнейшем растет с ростом тока (участок 5) за счет падения напряжения в толстой базе ( Наличие толстой базы в структуре динистора характерно для большинства реальных приборов по конструктивно-технологическим причинам. Коэффициент переноса c в такой базе существенно меньше единицы, поскольку обычно w >> L. Это обстоятельство не препятствует работе динистора , если выполняется условие a 1 + a 3 > 1. Более того, малый коэффициент переноса в толстой базе желателен, потому что при этом суммарный коэффициент a в области малых токов нарастает медленнее, а это обеспечивает большие напряжения переключения. ) . Обычно параметры точек Н и ОП близки друг к другу, поэтому можно вычислять координаты точки ОП по формулам (8) и ( 9 ). При отрицательном напряжении U переход П 2 оказывается смещенным в прямом направлении и дырки инжектируются в слой n 1 , а электроны — в слой p 2 . Переходы П 1 и П 3 смещены в обратном направлении и являются в данном случае коллекторными. Таким образом, динистор в этом режиме эквивалентен двум последовательно включенным транзисторам ( р-п-р и п-р-п ) с оборванными базами. Напряжение пробоя в такой комбинации зависит от типа переходов П 1 и П 3 (плавные или ступенчатые), а также от материала баз. Важной проблемой при разработке динисторов и других аналогичных приборов является обеспечение плавного изменения коэффициента а в области малых токов. Действительно, как уже отмечалось, 2-й (переходный) участок вольт-амперной кривой (рис. 4) характерен заметной и растущей ролью слагаемого aI по сравнению с током I k 0 в формуле ( 3 ). Значит, чем медленнее увеличивается a c ростом тока, тем позднее (при больших токах) начнется 2-й участок и тем больше будет напряжение переключения, что обычно желательно в таких приборах. С этой точки зрения предпочтительным материалом для динисторов является кремний, так как у кремниевых переходов благодаря большей роли процессов генерации - рекомбинации коэффициент инжекции при малых токах близок к нулю и с ростом тока увеличивается весьма медленно. Еще одним преимуществом кремния является малая величина тока в запертом состоянии прибора. Однако, с другой стороны, кремниевые переходы характерны большей величиной прямого напряжения и большим сопротивлением слоев. Это ухудшает параметры динистора в открытом состоянии. Тринистор . Снабдим одну из баз динистора , например п 1 , внешним выводом и используем этот третий электрод для задания дополнительного тока через переход p 1 -n 1 (рис. 5) (Р еальные четырехслойные структуры характерны различной толщиной баз. В качестве управляющей используется тонкая база, у которой коэффициент передачи a 1 близок к единице. ) . Тогда получится прибор, обладающий свойствами тиратрона. Для такого прибора ( тринистора ) принята та же терминология, что и для обычного транзистора: выходной ток называется коллекторным, а управляющий — базовым. Эмиттером считается слой, примыкающий к базе, хотя с физической точки зрения эмиттером является и второй внешний слой (в нашем случае п 2 ). Условное обозначение тринистора вместе с семейством характеристик показано на рис. 6. Как видим, увеличение управляющего тока I б приводит прежде всего к уменьшению напряжения прямого переключения. Кроме того, несколько возрастает ток прямого переключения, а ток обратного переключения уменьшается.В результате отдельные кривые с ростом тока I б как бы «вписываются» друг в друга вплоть до полного исчезновения отрицательного участка (такую кривую называют спрямленной характеристикой). Элементарный анализ тринистора можко провести, исходя из формулы (1), в которой нужно положить I п3 = I п2 = I k и I п1 = I k + I б . Тогда вместо формулы (2) получим для тока I k более общее выражение I k = (MI k0 +(M a 1 )I б )/(1-M a) (10) Здесь по-прежнему a = a 1 + a 3 — суммарный коэффициент передачи, в котором составляющая a 3 является функцией тока I k , а составляющая a 1 - функцией суммы токов I k + I б . Задавая положительный ток I б , мы тем самым задаем начальное значение коэффициента a 1 (при I k ==0). Поэтому любому току I k будет соответствовать большее значение a , а значит, и большее значение а, чем при I б = 0. Параметры тринистора в открытом состоянии практически не отличаются от параметров динистора , поскольку ток I k в этой области значительно больше тока I б , и поэтому токи обоих крайних переходов почти одинаковы. Отношение I о,п / I б можно назвать коэффициентом усиления при выключении; он определяется .величиной а 1 /(а-1) и в обычных тринисторах не превышает (1). Очевидно, что с точки зрения управляемости при запирании суммарный коэффициент передачи а не следует делать намного большим единицы. На рис. 9, а показана типичная схема включения тринистора , а на рис. 9, б - ее рабочий цикл. Пусть E k U п ,по . Тогда в запертом состоянии и при токе I б = 0 рабочей точкой будет точка а. Увеличивая ток I б до значения I б1 , мы вызовем скачкообразный переход рабочей точки из положения a 1 в положение b . В этом открытом состоянии тринистора падение напряжения на нем составляет всего лишь около 1 в, как и в динисторе . Поэтому ток нагрузки практически равен E k / R k . Для того чтобы запереть тринистор , т. е. вернуться в точку а, нужно либо уменьшить рабочий ток до величины I k I o . п Первый путь известен из тиратронной техники, второй специфичен для тринистора , так как тиратрон нельзя погасить со стороны сетки. Правда, базовый ток «гашения» в тринисторе оказывается сравнительно большим из-за малого коэффициента усиления при выключении. Основная тенденция при разработке современных тринисторов состоит в повышении рабочих токов и, напряжений с тем, чтобы заменить соответствующие газоразрядные приборы (газотроны и тиратроны). В настоящее время рабочие токи тринисторов лежат в пределах 1 000— 2 000 а, а рабочие напряжения — в пределах 2—3 кв. При прочих равных условиях динисторы и тринисторы значительно превосходят газоразрядные приборы по коэффициенту полезного действия, а также по габаритам, весам и сроку службы. Мощные тринисторы используются в качестве контакторов, коммутаторов тока, а также в преобразователях постоянного напряжения, инверторах и выпрямительных схемах с регулируемым выходным напряжением. Времена переключения у тринисторов значительно меньше, чем у тиратронов. Даже у мощных приборов (с токами в десятки ампер и больше) время прямого переключения составляет около 1 мксек,а время обратного переключения не превышает 10—20-мксек. Следует заметить, что наряду с конечной длительностью фронтов напряжения и тока имеют место задержки фронтов по отношению к моменту подачи управляющего импульса. |
рис.1 Схематическое изображение биполярного транзистора типа р-п-р-п с двойным переходом (ловушкой) в коллекторе . часть транзистора, состоящую из трех областей, можно рассматривать как самостоятельный транзистор типа п-р-п , подключенный эмиттером и коллектором к источнику питания. База этого условного транзистора к схеме не подключена, транзистор работает в режиме нулевого тока базы (рис.1). Так как в данном случае мы имеем дело не с транзистором р-п-р , а с транзистором п-р-п , то очевидно, что коллектором этого условного транзистора должен быть электрод, к которому подводится положительное напряжение, а эмиттером — электрод, к которому подводится отрицательное напряжение.
I’’ э I’’ э 1 1 
а) б) Схематическое изображение двух стадий (а и б) разделения транзистора р-п-р-п на два условных триода р-п-р и п-р-п р-п-р-п в целом может значительно превышать единицу.
Рис. 2 . Диаграммы положения границ зон и прохождения носителей заряда в структуре р-п-р-п : а—схематическое изображение структуры р-п-р-п , б - положение границ зон при отсутствии внешних напряжений, в—положение границ зон при подаче, на коллектор отрицательного, а на эмиттер положительного смещения относительно базы 
положение границ зон до подачи смещения, 
изменение положения границ зон правого перехода при попадании инжектированных эмиттером дырок в среднюю р-область . Коэффициент усиления по току, превышающий единицу, при соответствующем направлении входного и выходного тока обеспечивает работу прибора в ключевом режиме.
Рис 3. Структура динистора (а) и его двухтранзисторный эквивалент (б). Рассмотрим четырехслойную структуру, изображенную на рисунке 3. В этом случае напряжение окажется приложенным с основном к переходу П 2 , который будет работать в режиме коллектора . Переходы П 1 и П 2 окажутся смещенными в прямом направлении . Переход П будет представлять собой эммитер , инжектирующий неосновные носители в область n 1 , выполняющую роль базы для первого эммитера . Дырки, прошедшие первую базу и коллекторный переход П 2 , появляются во второй базе . Их нескомпенсированный объемный заряд будет понижать высоту потенциального барьера перехода П 3 и вызывать встречную инжекцию электронов . Аналогичным образом можно рассматривать инжекцию электронов из области n2 в область p2 их появление в область n1 и встречную вторичную инжекцию дырок из области p1 в область n1 . Таким образом, обе крайние области выполняют роль эммитеров , причем каждый эммитер отвечает вторичной встречной инжекцией на инжекцию другого эммитера . Этим создаются все необходимые предпосылки для развития лавинного процесса. Тем не менее лавинный процесс роста тока через систему начинается не при любом напряжение на структуре, а только при некотором достаточно большом напряжении. Если изменить полярность напряжения, приложенного к рассматриваемой структуре, на обратную, то переходы П 1 и П 3 окажутся смещенными в обратном направлении. Если оба эти перехода достаточно высоковольтные, то вольт-амперная характеристика будет иметь вид обратной ветви обычной диодной характеристики. Пока коллекторный переход работает в обратном направлении, практически все приложенное напряжение U падает на нем.
Рис. 4. Вольт-амперная характеристика динистора . а-начальный участок ; б-полная кривая . Происхождение отрицательного участка на характеристике динистора обусловлено той же причиной, что и в лавинном транзисторе. А именно, у обоих приборов на этом участке задан постоянный ток базы (у динистора он равен нулю). Поэтому должно выполняться соотношение d I k = dI э , т. е. дифференциальный коэффициент а должен быть все время равен единице. С ростом тока величина a стремится возрасти, но это возрастание предотвращается уменьшением напряжения на коллекторном переходе, т. е. ослаблением ударной ионизации. Такой же вывод следует из формулы (2), в которых знаменатель не может быть отрицательным, и, следовательно, начиная с некоторой рабочей точки, увеличение интегрального коэффициента a должно сопровождаться уменьшением коэффициента M, т. е. уменьшением коллекторного напряжения.
Рис. 5. Структура тринистора . Чтобы ослабить зависимость a ( I ) при малых токах (особенно у германиевых структур), часто шунтируют эмиттерный переход небольшим сопротивлением R. Тогда значительная часть общего тока ответвляется в это сопротивление, минуя эмиттер. Тем самым эмиттерный ток, а вместе с ним и коэффициент а при прочих равных условиях уменьшаются. В последнее время одну из баз динисторов обычно легируют золотом. Цель такого легирования - уменьшить время жизни и тем самым время переключения. При этом одновременно возрастает отношение w/L (поскольку L =( d t ) 1/2 ), а значит, и коэффициент a , что опять-таки способствует повышению напряжения переключения.
Рис. 6. Вольт-амперные характеристики тринистора при положительном токе базы. Решая (10) относительно M и используя выражение для характеристики в области ионизации, не-. трудно представить вольт-амперные характеристики тринистора в форме U к ( I к ): U к =U m [(1- a I к + I к 0 + a 1 I б )/ I к ] 1/n (11) В частном случае, при I б = 0, получается характеристика динистора (3). Выражение (11) ясно показывает, что данному току I к соответствует тем меньшее напряжение U k , чем больше ток I б (рис.6). Рассмотрим отдельные участки этого семейства. На начальном участке мы имеем по существу семейство характеристик обычного транзистора в схеме ОЭ. Координаты точек прямого переключения определяются, как и в динисторе , условием dU k / dI k , == 0. Анализ показывает, что ток I п.п возрастает с увеличением тока базы. На рис. 7 показана пусковая характеристика тринистора , т. е. зависимость U п.п ( I б ) . Координаты точки Н, в которой напряжение на коллекторном переходе П 2 падает до нуля, определяются условием U k = 0 в формуле (11). Так же как в динисторе , можно в этой точке считать a @ 1 и определять ток I н из условия a=a 1 ( I н + I б )+ a 3 ( I н )==1. (12) Отсюда видно, что увеличение тока I б , а значит, и коэффициента a 1 сопровождается уменьшением коэффициента a 3 , а значит, и тока I н . Соответственно несколько меньше будет и ток I o . п в точке обратного переключения.
Рис. 7. Пусковая характеристика тринистора До сих пор мы рассматривали кривые с параметром I б >0 . При этом подразумевалось, что источник базового тока представляет собой э . д. с. E б О, включенную последовательно с сопротивлением R б (см. рис. 6). В частном случае, при I б =0, можно было считать E б = 0; r б = . Теперь рассмотрим работу тринистора в условиях обратного смещения ( E б > 0) (рис. 8). Пусть э . д. с. E б достаточно велика и эмиттерный переход заперт. Тогда тринистор превращается в транзистор п 1 - р 2 - п 2 (с оборванной базой p 2 ) , который включен последовательно с сопротивлением R б и питается напряжением E б + U k . Коллекторный ток при таком включении будет током транзистора в схеме ОЭ с оборванной базой : I k =MI k0 /(1-M a 3 ) где a 3 - коэффициент передачи тока от перехода П 3 к переходу П 2 . Реальное запирающее смещение на эмиттерном переходе будет меньше, чем э . д. с. E б , на величину I k R б . С ростом тока I k смещение будет уменьшаться, и при некотором токе I 0 , когда E б - I 0 R б = 0, эмиттерный переход отопрется. После этого базовый ток будет иметь неизменную отрицательную величину: 
Рис. 8. Вольт-амперные характеристики тринистора при отрицательном токе базы. I б = -I 0 = - E б /R б (13) которую можно считать параметром соответствующей характеристики. Если в формуле (11) положить a 1 = 0 и a = a 3 и подставить I k = I 0 , можно получить напряжение отпирания эмиттерного перехода: U 0 =U M [1-( a 3 I 0 + I k0 )/ I 0 ] 1/n (14) Из формулы (13) видно, что ток I 0 , равный параметру кривой (току I б ), возрастает вместе с модулем параметра. Что касается напряжения U 0 , то оно несколько увеличивается. Ток обратного переключения можно найти из уравнения ( 1 2), если считать I н @ I о,п В случае малых отрицательных токов базы ток I о,п заметно больше тока I 0 @ I б . При больших токах I б эта разница уменьшается.
Рис 9. Типовая схема включения тринистора (а) и ее рабочий цикл (б) (путем понижения питающего напряжения), либо задать в базу отрицательный импульс тока. Оба случая иллюстрируются пунктирными линиями на рис. 9, б. В первом случае рабочая точка скачком переходит из положения b 1 в положение a 2 , а затем (после восстановления Э. Д. С. E k ) - в исходную точку а. Во втором случае из точки b происходит скачок в точку a 3 , а затем (по окончании запирающего импульса) возвращение в точку а.