Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ТИ)"

Тиристор

Тири'стор (от греч. thýra – дверь, вход и англ. resistor – резистор ), полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с четырёхслойной структурой р—n—p—n -типа, обладающий свойствами вентиля электрического и имеющий нелинейную разрывную вольтамперную характеристику (ВАХ). С крайними слоями (областями) монокристалла контактируют силовые электроды (СЭ) – анод и катод, от одного из промежуточных слоев делают вывод электрода управления (УЭ).

  К СЭ подсоединяют токоподводы силовой цепи и устройства теплоотвода. В случае, когда к СЭ прикладывается напряжение прямой полярности U_np (как указано на рис. 1 ), первый (П₁ ) и третий (П₃ ) электронно-дырочные переходы смещаются в прямом направлении, а второй (П₂ ) – в обратном. Через переходы П₁ и П₃ в области, примыкающие к переходу П₂ , инжектируются неосновные носители, которые уменьшают сопротивление перехода П₂ , увеличивают ток через него и уменьшают падение напряжения на нём. При повышении прямого напряжения ток через Т. сначала растет медленно, что соответствует участку ОА на ВАХ (рис. 2 ). В этом режиме Т. можно считать запертым, так как сопротивление перехода П₂ всё ещё очень велико (при этом напряжения на переходах П₁ и П₃ малы, и почти всё приложенное напряжение падает на переходе П₂ ). По мере увеличения напряжения на Т. снижается доля напряжения, падающего на П₂ , и быстрее возрастают напряжения на П₁ и П₂ , что вызывает дальнейшее увеличение тока через Т. и усиление инжекции неосновных носителей в область П₃ . При некотором значении напряжения (порядка десятков или сотен в ), называется напряжением переключения U_пер (точка А на ВАХ), процесс приобретает лавинообразный характер, Т. переходит в состояние с высокой проводимостью (включается), и в нём устанавливается ток, определяемый напряжением источника и сопротивлением внешней цепи (точка В на ВАХ).

  Процесс скачкообразного переключения Т. из состояния с низкой проводимостью в состояние с высокой проводимостью можно объяснить, рассматривая Т. как комбинацию двух транзисторов (T₁ и Т₂ ), включенных навстречу друг другу (рис. 3 ). Крайние области монокристалла являются эмиттерами (р -слой называется анодным эмиттером, n -слой – катодным), а средние – коллектором одного и одновременно базой др. транзистора. Ток i , протекающий во внешней цепи Т., является током первого эмиттера i_э1 и током второго эмиттера i_э2 . Вместе с тем этот ток складывается из двух коллекторных токов i_к1 и i_к2 , равных соответственно a₁i_э1 и a₂i_э2 , где «a₁ и a₂ – коэффициенты передачи эмиттерного тока транзисторов T₁ и Т₂ ; кроме того, в его состав входит ток коллекторного перехода i_кo (так называемый обратный ток). Таким образом i = a₁i_э1 + a₂i_э2 + i_кo . С учётом i_э1 = i_э2 = i имеем  . При малых токах a₁ и a₂ значительно меньше 1 (и их сумма также меньше 1). С увеличением тока a₁ и a₂ растут, что ведёт к возрастанию i. Когда он достигает значения, называется током включения I_вк, сумма a₁ +a₂ становится приблизительно равной 1, и ток скачком возрастает до величины, ограничиваемой сопротивлением нагрузки (точка В на рис. 2 ). Всякий Т. характеризуется предельно допустимым значением прямого тока I_пред (точка Г на рис. 2 ), при котором на приборе будет небольшое остаточное напряжение U_ocт . Если же уменьшать ток через Т., то при некотором его значении, называется удерживающим током I_yд (точка Б на рис. 2 ), Т. запирается – переходит в состояние с низкой проводимостью, соответствующее участку ОА на ВАХ. При напряжении обратной полярности кривая зависимости тока от напряжения выглядит так же, как соответствующая часть ВАХ полупроводникового диода .

  Описанный способ включения Т. (повышением напряжения между его СЭ) применяют в Т., называется вентилями-переключателями (реже неуправляемыми Т., или динисторами). Однако преимущественное распространение получили Т., включаемые подачей в цепь УЭ импульса тока определённой величины и длительности при положительной разности потенциалов между анодом и катодом (обычно их называют управляемыми вентилями или Т.). Особую группу составляют фототиристоры , перевод которых в состояние с высокой проводимостью осуществляется световым воздействием. Выключение Т. производят либо снижением тока через Т. до значения I_yд , либо изменением полярности напряжения на его СЭ.

  В соответствии с назначением различают Т. с односторонней проводимостью, с двухсторонней проводимостью (симметричные), быстродействующие, высокочастотные, импульсные, двухоперационные и специальные.

  Полупроводниковый элемент Т. изготовляют из кремниевых монокристаллических дисков (пластин), вводя в Si добавки В, Al и Р. При этом в основном используют диффузионную и сплавную технологию. Конструктивно Т. выполняют (рис. 4 ) в герметичном корпусе; для обеспечения механической прочности и устранения тепловых напряжений, возникающих из-за различия коэффициентов расширения Si и Cu (материал электродов), между кристаллом и электродами устанавливают термокомпенсирующие вольфрамовые или молибденовые диски. Различают Т. штыревой конструкции – в металлических и металлокерамических корпусах, прижимные (с отводом тепла с одной стороны Т.) и таблеточные (с двухсторонним отводом тепла). Основные конструкции Т. – таблеточная и штыревая. Т. на токи до 500 а изготовляют с воздушным охлаждением, на токи свыше 500 а – обычно с водяным.

  Современные Т. изготовляют на токи от 1 ма до 10 ка напряжения от нескольких в до нескольких кв; скорость нарастания в них прямого тока достигает 10⁹ а/сек, напряжения – 10⁹в/сек, время включения составляет величины от нескольких десятых долей до нескольких десятков мксек, время выключения – от нескольких единиц до нескольких сотен мксек; кпд достигает 99%.

  Т. нашли применение в качестве вентилей в преобразователях электрической энергии (см. Преобразовательная техника , Тиристорный электропривод ), исполнительных и усилительных элементов в системах автоматического управления , ключей и элементов памяти в различных электронных устройствах и т. п., где они совместно с др. полупроводниковыми приборами к середине 70-х гг. 20 в. в основном вытеснили электронные (электровакуумные) и ионные (газоразрядные и ртутные) вентили.

  Лит.: Тиристоры. (Технический справочник), пер. с англ., 2 изд., М., 1971; Кузьмин В, А., Тиристоры малой и средней мощности, М., 1971.

  Ю. М. Иньков, А. А. Сакович.

Рис. 4. Управляемый тиристор (в разрезе): 1 – основание (силовой электрод); 2 – полупроводниковый кристалл; 3 – фторопластовое кольцо; 4 – гибкий внутренний провод; 5 – крышка; 6 – изолятор крышки; 7 – стержень крышки; 8 – гибкий наружный вывод (силовой электрод); 9 – управляющий электрод; 10 – наконечник наружного вывода.

Рис. 5 (в, г). Общий вид тиристоров: в – прижимного в металлокерамическом корпусе; г – штыревого в металлокерамическом корпусе в сборе с охладителем.

Рис. 3. Схематическое изображение тиристора в виде двух включенных навстречу друг другу транзисторов: Т – транзистор; Э – эмиттер; Б – база; К – коллектор; i_э – эмиттерный ток; i_к – коллекторный ток; i_кo – ток коллекторного перехода; R_н – сопротивление внешней цепи; U_пp – прямое напряжение на тиристоре.

Рис. 1. Схематическое изображение тиристора: А – анод; К – катод; УЭ – управляющий электрод; П – электронно-дырочный переход; R_н – сопротивление внешней цепи; U_пp – прямое напряжение на тиристоре.

Рис. 5 (а, б). Общий вид тиристоров: а – штыревого в металлическом корпусе; б – таблеточного в керамическом корпусе.

Рис. 2. Вольтамперная характеристика тиристора (вентиля-переключателя): участок ОА соответствует состоянию тиристора с низкой проводимостью, участок БГ – с высокой проводимостью.

Тиристорный электропривод

Тири'сторный электропри'вод, электропривод , в котором режим работы его исполнительного двигателя (ИД) или иного исполнительного механизма (ИМ) регулируется преобразовательным устройством (ПУ) на тиристорах (см. Преобразовательная техника ).

  В Т. э. переменного тока в качестве ИД чаще всего применяют асинхронные и синхронные трёхфазные электродвигатели, режим работы которых можно регулировать изменением частоты и амплитуды напряжения, подводимого к статору, а в случае синхронного двигателя – также изменением тока в обмотке возбуждения. В Т. э. этого типа, питающихся от источника переменного тока, регулирующим ПУ обычно служит тиристорный преобразователь частоты , выполненный либо с промежуточным звеном постоянного или переменного тока, либо по схеме с непосредственной связью. При питании таких Т. э. от источника постоянного тока в качестве ПУ используют автономный инвертор . Реверсирование ИД (см. Реверсивный электропривод ) в Т. э. переменного тока осуществляют, изменяя последовательность чередования фаз напряжения, подводимого к статору.

  В Т. э. постоянного тока применяют двигатели постоянного тока с последовательным, параллельным, смешанным или независимым возбуждением, регулирование режимов работы которых можно производить по цепи обмотки якоря или обмотки возбуждения. В Т. э. этого типа, питающихся от источника переменного тока, ПУ служит тиристорный выпрямитель тока . Если питание таких Т. э. осуществляется от источника постоянного тока, то ПУ выполняют в виде импульсного регулятора постоянного тока или системы «инвертор – выпрямитель» с промежуточным звеном переменного тока повышенной частоты. В Т. э. постоянного тока реверсирование ИД производят изменением направления тока в обмотке якоря или обмотке возбуждения двигателя (при этом применяют второе такое же ПУ, включаемое встречно-параллельно с первым по отношению к цепи ИД).

  Для гальванической развязки цепей питания и нагрузки, а также при необходимости согласовать величины напряжения источника питания и ИД в Т. э. используют трансформатор, включая его на входе ПУ (если Т. э. питается от источника переменного тока) или в его промежуточном звене (при питании Т. э. постоянным током). Управление передаваемым через ПУ потоком энергии осуществляют посредством ручной или автоматической системы управления и регулирования (СУР), включающей блоки питания, регулирования частоты и напряжения, формирования управляющих импульсов для тиристоров силовых цепей ПУ, а также блоки защиты от токов короткого замыкания, перегрузок и перенапряжении. Современные СУР выполняют на типовых логических блоках (см. Логический элемент ) и интегральных схемах , имеющих малые габариты, высокие быстродействие и надёжность. Для отвода тепла от тиристоров и ИД используют естественное или принудительное воздушное либо жидкостное охлаждение.

  Т. э. находят применение в различных отраслях промышленности и на транспорте. Мощность Т. э. составляет (в зависимости от их назначения) от нескольких квт до 10 Мвт и выше.

  Лит.: Ривкин Г. А., Преобразовательные устройства, М., 1970; Чиликин М. Г., Общий курс электропривода, 5 изд., М., 1971.

  Ю. М. Иньков.

Тиритака

Тирита'ка (греч. Tyritáke), город Боспорского государства , находившийся, по древнегреческим источникам, к Ю. от Пантикапея (современная Керчь); его остатки отождествляются с городищем на берегу Керченского пролива в современном посёлке Аршинцево. Раскопками (с 1932) установлено, что Т. основана греками в середине 6 в. до н. э. как торгово-земледельческий пункт, в котором в дальнейшем развивается и ремесленное производство, с эллинистического времени – виноделие; в 1—3 вв. н. э. Т. – крупный рыбопромысловый центр. Открыты части оборонительных стен города, жилые дома, винодельни, рыбозасолочные цистерны, хозяйственные и бытовые предметы и др. Во 2-й половине 4 в. н. э. Т. была разгромлена, видимо, при нашествии гуннов, но жизнь в ней продолжалась в течение раннего средневековья.

  Лит.: Гаидукевич В. Ф., Боспорское царство, М.—Л., 1949.

Тиричмир

Тиричми'р, наиболее высокая вершина горной системы Гиндукуш на С. Пакистана. Высота 7690 м. Сложена кристаллическими породами. На склонах – ледники и фирновые поля.

Тиркушки

Тирку'шки (Glareola), род птиц семейства тиркушковых отряда ржанкообразных. Длина тела 17—28 см. Крылья длинные, острые, хвост с вырезкой. Клюв уплощённый, разрез рта большой. Самцы и самки окрашены сходно: спина буроватая или песочная, низ тела светлый, у некоторых горло окаймлено чёрной полоской, углы рта красные. 7 видов. Распространены в Европе, Азии и Африке; в СССР 3 вида: в степях на восток до Алтая – луговая и степная Т., в Забайкалье – восточная Т. Перелётны. Населяют луга, долины рек, солонцы близ водоёмов. Яйца (2—4) откладывают в ямку на земле, насиживают 18—19 суток. Питаются насекомыми, в частности саранчовыми, которых ловят, рея в воздухе, как ласточки, часто стаями, либо преследуют на земле.

Степная тиркушка.

Тирлянский

Тирля'нский, посёлок городского типа в Башкирской АССР, подчинён Белорецкому горсовету. Расположен на р. Тирлян, близ впадения её в р. Белую. Ж.-д. станция в 35 км к С. от Белорецка. 11,2 тыс. жителей (1975). Листопрокатное производство, предприятия ж.-д. транспорта.

Тироде раствор

Тиро'де раство'р, сбалансированный водный раствор солей и глюкозы, осмотическое давление которого и концентрация ионов близки к соответствующим показателям плазмы крови ; один из физиологических растворов . Предложен (1910) американским фармакологом М. Тироде (М. Tyrode).

Тирозин

Тирози'н, b-(пара-оксифенил) a-аминопропионовая кислота, ароматическая аминокислота. Существует в виде оптически-активных D– и L– и рацемической DL-форм. L-T. входит в состав многих белков и пептидов – казеина , фиброина , кератина , инсулина и др.; легко выделяется из белковых гидролизатов вследствие плохой растворимости в воде.

В состав белков входят также фосфорные эфиры L-T. Т. – заменимая аминокислота, в организме животных и человека образуется при ферментативном окислении фенилаланина (нарушение этого процесса приводит к тяжёлому наследственному заболеванию – фенилпировиноградной олигофрении). Окисление Т. ферментом тирозиназой — важная промежуточная реакция при биосинтезе меланинов , норадреналина и адреналина у человека. Иодированные производные Т. – тироксин и трииодтиронин — гормоны щитовидной железы. Важную роль играет Т. как предшественник при биосинтезе алкалоидов (морфин, кодеин, папаверин). Ферментативное окисление L-T. используют для получения медицинского препарата – L-ДОФА . При распаде Т. в организме (с участием аскорбиновой кислоты) образуются фумаровая и ацетоуксусная кислоты, которые через ацетилкофермент А включаются в трикарбоновых кислот цикл .

  Лит.: Майстер А., Биохимия аминокислот, пер. с англ., М., 1961; Ленинджер А., Биохимия, пер. с англ., М., 1974.

  Э. Н. Сафонова.

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (ТИ)"