Симметричные тиристоры (симисторы)

Основой симистора является пятислойная n-р-n-р-n структура. Симисторы отличаются от обычных тиристоров тем, что их можно отпереть в обоих направлениях. Так же как обычные тиристоры, они имеют лишь один управляющий электрод, открывающий симистор в обоих направлениях импульсами одной и той же полярности. Направление открывания симистора зависит от того, в каком направлении приложено напряжение между анодом и катодом. Могут быть созданы симисторы и других видов, как например: переключаемые током управления различной полярности в зависимости от полярности напряжения на силовых электродах; переключаемые в одном направлении током определения, а в другом — током управления любой полярности; переключаемые током управления любой полярности.

Симисторы ВКДУС-50, ВКДУС-75 и ВКДУС-100 с воздушным охлаждением и ВКДУСВ-100 и ВКДУСВ-150 с водяным охлаждением изготовляются на номинальные токи 50, 75, 100 и 150 а и напряжения переключения от 50 до 1 000 в. При номинальном токе падение напряжения в симисторе составляет 0,75—1,25 в. Симисторы предназначены для работы в устройствах при токе частотой 0—500 гц. Допустимая температура окружающей среды для симисторов с воздушным охлаждением ВКДУС лежит в пределах от —40 до +110° С, а для охлаждаемых водой ВКДУСВ — от 5 до 40° С. Размеры симисторов и их вес мало отличаются от размеров и веса обычных тиристоров. Как видно из условного обозначения снмистора, один симистор заменяет два параллельно-встречно включенных несимметричных тиристора. Поэтому симисторы применяются главным образом в схемах переменного тока и в таких цепях постоянного тока, где необходимо реверсирование тока. Замена в этих устройствах обычных тиристоров симисторами позволяет обойтись в 2 раза меньшим числом выпрямительных элементов. Симисторы могут найти применение и в схемах с неизменным направлением тока. И в этих условиях симисторы обладают определенными преимуществами по сравнению с обычными тиристорами, так как на них не влияют перенапряжения. При появлении перенапряжения в «обратном» направлении элемент не пробивается, а только отпирается и пропускает импульс тока, вызванный перенапряжением, причем энергия импульса рассеивается на нагрузке.

Следует отметить, что для таких целей изготовляются симисторы и без управляющего электрода — так называемые симметричные вентили-переключатели. Единственное отличие этих элементов от обычных симисторов в том, что они не отпираются управляющими импульсами. Вентили-переключатели открываются, если напряжение в одном направлении превышает напряжение переключения. Симметричный вентиль-переключатель запирается сам при изменении полярности приложенного напряжения.

В СССР разработана серия таких элементов (ВКДПС-50, ВКДПС-75, ВКДПС-100, ВКДПСВ-100 и ВКДПСВ-150), которые имеют такие же параметры, как симисторы.

Симисторы и вентили-переключатели впервые были разработаны и изготовлены в Мордовском научно-исследовательском электротехническом институте и в Физико-техническом институте АН СССР им. А. Иоффе.

Бирзниек Л., Полупроводниковые преобразователи. — М., «Энергия», 1967