Принцип действия динистора рассматривается при токе управления IУ=0.
Обратным включением структуры называется подача внешнего потенциала минусом к области p1, плюсом — к области n2. При этом переходы П1 и П3 оказываются смещенными в обратном направлении, и вольтамперная характеристика структуры аналогична характеристике двух последовательно соединенных диодов, смещенных в обратном направлении.
Прямое включение структуры при приложении напряжения, указанного на рис. 5.1, может быть рассмотрено как объединение двух трехслойных структур, образующих p1-n1-p2 и n2-p2-n1 транзисторы, которые объединены базовыми и коллекторными выводами. В соответствии с данной интерпретацией переходы П1 и П3 получили название эмиттерных, а П2 — центрального, или коллекторного, так как он служит коллекторным переходом для обоих транзисторов. Переходы П1 и П3 смещаются в прямом направлении, а П2 — в обратном.
Ток центрального перехода состоит из трех составляющих:
1. тока дырок, инжентированных эмиттерным переходом П1 и дошедших до коллекторного перехода a1×IЭ1;
2. тока электронов, инжектированных эммитерным переходом П3 и дошедших до коллекторного перехода a2×IЭ2;
3. неуправляемого коллекторного тока IК, обусловленного неосновными носителями заряда: дырками n1–области IКnи электронами p2–области IКp.
Учитывая, что в любом сечении структуры протекает один и тот же ток IА=
=IЭ1=IЭ2, он может быть выражен как
IА=
.
Для понимания характера вольтамперной зависимости необходимо проанализировать зависимость интегральных коэффициентов передачи транзисторов от тока в области малых токов анода.
В области малых токов анода нелинейный характер зависимости a(IЭ) обуславливается постоянством величины рекомбинационной составляющей базового тока. Большее значение коэффициента a2 по сравнению с a1 обусловливается меньшей толщиной p2-базы по сравнению с n1-базой. С ростом тока эмиттера a1 и a2 увеличиваются, принимая свое номинальное значение.
На участке ОА прямой ветви, соответствующем малым значениям прямого напряжения UАК ток IА мал, коэффициенты a1 и a2 близки к нулю. Ток через тиристор определяется главным образом током IК перехода П2.
С ростом приложенного напряжения на коллекторном переходе увеличиваются ток IК и анодный ток. Увеличение тока через прибор сопровождается повышением значений коэффициентов a1 и a2, и с некоторого значения тока IA необходимо учитывать составляющие токов транзисторов a1IЭ1 и a2IЭ2. На вольтамперной характеристике появляется участок AB более сильной зависимости тока IA от UАК.
Точка B является граничной. В ней создаются условия для отпирания тиристора. Напряжение на приборе в точке B называется напряжением переключения. При приближении к точке B начинается процесс лавинообразного включения структуры, когда рост коэффициентов a1 и a2 приводит к росту протекающего тока и дальнейшему увеличению коэффициентов (действует внутренняя положительная обратная связь).
Участок BC соответствует открытому состоянию тиристора. Начиная с точки C, структура полностью включена. Дальнейший вид вольтамперной характеристики соответствует прямой ветви вольтамперной характеристики полупроводникового диода.