1) Изменяется относительная стоимость компонентов по сравнению с дискретными вариантами и определяется она в основном площадью, занимаемой компонентом на подложке, поэтому стоимость транзистора примерно равна стоимости диода, которая примерно равна стоимости резистора в 4 кОма с допуском ±30% или стоимости резистора в 1 кОм с допуском ±20%.

2) Номиналы компонентов ограничены. Практически невыполнимы резисторы свыше 50 кОм, а конденсаторы – при ёмкости, большей несколько сот пФ.

3) Абсолютные величины сопротивлений резисторов и ёмкостей конденсаторов (особенно диффузионных) недостаточно контролируются, хотя их отношение в пределах одной схемы можно выдержать с точностью до 1%. Температура компонентов одинакова. Температурные зависимости компонентов в одной схеме одинаковы.

4) Все компоненты ИПС связаны между собой паразитными ёмкостями и проводимостями, что обуславливается плотной упаковкой и несовершенством изоляции.

Четырёхслойные структуры.

       Четырёхслойные структуры типа p-n-p-n могут иметь два, три или четыре вывода.

       Тиристоры в настоящее время широко используются в силовой и преобразовательной технике (мощные источники питания), где они успешно заменяют ионные приборы. Тиристоры могут работать при напряжениях в сотни вольт и токах в десятки ампер. В импульсных схемах тиристоры пока применяются реже, чему мешает их недостаточно высокое быстродействие. Однако тиристоры позволяют строить многие схемы более просто, чем на транзисторах, и высказывается мнение, что их частотные свойства будут улучшаться. Сейчас в ключевых схемах времена включения тиристоров порядка 0,1 – 0,3 мкс, времена выключения – 1 – 35 мкс.

Диод-тиристор.

Тиристор можно представить как совокупность двух транзисторов

p-n-p (области О₁ - О­₂ - О₃)

n-p-n (области О₄ – О₃ – О₂).

Вольт-амперная характеристика тиристора имеет S-образную форму с участком отрицательного сопротивления.

Участок напряжения от 0 до U ₁ при I < I ₁, П₁ и П₃ открыты, П₂ закрыт. Обе составляющие транзистора находятся в активной области и их эмиттерные токи (переходы ???

нет переход П₂ течёт тоже ток I:

,

где полагаем, что коэффициент лавинного размножения M = M ₁ = M ₂. Иначе:

,                                                (1)

что имеет смысл только при . Если же , то предположение о закрытии коллекторного перехода неверно.

       Коэффициенты α₁ и α₂ меньше, чем у обычных транзисторов. При малом токе I они меньше 0,5, то есть α₁+α₂ < 1, а при большом I - α₁+α₂ > 1. Малые величины α связаны с большими толщинами базовых областей О₂ и О₃. Кроме того, α зависят от напряжения на переходе. С увеличением напряжения на П₂ увеличивается и М (становится больше 1). Эти зависимости связаны с модуляцией баз и, главным образом, с лавинным умножением в переходе П₂.

       Увеличение напряжения приводит к росту M, и следовательно к увеличению I, что в свою очередь ведёт к увеличению α₁+α₂, а это ведёт также к росту I. Отсюда значительно более быстрое увеличение тока в цепи при нарастании внешнего напряжения, и появление участка с отрицательным сопротивлением. Наконец, наступает такой момент, когда выражение (1) теряет физический смысл (при ). Этого быть не может, так как ток всегда протекает от + к -. В этот момент открывается переход П₂. Теперь все переходы открыты. U составляет не более 1,0 – 1,5 В, тиристор оказывается во включённом состоянии, а составляющие его транзисторы – в насыщении.

       Физика этого явления объясняется ниже. Ток α₁ IM приводит к накоплению дырок в О₃, а ток α₂ IM – к накоплению электронов в О₂.

       Если α₁ M и α₂ M малы, то приходящие в соответствующие области дырки и электроны успевают рекомбинировать. При больших α₁ M и α₂ M создаётся их избыток, что ведёт к повышению энергетического уровня в О₂ (отрицательный заряд) и к его понижению в О₃ (положительный заряд). Из энергетических диаграмм видно, что это эквивалентно большему открыванию переходов П₁ и П₃ и резкому увеличению тока I.

       Если бы не было ограничивающего сопротивления R _н, то этот рост тока вывел бы тиристор из строя. Наличие сопротивления приводит к уменьшению напряжения. Таким образом, увеличение тока I вызывает уменьшение U, что означает отрицательное дифференциальное сопротивление.

       Таким образом, включение диода-тиристора произойдёт при E > U ₁ . Выключение, если снизить ток до величины I ₂. При I ₂ и U ₂ α₁М + α₂М ≤ 1 и происходит выключение .

Триод-тиристор. С помощью управляющего электрода легко осуществлять включение и выключение тиристора. При I _у > 0 в О₃ вводятся дополнительные дырки и быстрее (раньше) накапливается необходимый для переключения заряд. Ускоряется включение. При I _у < 0 – наоборот.

Включение тиристора можно осуществлять увеличением I _у. Выключение основано на том, что I ₂ зависит от I _у, хотя зависимость недостаточно сильная.

Тетрод-тиристор. Добавляется управление по базе n, действующее аналогично управлению по базе p. Зависимости I от U теперь можно представить совокупностью семейств характеристик. Например:  при I _у2 = const.

Параметры:

Номинального режима: I _вкл, I _уд, U _откр (I _откр), I _обр (U _обр), r _дин, C _общ, t _вкл, t _выкл.

Предельно допустимые: P _{ср макс}, I _{откр макс}, I _{откр н макс}, U ­_{обр макс­}.

[11]Доделать

[12]А где 10?