Лекція №6 Тема лекції: Основні характеристики і використання силіконових керованих випрямлювачів (тиристорів), стабілітронів. Деталі роботи та характеристики таких приладів



Скачати 50.09 Kb.
Дата конвертації01.01.2017
Розмір50.09 Kb.
Лекція № 6

Тема лекції: Основні характеристики і використання силіконових керованих випрямлювачів (тиристорів), стабілітронів. Деталі роботи та характеристики таких приладів.



План лекції

1. Тиристори

2. Стабілітрони

Література

1. Кучумов А.И. Электроника и схемотехніка – 2002. ст. 123.

2. И.П.Жеребцов „Основи электроники” – 1985. ст. 123-128.

3. Ю.П.Колонтаєвський „Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум” – 2003. ст. 26, 50-59.

4. Ю.А.Овечкин „Полупроводниковые приборы” – 1979. ст. 48-50, 90-100.

6. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника – 2000. ст. 63-66.



Зміст лекції

1. Тиристори

Тиристором називається чотиришаровий напівпровідниковий прилад, що складається з послідовно чергуючих областей p- і n – типів провідності. Перший вид тиристорів – це діністори.

- Діністори – це діодні тиристори, або некеровані діоди перемикачів.

- Тріністори – це керовані діоди перемикачів.

- Симістори – це симетричні тиристори, тобто тиристори з симетричною ВАХ.

Діністор. Зовнішня p-область і електрод від неї називається анодом. Зовнішня n-область і електрод від неї називається катодом. Внутрішні p- і n-области називаються базами діністора. Крайні p-n переходи називаються емітерними, а середній p-n перехід називається колектором. Подамо на анод «-», а на катод «+». При цьому емітерні переходи будуть закриті, колектор відкритий. Основні носії зарядів з анода і катода не зможуть перейти в базу, тому через діністор протікатиме тільки маленький зворотний струм, викликаний не основними носіями заряду. Діністори застосовуються у вигляді безконтактних пристроїв перемикачів, керуємих напругою.

Якщо на анод подати «+», а на катод «-», емітерні переходи відкриваються, а колектор закривається. Основні носії зарядів переходять з анода в базу 1, а з катода – в базу 2, де вони стають не основними і в базах відбувається інтенсивна рекомбінація зарядів, в результаті якої кількість вільних носіїв зарядів зменшується. Ці носії заряду підходять до переходу колектора, поле яких для них буде прискорюючим, потім проходять базу і переходять через відкритий емітерний перехід, оскільки в базах вони знову стають основними.

Пройшовши емітерні переходи, електрони переходять в анод, а дірки – в катод, де вони повторно стають не основними і повторно відбувається інтенсивна рекомбінація. В результаті кількість зарядів, що пройшли через діністор, буде дуже мало і прямий струм також буде дуже малий. При збільшенні напруги прямий струм трохи зростає, оскільки збільшується швидкість руху носіїв, а інтенсивність рекомбінації зменшується. При збільшенні напруги до певної величини відбувається електричний пробій переходу колектора. Опір діністора різко зменшується, струм через нього сильно збільшується і падіння напруги на ньому значно зменшується. Вважається, що діністор перейшов з вимкненого положення у включене.

Основні параметри тиристорів.

- Напруга включення (Uвкл) – ця напруга, при якій струм через діністор починає сильно зростати.

- Струм включення (Iвкл) – це струм, відповідний напрузі включення.

- Струм виключення (Iвыкл) – це мінімальний струм через тиристор, при якому він

залишається ще у включеному положенні.

- Залишкова напруга (Uост) – ця мінімальна напруга на тиристорі у включеному положенні.

- Струм витоку (Io) – це струм через тиристор у вимкненому положенні при заданій напрузі на аноді.

- Максимально допустима зворотна напруга (Uобр.max).

- Максимально допустима пряма напруга (Uпр.max).

- Час включення (tвкл) – цей час, за яку напругу на тиристорі зменшиться до 0,1 напруг включення.

- Час включення (tвыкл) – цей час, за який тиристор переходить з включеного у вимкнене положення.



Триністори можна включати при напругах, менших напруги включення діністора. Для цього достатньо на одну з баз подати додаткову напругу так, щоб створюване їм поле співпадало по напряму з полем анода на переході колектора. Можна подати струм управління на другу базу, але для цього на управляючий електрод необхідно подавати напругу негативної полярності щодо анода, і тому розрізняють триністори з правлінням по катоду і з управлінням по аноду.



Симістори. Подамо позитивну напругу на області p1, n1, а негативне на області p2, n3.

Перехід П1 закритий, і вимикається з роботи область n1. Переходи П2 і П4 відкриті і виконують функцію емітерних переходів. Перехід П3 закритий і виконує функцію колекторного переходу.

Таким чином, структура симістора буде областями p1, n2, p2, n3, де p1 виконуватиме функції анода, а n3 – катода при прямому включенні. Подамо напругу плюсом на області p2, n3, а мінусом на області p1, n1. Перехід П4 закриється і вимкне з роботи область n3. Переходи П1 і П3 відкриються і гратимуть роль емітерних переходів. Перехід П2 закриється і виконуватиме функцію переходу колектора.

Структура симістора матиме вид p2-n2, p1-n1, де область p2, буде анодом, а n1 – катодом. В результаті виходитиме структура в прямому включенні, але при зворотній напрузі.



2. Стабілітрони

Стабілітроном називається напівпровідниковий діод, призначений для стабілізації рівня напруги. Стабілізація – підтримка якогось рівня незмінним. По конструкції стабілітрони завжди площинні і кремнієві.

На рисунку зображена конструкція кремнієвого стабілітрона: 1, 8 – зовнішні виводи (електроди); 2 – трубка; 3 – ізолятор; 4 – корпус; 5 – внутрішній вивід; 6 – кристал з переходом; 7 – кристалотримач.

Принцип дії стабілітрона заснований на тому, що на його вольтамперной характеристиці є ділянку, на якій напруга практично не залежить від величини протікаючого струму. Такою ділянкою є ділянка електричного пробою, а за рахунок легуючих добавок в напівпровідник струм електричного пробою може змінюватися в широкому діапазоні, не переходячи в тепловий пробій. Оскільки ділянка електричного пробою – ця зворотна напруга, то стабілітрон включається зворотним ввімкненням. Резистор Ro задає струм через стабілітрон так, щоб величина струму була близька до середнього значення між Iст.min і Iст.max. Таке значення струму називається номінальним струмом стабілізації.

При зменшенні вхідної напруги струм через стабілітрон і падіння напруги на Ro може зменшуватися, а напруги на стабілітроні і на навантаженні залишаться постійними, виходячи з вольтамперної характеристики. При збільшенні вхідної напруги струм через стабілітрон і URo збільшується, а напруга на навантаженні все одно залишається постійною і рівною напрузі стабілізації.

Основні параметри стабілітронів:

- Напруга стабілізації Uст.

- Мінімальне, максимальне і номінальне значення струму стабілізації Iст.min, Iст.max, Iст.ном.

- ΔUст – зміна напруги стабілізації.

- Диференціальний опір на ділянці стабілізації



- Температурний коефіцієнт стабілізації



Стабілітрони, призначені для стабілізації малих напруг, називаються стабісторами. Стабістори – для стабілізації напруги менше 3В, і у них використовується пряма гілка ВАХ.





База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка