Polprevodniške diode

Diodni tiristorji - dinistorji najti široka uporaba V razne naprave avtomatizacija. Vendar pa ima ta uporaba dinistorjev številne pomanjkljivosti, od katerih je glavna naslednja.

Vklopna napetost najnižje napetostnega domačega dinistorja KN102A je 20 V, padec napetosti na njem v odprtem stanju pa je manjši od 2 V. Tako se na krmilni prehod tiristorja uporablja napetost približno 18 V. po vklopu dinistorja Hkrati je največja dovoljena napetost pri tem prehodu za običajne tiristorje serije K U 201, K U 202 le 10 V. In če upoštevate tudi, da je vklopna napetost. dinistorjev celo ene vrste ima širjenje, ki doseže 200%, potem postane jasno, da krmilni prehod tiristorja doživlja pretirano velike preobremenitve. To omejuje uporabo dinistorjev za krmiljenje triodnih tiristorjev.

V takih primerih lahko uporabite dvokončna omrežja - analogi dinistorja, označena s tem, da je njihova vklopna napetost lahko veliko nižja od vklopne napetosti najnižje napetostnega dinistorja.

Shema enega od analogov - tranzistor dinistor prikazano na sl. 1. Sestavljen je iz tranzistorjev različnih struktur, povezanih tako, da je bazni tok enega od njih kolektorski tok drugega in obratno. Dru Z drugimi besedami, to je naprava z globokimi pozitivnimi povratnimi informacijami.

riž. 1

Pri priključitvi moči preko emiterskega spoja tranzistorja T1 teče bazni tok, zaradi česar se tranzistor odpre, to pa povzroči pojav tranzistorskega baznega toka T2.

Odpiranje tega tranzistorja povzroči povečanje baznega toka tranzistorja T1 in posledično njegovo nadaljnje odpiranje. Proces poteka kot plaz, tako da se kmalu oba tranzistorja znajdeta v nasičenem stanju.

Vklopna napetost takšne naprave pri uporabi na primer tranzistorjev MP116 in MP113 je enaka le nekaj frakcijam volta, torej se praktično ne razlikuje od napetosti nasičenja tega para tranzistorjev. To ne dovoljuje uporabe takšnega dvoterminalnega omrežja kot stikalne naprave. Če so emitorski spoji tranzistorjev T1 in T2 shunt z upori, kot je prikazano na sl. 2, nato napetostvklopu naprave se bo znatno povečala.

riž. 2

Razlog za ta pojav je zmanjšanje globine pozitivne povratne informacije, saj je le del kolektorskega toka drugega zdaj razvejan v bazo vsakega tranzistorja. Posledično pride do plazovitega procesa odpiranja tranzistorjev pri višji napetosti. Vklopno napetost lahko spremenite z uporabo uporov R1 in R2.

Torej, z njihovim uporom, ki je enak 5,1 kOhm, je vklopna napetost 9 V, pri 3 kOhm - 12 V. Rezultati so bili pridobljeni z gladkim povečanjem napetosti na dvopolnem omrežju. Če je napetost impulzna po naravi, lahko pride do vklopa pri nižjih vrednostih. Dejstvo je, da je analog tranzistorja, tako kot običajni dinistor, občutljiv ne le na velikost napetosti, ki se nanj nanaša, temveč tudi na hitrost njenega povečanja. Možnost vklopa pri napetostih, nižjih od preklopne, lahko odpravite tako, da dvopolno omrežje ranžirate s kondenzatorjem C1 (glej sliko 2).

riž. 3

Tako kot dinistor se vklopna napetost analognega tranzistorja zmanjšuje z naraščajočo temperaturo. To pomanjkljivost je mogoče enostavno odpraviti z zamenjavo uporov R1 in R2 termistorji.

Vezje drugega analoga dinistorja je prikazano na sl. 3. Vklopna napetost takšnega dvopolnega omrežja je določena z vezjem, ki ga tvori zener dioda D1 in krmilni prehod tiristorja D2 , med katerima se porazdeli napetost, ki se uporablja na sponkah dvopolnega omrežja. Ko ta napetost postane enaka napetosti vklopa, se zener dioda prebije in tok teče skozi krmilni spoj tiristorja. Tiristor se odpre, ranžira zener diodo in napetost na sponkah dvopolnega omrežja se močno zmanjša. Vklopna napetost naprave, prikazane na sl. 3 je enako 8 V.

riž. 4

Na sl. Slika 4 prikazuje diagram triodnega tiristorja D5, v krmilnem vezju katerega se uporablja zadnja od obravnavanih dvopolnih naprav (zener dioda). D6 in tiristor D7). Z zaprtim tiristorjem D5 kondenzator C1 napolnjena preko bremena in upora R2 tok, ki ga popravljajo diode D1-D4.

Ko napetost na kondenzatorju postane enaka vklopni napetosti dvopolnega omrežja, se zener dioda D6 prebije in odpre tiristor D7. Kondenzator C1 izpusti skozi kontrole

Uporaba spremenljivega upora R2 lahko spremenite polnilni tok kondenzatorja C2, in zato odpiralni moment tiristorja D5, to je za regulacijo povprečna vrednost napetost obremenitve.

Kot smo že ugotovili, je tiristor polprevodniška naprava, ki ima lastnosti električnega ventila. Tiristor z dvema terminaloma(A - anoda, K - katoda) , to je dinistor. Tiristor s tremi priključki

Avtomatski sistem nastavitev frekvence. Analiza napak krmilnega sistema. Digitalni radijski sistemi. Eseji o elektroniki, Reference, stran 26. Laboratorij za elektroniko, stran 2. Z uporabo kontrolne elektrode (z določene pogoje) se lahko spremeni
električno stanje
tiristorja, torej ga prestavite iz stanja "izklopljeno" v stanje "vklopljeno".< Uпр), если подать импульс напряжения положительной полярности между управляющим электродом и катодом.
Tiristor lahko ostane v odprtem stanju poljubno dolgo, dokler je nanj priključena napajalna napetost.
Tiristor se lahko zapre:
- če zmanjšate napetost med anodo in katodo na U = 0;
- če zmanjšate anodni tok tiristorja na vrednost, manjšo od zadrževalnega toka Isp.
- z uporabo zaporne napetosti na krmilno elektrodo (samo za izklopne tiristorje).
Tiristor lahko tudi ostane v zaprtem stanju poljubno dolgo, dokler ne pride prožilni impulz.
Tiristorji in dinistorji delujejo v tokokrogih enosmernega in izmeničnega toka.

Delovanje dinistorja in tiristorja v enosmernih tokokrogih.
Oglejmo si nekaj praktičnih primerov.
Prvi primer uporabe dinistorja je sprostitveni generator zvočnih signalov.

Kot dinistor uporabljamo KN102A-B.
Generator deluje na naslednji način.
Ko pritisnete gumb Kn, se kondenzator C postopoma polni preko uporov R1 in R2 (+ baterije - zaprti kontakti gumba Kn - upori - kondenzator C - minus baterije). Na kondenzator je vzporedno povezana veriga telefonske kapsule in dinistorja. Skozi telefonsko kapsulo in dinistor ne teče tok, saj je dinistor še vedno »zaklenjen«.
Ko kondenzator doseže napetost, pri kateri se dinistor prebije, gre impulz toka praznjenja kondenzatorja skozi tuljavo telefonske kapsule (C - telefonska tuljava - dinistor - C). Iz telefona se sliši klik, kondenzator se izprazni. Nato se kondenzator C ponovno napolni in postopek se ponovi.
Pogostost ponavljanja klikov je odvisna od kapacitivnosti kondenzatorja in vrednosti upora uporov R1 in R2.
Z vrednostmi napetosti, upora in kondenzatorja, navedenimi na diagramu, frekvenca zvočni signal z uporabo upora R2 lahko spremenite v območju 500 - 5000 hertz.
Telefonsko kapsulo je treba uporabljati s tuljavo z nizko impedanco 50 - 100 Ohmov, nič več, na primer telefonsko kapsulo TK-67-N.

da ga vzdržujemo v prevodnem stanju.

Ta shema (slika 1) ima eno pomanjkljivost. Zaradi velikega razpona parametrov dinistorja KN102 (višja prebojna napetost) bo v nekaterih primerih potrebno povečati napajalno napetost na 35 - 45 voltov, kar ni vedno mogoče ali priročno.

Krmilna naprava, sestavljena na tiristorju za vklop in izklop bremena z enim gumbom, je prikazana na sliki 2.
Naprava deluje na naslednji način.
V začetnem stanju je tiristor zaprt in lučka ne sveti. Pritisnite tipko Kn za 1-2 sekundi. Kontakti gumba se odprejo, katodno vezje tiristorja je prekinjeno. V tem trenutku se kondenzator C polni iz vira energije preko upora R1. Napetost na kondenzatorju doseže vrednost U vira energije.
Spustite gumb Knjiga. V tem trenutku se kondenzator izprazni skozi vezje: upor R2 - krmilna elektroda tiristorja - katoda - zaprti kontakti gumba Kn - kondenzator.
Tok bo tekel v vezju krmilne elektrode in tiristor se bo "odprl".
Žarnica sveti vzdolž vezja: baterija plus - obremenitev v obliki žarnice - tiristor - zaprti kontakti gumba - baterija minus.
V tem stanju se kondenzator izprazni: upor R2, krmilna elektroda prehoda - tiristorska katoda, kontakti gumba Kn.
Za izklop žarnice na kratko pritisnite gumb. V tem primeru je glavni napajalni tokokrog žarnice prekinjen. Tiristor se "zapre". Ko so kontakti gumba zaprti, bo tiristor ostal v zaprtem stanju, saj je Uynp = 0 na krmilni elektrodi tiristorja (kondenzator je izpraznjen).
V tem vezju sem preizkusil in zanesljivo delal različne tiristorje: KU101, T122, KU201, KU202, KU208.

Kot smo že omenili, imata dinistor in tiristor svoj tranzistorski dvojnik.
Tiristorsko analogno vezje je sestavljeno iz dveh tranzistorjev in je prikazano na sliki 3.

Tranzistor Tr 1 ima p-n-p prevodnost, tranzistor Tr 2 ima n-p-n prevodnost. Tranzistorji so lahko germanijevi ali silicijevi.
Tiristorski analog ima dva krmilna vhoda. Prvi vhod: A – Ue1 (emiter - baza tranzistorja Tr1). Drugi vhod: K – Ue2 (emiter – baza tranzistorja Tr2).
Analog ima: A - anodo, K - katodo, Ue1 - prvo krmilno elektrodo, Ue2 - drugo krmilno elektrodo.
Če se krmilne elektrode ne uporabljajo, bo to dinistor z elektrodama A - anoda in K - katoda.
Za analog tiristorja je treba izbrati par tranzistorjev enake moči s tokom in napetostjo, ki je višja od tiste, ki je potrebna za delovanje naprave. Parametri tiristorskega analoga (prebojna napetost Unp, zadrževalni tok Iyd) bodo odvisni od lastnosti uporabljenih tranzistorjev.

Za bolj stabilno delovanje analoga so v vezje dodani upori R1 in R2. In s pomočjo upora R3 lahko uravnavate prebojno napetost Upr in zadrževalni tok Iyd dinistorskega analoga - tiristorja. Diagram takega analoga je prikazan na sliki 4.

Če v vezju generatorja zvočne frekvence (slika 1) namesto dinistorja KN102 vključite analog dinistorja, boste dobili napravo z drugačnimi lastnostmi (slika 5).
Napajalna napetost takšnega vezja bo od 5 do 15 voltov. S spreminjanjem vrednosti uporov R3 in R5 lahko spremenite ton zvoka in delovno napetost generatorja. Spremenljivi upor R3 izbere prebojno napetost analoga za uporabljeno napajalno napetost. Potem ga lahko zamenjate s konstantnim uporom.
Tranzistorji Tr1 in Tr2: KT502 in KT503;

KT814 in KT815 ali katere koli druge. Zanimivo vezje stabilizatorja napetosti z zaščito pred kratek stik

pod obremenitvijo. Če obremenitveni tok preseže 1 amper, bo zaščita delovala.
- krmilni element - ​​zener dioda KS510, ki določa izhodno napetost;
- izvršilni element - tranzistorji KT817A, KT808A, ki delujejo kot regulator napetosti;
- upor R4 se uporablja kot senzor preobremenitve;
- zaščitni mehanizem aktuatorja uporablja analog dinistorja na tranzistorjih KT502 in KT503.

Na vhodu stabilizatorja je kondenzator C1 nameščen kot filter. Upor R1 nastavi stabilizacijski tok zener diode KS510 z vrednostjo 5 - 10 mA. Napetost na zener diodi mora biti 10 voltov. Upor R4, 1,0 Ohm, je zaporedno povezan z bremenskim krogom. Upor R5 nastavi začetni način stabilizacije izhodne napetosti.
Večji kot je obremenitveni tok, več napetosti, ki je sorazmerna s tokom, se sprosti čez tok. V začetnem stanju, ko je obremenitev na izhodu stabilizatorja majhna ali izklopljena, je tiristorski analog zaprt na njem (iz zener diode) ni dovolj za okvaro. V tem trenutku je padec napetosti na uporu R4 skoraj enak nič.
Če postopoma povečate obremenitveni tok, se bo padec napetosti na uporu R4 povečal. Pri določeni napetosti na R4 se tiristorski analog prebije in napetost se vzpostavi med točko Tchk1 in skupna žica, enako 1,5 - 2,0 voltov. To je napetost prehoda anoda-katoda odprtega tiristorja. Istočasno zasveti LED D1, ki signalizira nevarnost. Napetost na izhodu stabilizatorja bo v tem trenutku enaka 1,5 - 2,0 voltov.
Za obnovitev normalno delo stabilizator, morate izklopiti obremenitev in pritisniti gumb Kn, ponastaviti zaščitno ključavnico. Izhod stabilizatorja bo spet 9 voltov in LED bo ugasnila.
Z nastavitvijo upora R3 lahko izberete tok delovanja zaščite od 1 ampera ali več. Tranzistorja T1 in T2 lahko namestimo na en radiator brez izolacije. Sam radiator mora biti izoliran od ohišja.