Принцип действия - раздел Электроника, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине Элементы электроники Этапы развития электроники Источник Е Внешнего Питающего Напряжения Подключен К Аноду Положительн...
Источник Е внешнего питающего напряжения подключен к аноду положительным относительно катода полюсом. Если ток Iу через управляющий электрод триодного тиристора равен нулю, его работа не отличается от работы диодного. В отдельных случаях бывает удобно представить тиристор двухтранзисторной схемой замещения с использованием транзисторов с различным типом электропроводности р–n–р и п–р–п (рис. 1.28,б). Как видно из рис.1.28,б, переход П2 является общим коллекторным переходом обоих транзисторов в схеме замещения, а переходы П1и П3 – эмиттерными переходами. При повышении прямого напряжения Uпр(что достигается увеличением ЭДС источника питания Е) ток тиристора увеличивается незначительно до тех пор, пока напряжение Uпрне приблизится к некоторому критическому значению напряжения пробоя, равному напряжению включения Uвкл (рис.1.29).
При дальнейшем повышении напряжения Uпр под влиянием нарастающего электрического поля в переходе П2происходит резкое увеличение количества носителей заряда, образовавшихся в результате ударной ионизации при столкновении носителей заряда с атомами. В результате ток в переходе быстро нарастает, так как электроны из слоя п2и дырки из слоя р1устремляются в слои р2 и п1и насыщают их неосновными носителями заряда. При дальнейшем увеличении ЭДС источника Е или уменьшения сопротивления резистора R ток в приборе нарастает в соответствии с вертикальным участком ВАХ (рис.1.29) Минимальный прямой ток, при котором тиристор остается во включенном состоянии называется током удержания Iуд. При уменьшении прямого тока до значения Iпр< Iуд(нисходящая ветвь ВАХ на рис.1.29) высокое сопротивление перехода восстанавливается и происходит выключение тиристора. Время восстановления сопротивления p–n-перехода обычно составляет 10…100 мкс.
U
пр
,
В
U
вкл
Iy
=
U
обр
max
мA
I
уд
I
пр
I
ур
,
А
-10
-20
I
обр
,мА
Рис 1.29. Вольт-амперные
характеристики и условное
обозначение триодного
тиристора
Напряжение Uвкл, при котором начинается лавинообразное нарастание тока, может быть снижено дополнительным введением неосновных носителей заряда в любой из слоев, прилегающих к переходу П2. Эти добавочные носители заряда увеличивают число актов ионизации в р–п-переходе П2, в связи с чем напряжение включения Uвклуменьшается.
Добавочные носители заряда в триодном тиристоре, представленном на рис. 1.28, вводятся в слой р2 вспомогательной цепью, питаемой от независимого источника напряжения. В какой мере снижается напряжение включения при росте тока управления, показывает семейство кривых на рис.1.29.
Будучи переведенным в открытое (включенное) состояние, тиристор не выключается даже при уменьшении управляющего тока Iу до нуля. Выключить тиристор можно либо снижением внешнего напряжения до некоторого минимального значения, при котором ток становится меньше тока удержания, либо подачей в цепь управляющего электрода отрицательного импульса тока, значение которого, впрочем, соизмеримо со значением коммутируемого прямого тока Iпр.
Важным параметром триодного тиристора является отпирающий ток управления Iувкл– ток управляющего электрода, который обеспечивает переключение тиристора в открытое состояние. Значение этого тока достигает нескольких сотен миллиампер.
Из рис. 1.29 видно, что при подаче на тиристор обратного напряжения в нем возникает небольшой ток, так как в этом случае закрыты переходы П1 и П3. Во избежание пробоя тиристора в обратном направлении (который выводит тиристор из строя из-за теплового пробоя хода) необходимо, чтобы обратное напряжение было меньше Uобр.макс.
В симметричных диодных и триодных тиристорах обратная ВАХ совпадает с прямой. Это достигается встречно-параллельным включением двух одинаковых четырехслойных структур или применением специальных пятислойных структур с четырьмя p–n-переходами.
В настоящее время выпускаются тиристоры на токи до 3000 А и напряжения включения до 6000 В.
А
А
К
УЭ
К
УЭ
n
n
P
P
N
Ia
-Uвкл
+Uвкл
Uа
б)
в)
а)
Рис.1.30. Структура симметричного тиристора (а), его схематичное изображение (б)
и вольт-амперная характеристика (в)
Основные недостатки большинства тиристоров – неполная управляемость (тиристор не выключается после снятия сигнала управления) и относительно низкое быстродействие (десятки микросекунд). Однако в последнее время созданы тиристоры, у которых первый недостаток устранен (запираемые тиристоры могут быть выключены с помощью тока управления).
Симистор (рис. 1.31,а) – это симметричный тиристор, который предназначен для коммутации вцепях переменного тока. Он может использоваться для создания реверсивных выпрямителей или регуляторов переменного тока.
Полупроводниковая структура симистора содержит пять слоев полупроводников с различным типом проводимостей и имеет более сложную конфигурацию по сравнению с тиристором. Вольт-амперная характеристика симистора приведена на рис. 1.31,в.
Как следует из вольт-амперной характеристики симистора, прибор включается в любом направлении при подаче на управляющий электрод УЭ положительного импульса управления. Требования к импульсу управления такие же, как и для тиристора. Основные характеристики симистора и система его обозначений такие же, как и тиристора. Симистор можно заменить двумя встречно-параллельно включенными тиристорами с общим электродом управления. Так, симистор КУ208Г может коммутировать переменный ток до 10 А при напряжении до 400 В. Отпирающий ток цепи управления не превышает 0,2 А, а время включения – не более 10 мкс.
А
а)
Рис. 1.31. Структура фотосимистора СИТАК (а) и его схематическое
изображение (б)
–
+
Вход
ФД
VD1
VD2
СУ1
СУ2
СИТАК
Выход
К
Вход
+
–
б)
Фототиристоры и фотосимисторы – это тиристоры и симисторы сфотоэлектронным управлением, в которых управляющий электрод заменен инфракрасным светодиодом и фотоприемником со схемой управления. Основным достоинством таких приборов является гальваническая развязка цепи управления от силовой цепи. В качестве примера рассмотрим устройство фотосимистора, выпускаемого фирмой «Сименс» под названием СИТАК (рис. 1.31)
Такой прибор по входу управления светодиодом потребляет ток около 1,5 мА и коммутирует в выходной цепи переменный ток 0,3 А при напряжении до 600 В. Такие приборы находят широкое применение в качестве ключей переменного тока с изолированным управлением. Они также могут использоваться при управлении более мощными тиристорами или симисторами, обеспечивая при этом гальваническую развязку цепей управления. Малое потребление тока цепью управления позволяет подключать СИТАК к выходу микропроцессоров.
Министерство образования и науки Российской Федерации... Государственное учреждение высшего профессионального образования... Белорусско Российский университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Принцип действия
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Система обозначения резисторов.
Различают две системы обозначения до и после 80-го года.
1. Система до 80-го года.
А) Буква С – сопротивление;
СП – переменный резистор;
СТ – терморезистор;
Цветовая и кодовая маркировка резисторов.
Буква обозначает множитель, на который умножаются цифровые обозначения. Например, резистор с номинальным сопротивлением 475 Ом и допуском ±2 % обозначается К475G.
Кроме всего, маломощные р
Система обозначений.
1.) К – постоянный конденсатор;
КТ – подстроечный конденсатор;
КП – переменный конденсатор;
КН – вариконд.
2.) число – обозначает тип диэлектрика:
10 ке
Тема 2. Полупроводниковые резисторы
Классификация и условное обозначение полупроводниковых резисторов
Тип резисторов
Условное обозначение
Линейны
Варисторы
Варистор – это полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения и, обладающий нелинейной симметричной вольт – амперной хара
Терморезисторы
Терморезисторы – это полупроводниковые резисторы, в которых используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры.
Различают два типа тер
Тензорезисторы
Тензорезистор – это полупроводниковый резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления от механической деформации.
Назначение
Выпрямительные диоды.
Выпрямительным диодом называется полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный в силовых цепях, то есть в источниках питания. Выпрями
Стабилитроны
Стабилитроны -полупроводниковые диоды, напряжение на которых в области электрического пробоя слабо зависит от тока. Их используют для стабилизации напряжения.
Рабоч
Варикапы
Варикапом называется полупроводниковый диод, у которого в качестве основного параметра используется барьерная ёмкость, величина которой варьируется при изменении обратного напр
Импульсные диоды
Импульсные диоды применяются в маломощных схемах с импульсным характером подводимого напряжения. Отличительное требование к ним – малое время перехода из закрытого состояния в
Диоды Шоттки
Рис.1.17
Рис.1.18
Для уменьшения влияния диффузионной ёмкости (Сдиф
Туннельные диоды
Туннельные диоды — диоды, в основе которых использован туннельный эффект. Любой двухполюсник, имеющий на ВАХ участок отрицательного дифференциального сопротивления, може
Тема 5. Выпрямители
Структурная схема и параметры выпрямителей
Выпрямитель - это устройство, преобразующее переменный ток в постоянный.
Тема 6. Элементы Оптоэлектроники
Источники оптического излучения: принцип действия, основные параметры, характеристики
Источником оптического излучения называют устройство, преобразующее л
Характеристики полупроводниковых материалов
При рассмотрении процесса излучения света источником либо его поглощения фотодиодом свет рассматривается с квантовой точки зрения. Частицы света называются фотонами.
Сущест
Тема 7. Магнитоуправляемые элементы.
Магнитоуправляемые логические микросхемы, используются в устройствах самого разнообразного назначения. В настоящее время наиболее широкое распространение получили универсальные
Датчик Холла
Принцип действия датчиков основан на эффекте Холла. Основные преимущества этих датчиков заключается в отсутствии механических движущихся частей и высоком быстродействии (до 100 кГц). Благодаря этом
Магниторезисторы
Магниторезисторы - это электронные компоненты, действие которых основано на изменении электрического сопротивления полупроводника (или металла) при воздействии на него магнитно
Магнитотранзисторы
Из известных полупроводниковых преобразователей магнитного поля наиболее перспективными считаются магниточувствительные транзисторы - приборы, об падающие высокой чувствительностью и разрешающей сп
Устройство и принцип действия
Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор, состоящий из трех областей с чередующимися типами электропроводности и пригодный для усиления мощности.
Выпускаемые в настоящее время
Характеристики транзистора, включенного по схеме ОБ
Входной характеристикой является зависимость:
IЭ = f(UЭБ) при UКБ = const (рис. 4.4, а).
Выходной характеристикой является зависимость:
IК = f(UКБ) при IЭ = const (рис. 4
Основные параметры
Для анализа и расчета цепей с биполярными транзисторами используют так называемые h – параметры транзистора, включенного по схеме ОЭ.
Электрическое состояние транзистора, включенного по сх
Простейший усилительный каскад на биполярном транзисторе
Наибольшее применение находит схема включения транзистора по схеме с общим эмиттером (рис. 4.7)
Основными элементами схемы являются источник питания Ек, управляемый элемент – транзисторVT
Тема 9. Полевые транзисторы
Полевой транзистор – это электропреобразовательный прибор, в котором ток, протекающий через канал, управляется электрическим полем, возникающим при приложении напряжения между
Устройство и принцип действия
Полевой транзистор с управляющим р-n- переходом – это полевой транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала р-n-переходом, смещенным в обратном направлении.
Устройство и принцип действия
Полевой транзистор с изолированным затвором (МДП - транзистор) – это полевой транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика.
МДП - транзисторы (с
Статические характеристики МДП - транзисторов
Стоковые (выходное) характеристики полевого транзистора со встроенным каналом n- типа Ic = f(Uси) показаны на рис. 5.4, б.
При Uзи = 0 через прибор протекает ток, определяемый исходной про
Простейший усилительный каскад на полевых транзисторах
В настоящее время широко применяются усилители, выполненные на полевых транзисторах. На рис. 5.9 приведена схема усилителя, выполненного по схеме с ОИ и одним источником питания.
Тема 10. Составные транзисторы.
Составным транзистором называется соединение двух и более транзисторов, эквивалентное одному транзистору, но с большим коэффициентом усиления или другими отличительными свойств
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов