Содержание
- 1 Режим прямого запирания
- 2 Схема проверки динистора
- 3 Как проверить динистор DB3
- 4 Область применения динистора
- 5 Для схемы «Автоматическое включение габаритных огней в автомобиле»
- 6 Эквивалент инжекционно-полевого транзистора
- 7 Для схемы «Устройство защиты нитей ламп накаливания фар»
- 8 Применение
- 9 Проверка динистора с помощью осциллографа
- 10 Как работает динистор
- 11 Аналоги динистора в устройствах автоматики
- 12 Для схемы «ЕЩЕ ОБ ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ С ГАСЯЩИМ КОНДЕНСАТОРОМ»
- 13 Эквивалент тиристора
- 14 Проверка динистора с помощью осциллографа
- 15 Расчет
- 16 Характеристики тиристоров[ | ]
Режим прямого запирания
При прямом запирании напряжение на аноде положительно по отношению к катоду и обратно смещён только переход J2. Переходы J1 и J3 смещены в прямом направлении. Большая часть приложенного напряжения падает на переходе J2. Через переходы J1 и J3 в области, примыкающие к переходу J2, инжектируются неосновные носители, которые уменьшают сопротивление перехода J2, увеличивают ток через него и уменьшают падение напряжения на нём. При повышении прямого напряжения ток через тиристор сначала растёт медленно, что соответствует участку 0-1 на ВАХ.
Динисторы в бумажной упаковке.
В этом режиме тиристор можно считать запертым, так как сопротивление перехода J2 всё ещё очень велико. По мере увеличения напряжения на тиристоре снижается доля напряжения, падающего на J2, и быстрее возрастают напряжения на J1 и J3, что вызывает дальнейшее увеличение тока через тиристор и усиление инжекции неосновных носителей в область J2. При некотором значении напряжения (порядка десятков или сотен вольт), называется напряжением переключения VBF (точка 1 на ВАХ), процесс приобретает лавинообразный характер, тиристор переходит в состояние с высокой проводимостью (включается), и в нём устанавливается ток, определяемый напряжением источника и сопротивлением внешней цепи.
Схема проверки динистора
Для реальной проверки на работоспособность нужно собрать схему проверки динисторов. Она включает в себя совсем немного компонентов:
- блок питания с возможностью регулировки напряжения в пределах 30-40 В.
- резистор 10 кОм.
- светодиод.
- подопытный образец — симметричный динистор DB3.
Очень редко в радиолюбителей есть блоки питания с диапазоном регулировки до 40 В, для этих целей можно соединить последовательно два или даже три регулируемых блока питания.
Проверка динистора DB3 начинается со сборки схемы. Устанавливаем выходное напряжение порядка 30 В и постепенно подымаем его немного выше, до момента загорания светодиода. Если светодиод загорелся – динистор уже открыт. При уменьшении напряжения светодиод потухнет – динистор закрыт.
Как видим, светодиод начинает тускло загораться при подаче на схему напряжения 35,4 В. С учетом, что 2,4 В уходит на светодиод, напряжение пробоя у подопытного динистора DB3 составляет порядка 33 В. Из паспортных данных значение напряжение пробоя динистора DB3 может колебаться в пределах от 28 до 36 В.
Как видим, проверка динистора DB3 занимает всего лишь несколько минут. Если необходимо проверить несимметричный динистор, необходимо четко соблюдать полярность его включения в этой схеме.
корпус: DO-35; 0,1A 40V россыпь
Количество (шт.): | 1 шт. | 100 шт. | 500 шт. |
Цена (грн.): | 2 грн. | 0.78 3 грн. | 0.67 86 грн. |
Читать также: Как проверить напряжение в розетке индикаторной отверткой
Ток | 0.1 А |
Напряжение | 40 В |
Корпус | DO-35 |
Характеристики тиристоров и динисторов и область их применения
Группа четырехслойных полупроводниковых элементов включает такие элементы, как тиристоры и динисторы. В каждом из этих устройств имеются три последовательных электронно-дырочных перехода. Тиристор, цена которого незначительно варьируется в зависимости от характеристик, обладает двумя устойчивыми положениями равновесия: открытым (при наличии прямого направления) и закрытым – в обратном положении.
Для чего нужен тиристор?
Тиристор активно применяется для регулировки коммутации токов большого номинала. Это осуществляется при подаче на элемент управляющего сигнала. Данная характеристика делает устройство подобным транзистору.
Подключение тиристора в цепь переменного тока осуществляет следующие действия:
* включение и выключение электрической цепи при наличии активной и активно-реактивной нагрузки;
* за счет возможности регулировки момента подачи сигнала управления, тиристоры силовые используются для изменения среднего и действующего значения тока посредством нагрузки.
В отличие от слабых в плане характеристик транзисторов, мощный тиристор может коммутировать цепи, напряжение которых может достигать до 5кВ, с силой тока до 5кА, при этом частота может достигать до 1кГц.
Общие характеристики динисторов
Достаточно большая группа диодных тиристоров делится на два типа:
1. Диодный тиристор (динистор) является неуправляемым элементом и имеет только пару выходов – анод (которым является крайняя р-область), и, соответственно – катод (крайняя n-область). При подаче на анод напряжения «минус», а на катод – «плюс», в устройстве проходит обратный ток небольшой мощности. В радиоэлектронике динистор, фото которого легко найти в интернете, встречаются, например, на печатных платах энергосберегающих ламп, которые устанавливаются в цоколе обычной лампы.
2. Диодный тиристор также может иметь название тринистор, и отличаться от динистора своей конструкцией. В данном типе полупроводниковых элементов используется третий вывод, который расположен от одной из средних областей. Этот выход дает возможность открывать прибор в состоянии активной работы.
Как проверить динистор DB3
Единственное, что можно определить простым мультиметром – это короткое замыкание в динисторе, в этом случае он будет пропускать ток в обоих направлениях. Подобная проверка динистора схожа с проверкой диода мультиметром.
Для полной же проверки работоспособности динистора DB3 мы должны плавно подать напряжение, а затем посмотреть при каком его значении происходит пробой и появляется проводимость полупроводника.
Источник питания
Первое, что нам понадобится, это регулируемый источник питания постоянного напржения от 0 до 50 вольт. На рисунке выше показана простая схема подобного источника. Регулятор напряжения, обозначенный в схеме — это обычный диммер, используемый для регулировки комнатного освещения. Такой диммер, как правило, для плавного изменения напряжения имеет ручку или ползунок. Сетевой трансформатор 220В/24В. Диоды VD1, VD2 и конденсаторы С1, С2 образуют однополупериодный удвоитель напряжения и фильтр.
Этапы проверки
Шаг 1: Установите нулевое напряжение на выводах Х1 и Х3. Подключите вольтметр постоянного тока к Х2 и Х3. Медленно увеличивайте напряжение. При достижении напряжения на исправном динисторе около 30 (по datasheet от 28В до 36В), на R1 резко поднимется напряжение примерно до 10-15 вольт. Это связано с тем, что динистор проявляет отрицательное сопротивление в момент пробоя.
Шаг 2: Медленно поворачивая ручку диммера в сторону уменьшения напряжения источника питания, и на уровне примерно от 15 до 25 вольт напряжение на резисторе R1 должно резко упасть до нуля.
Шаг 3: Необходимо повторить шаги 1 и 2, но уже подключив динистор на оборот.
Область применения динистора
- Динистор может использоваться для формирования импульса предназначенного для отпирания тиристора, благодаря своей несложной конструкции и невысокой стоимости динистор считается идеальным элементом для применения в схеме тиристорного регулятора мощности или импульсного генератора
- Еще одно распространенное применение динистора – это использование в конструкции высокочастотных преобразователей для работы с электрической сетью 220В для питания ламп накаливания, и люминесцентных ламп в компактном исполнении (КЛЛ) в виде компонента, входящего в устройство «электронного трансформатора» Это так называемый DB3 или симметричный динистор. Для этого динистора характерен разброс пробивного напряжения. Устройство используется для обычного и поверхностного монтажа.
Реверсивно-включаемые мощные динисторы
Широкое распространение получила разновидность динисторов, обладающих реверсивно-импульсными свойствами. Эти приборы позволяют выполнить микросекундную коммутацию в сотни и даже в миллионы ампер.
Реверсивно-импульсные динисторы (РВД) используются в конструкции твердотельного ключа для питания силовых установок, РВД и работают в микросекундном и субмиллисекундном диапазонах. Они коммутируют импульсный ток до 500 кА в схемах генераторов униполярных импульсов в частотном режиме многократного действия.
Рис. №3. Маркировка РВД используемого в моноимпульсном режиме.
Внешний вид ключей собранных на основе РВД
Рис. №4. Конструкция бескорпусного РВД.
Рси.№5. Конструкция РВД в метало-керамическом таблеточном герметичном корпусе.
Число РВД зависит от величины напряжения для рабочего режима коммутатора, если коммутатор рассчитан на напряжение 25 kVdc, то их число – 15 штук. Конструкция коммутатора на основе РВД схожа с конструкцией высоковольтной сборки с последовательно соединенными тиристорами с таблеточным устройством и с охладителем. И прибор, и охладитель выбираются с учетом рабочего режима, который задается пользователем.
Структура кристалла силового РВД
Включение прибора происходит после изменения на короткое время полярности внешнего напряжения и прохождения через транзисторные секции короткого импульсного тока. Происходит инжектирование электронно-дырочной плазмы в n-базу, по плоскости всего коллектора создается тонкий плазменный слой. Насыщающийся реактор L служит для разделения силовой и управляющей части цепи, через доли микросекунды происходит насыщение реактора и к прибору приходит напряжение первичной полярности. Внешнее поле вытягивает дырки из слоя плазмы в p-базу, что приводит к инжекции электронов, происходит независимое от величины площади переключение прибора по всей его поверхности. Именно благодаря этому имеется возможность производить коммутацию больших токов с высокой скоростью нарастания.
Рис. №6. Полупроводниковая структура РВД.
Рис. №7. Типичная осциллограмма коммутации.
Перспектива использования РВД
Современные варианты динисторов изготовленных в доступном в настоящее время диаметре кремния позволяют коммутировать ток величиной до 1 млА. Для элементов в основу, которых положен карбид кремния характерна: высокая насыщенность скорости электронов, напряженность поля лавинного пробоя с высоким значением, утроенное значение теплопроводности.
Их рабочая температура намного выше из-за широкой зоны, вдвое превышающая радиационная стойкость – вот все основные преимущества кремниевых динистров. Эти параметры дают возможность повысить качество характеристик всех силовых электронных устройств, изготовленных на их основе.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Для схемы «Автоматическое включение габаритных огней в автомобиле»
Согласно Правилам дорожного движения, с наступлением сумерек шофер должен включать габаритные огни автомобиля. Вроде бы, просто, но к чему отвлекаться во час движения, если эту работу можно поручить автоматике. Предлагаемая схема отслеживает уровень освещенности и при достижении заданного порога включает «габариты».Датчиками освещенности служат фоторезисторы RF1 и RF2 (два, соединенные параллельно для улучшения чувствительности), включенные в базу транзисторного ключа VT1. Чувствительность узла регулируется переменным резистором R5. При увеличении его сопротивления чувствительность уменьшается. Когда внешняя освещенность достаточна (на улице светло), сопротивление фоторезистора мало (несколько килоом), и транзистор VT1 закрыт, микросхема DD1 обесточена.При наступлении темноты сопротивление RF1 увеличивается, и в определенный момент транзистор VT1 открывается. На микросхему DD1 поступает питание, запускается генератор импульсов на элементе DD1.1 (DD1.2 — буфер), управляющий транзисторным ключом VT2. зу на кт707 схема Ключ коммутирует лампы «габаритов» (на схеме показана одна — HL1)
За счет изменения скважности импульсов генератора регулируется яркость свечения ламп. Скважность импульсов устанавливается переменным резистором R1 (желательно применить СПОИ) и изменяется так, что подводимая к нагрузке мощность варьируется в пределах от 5 до 95%.В устройстве применена микросхема К1564ТЛ2, каждый компонент которой представляет собой инвертор с триггером Шмитта на входе
Микросхема содержит четыре однотипных элемента. Передаточная характеристика триггера Шмитта имеет два отличающихся порога (срабатывания и отпускания), т.е. обладает гистерезисом. Напряжение гистерезиса Ur для данной микросхемы пропорционально напряжению питания. Так, при Un=12 В, Ur=2,4 В. Колебания напряжений, входящие в тот самый предел, триггер Шмитта игнорирует… Смотреть описание схемы …
Эквивалент инжекционно-полевого транзистора
Инжекционно-полевой транзистор представляет собой полупроводниковый прибор с S-образной ВАХ. Подобные приборы широко используют в импульсной технике — в релаксационных генераторах импульсов, преобразователях напряжение-частота, ждущих и управляемых генераторах и т.д.
Такой транзистор может быть составлен объединением полевого и обычного биполярного транзисторов (рис. 5, 6). На основе дискретных элементов может быть смоделирована не только полупроводниковая структура.
Рис. 5. Аналог инжекционно-полевого транзистора п-структуры.
Рис. 6. Аналог инжекционно-полевого транзистора р-структуры.
Для схемы «Устройство защиты нитей ламп накаливания фар»
Известно, что чаще всего лампы накаливания перегорают в момент включения. Это обусловлено тем, что холодная нить накаливания имеет низкое сопротивление, примерно в 10 раз меньше, чем у нити нагретой лампы. Следовательно, в момент включения ток по нити накаливания соответственно в 10 раз больше, чем в стационарном режиме. Разогрев нити лампы фары с номинальным током 5 А происходит за 0,03 с. Так как диаметр нити накаливания неодинаковый по длине, то более тонкие места нагреваются быстрее. А поскольку температура проводника обратно пропорциональна четвертой степени диаметра, то ясно, насколько сильный перегрев возникает в тонких местах. Это и является причиной перегорания нити. Что делать? Во-первых, надо осуществлять нить накаливания с высокой точностью по диаметру. Это дело производителей ламп, но они совсем не заинтересованы в «вечной лампе». Тогда надобно включать лампу, ограничивая пусковой ток. регулятор мощности на симисторе тс122-25 Предлагается в наибольшей степени простая, а значит, надежная и дешевая схема (рис.1), на которой FU — штатный плавкий предохранитель; SA — выключатель; К1 — реле с нормально разомкнутым контактом К 1.1; R1 — резистор, он же инерционный плавкий предохранитель; HL1 — лампа накаливания. Схема работает следующим образом. После замыкания SA напряжение в точке «а» нарастает по мере разогревания лампы HL1. Так как сопротивление R1 примерно в 2…3 раза больше, чем сопротивление холодной нити, то пусковой ток также примерно в 2…3 раза меньше. Когда напряжение в точке «а» достигает напряжения срабатывания реле К1, контакт К1.1 замыкается, и лампа подключается к источнику тока полностью. Резистор R1 подбирают так, чтобы в случае несрабатывания реле или короткого замыкания в цепи лампы он перегорал. Время нагрева проводника резистора R1 до перегорания выбрано в 10 раз больше, чем пора разогрева лампы, т.е. 0,3 с…. Смотреть описание схемы …
Применение
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.
Если что-то непонятно, обязательно спросите! Задать вопрос. Обсуждение статьи.
Как не спутать плюс и минус? Защита от переполярности. Описание. Схема защиты от неправильной полярности подключения (переполюсовки) зарядных уст.
Зарядное устройство. Импульсный автомобильный зарядник. Зарядка аккуму. Схема импульсного зарядного устройства. Расчет на разные напряжения и токи.
Резонансный инвертор, преобразователь напряжения повышающий. Принцип р. Сборка и наладка повышающего преобразователя напряжения. Описание принципа работ.
Проверка динистора с помощью осциллографа
Если есть осциллограф, то мы можем собрать на тестируемом динисторе DB3 релаксационный генератор.
В данной схеме конденсатор заряжается через резистор сопротивлением 100k. Когда напряжение заряда достигает напряжение пробоя динистора, конденсатор резко разряжается через него, пока напряжение не уменьшится ниже тока удержания, при котором динистор закрывается. В этот момент (при напряжении около 15 вольт) конденсатор опять начнет заряжаться, и процесс повторится.
Период (частота) с начала заряда конденсатора и до пробоя динистора зависит от емкости самого конденсатора и сопротивления резистора. При постоянном сопротивлении резистора в 100 кОм и напряжении питания 70 вольт емкость будет следующая:
- C = 0,015мкф — 0,275 мс.
- С = 0,1мкф — 3 мс.
- C = 0,22 мкф — 6 мс.
- С = 0,33 мкф — 8,4 мс.
- С = 0,56 мкф — 15 мс.
Скачать datasheet на DB3 (242,6 Kb, скачано: 7 491)
Динисторы – это разновидность полупроводниковых приборов, точнее – неуправляемых тиристоров. В своей структуре он содержит три p — n перехода и имеет четырёхслойную структуру.
Его можно сравнить с механическим ключом, то есть, прибор может переключаться между двумя состояниями – открытое и закрытое. В первом случае электрическое сопротивление стремится к очень низким величинам, во втором же, наоборот – может достигать десятков и сотен Мом. Переход между состояниями происходит скачкообразно.
Как работает динистор
Динисторы, это подкласс двухвыводных тиристоров (без управляющего вывода). Динисторы можно разделить по типу вольтамперной характеристики на симметричные и несимметричные. Динистор с несимметричной ВАХ имеет катод и анод, работает только при положительном смещении. При обратном смещении прибор может выйти из строя. Когда напряжение на выводах динистора достигает значения напряжения переключения Uпер, динистор триггерно переходит из закрытого в открытое состояние, и начинает проводить ток от минимального значения тока удержания Iуд, до максимально допустимого значения. При уменьшении значения тока ниже тока удержания динистор переходит в закрытое состояние.
Динистор – это двунаправленный триггерный неуправляемый диод, аналогичный по устройству тиристору небольшой мощности. В его конструкции отсутствует управляющий электрод. Он обладает низкой величиной напряжения лавинного пробоя, до 30 В.
Принципиально это два однополярных динистора включенных встречно параллельно. У симметричных динисторов нельзя выразить катод и анод, поскольку принципиально оба вывода равнозначны. Виды популярных моделей динисторов приведены в таблице.
Таблица видов динисторов.
ВАХ симметричного динистора отражает две рабочие области, симметричные относительно нуля. Такой динистор можно использовать в цепях переменного напряжения. На ВАХ имеются обозначения величин со знаком минус, это подчёркивает значение величин при токе противоположного направления. Uпер и -Uпер – напряжения переключения динистора; Iпер, -Iпер, Iуд и -Iуд – токи переключения и удержания соответственно.
Разновидность динистора.
Аналоги динистора в устройствах автоматики
Диодные тиристоры — динисторы находят широкое применение в различных устройствах автоматики. Однако такое использование динисторов имеет ряд недостатков, главный из которых заключается в следующем.
Напряжение включения самого низковольтного отечественного динистора КН102А составляет 20 В, а падение напряжения на нем в открытом состоянии — менее 2 В. Таким образом, к управляющему переходу тиристора после включения динистора прикладывается напряжение около 18 В. В то же время максимально допустимое напряжение на этом переходе для распространенных тиристоров серии К У 201, К У 202 равно всего лишь 10 В. А если еще учесть, что напряжение включения динисторов даже одного типа имеет разброс, достигающий 200%, то станет ясно, что управляющий переход тиристора испытывает чрезмерно большие перегрузки. Это и ограничивает применение динисторов для управления триодными тиристорами.
В подобных случаях можно использовать двухполюсники — аналоги динисторов, отличающиеся тем, что их напряжения включения могут быть гораздо меньше напряжения включения самого низковольтного динистора.
Схема одного из аналогов — транзисторного динистора показана на рис. 1. Он состоит из транзисторов разной структуры, включенных так, что ток базы одного из них является током коллектора другого и наоборот. Дру гими словами, это устройство, охваченное глубокой положительной обратной связью.
Для схемы «ЕЩЕ ОБ ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ С ГАСЯЩИМ КОНДЕНСАТОРОМ»
ЭлектропитаниеЕЩЕ ОБ ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ С ГАСЯЩИМ КОНДЕНСАТОРОМ Использование конденсаторов для понижения напряжения, подаваемого на нагрузку от осветительной сети, имеет давнюю историю. В 50-е годы радиолюбители просторно применяли в бестрансформаторных источниках питания радиоприемников конденсаторы, которые включали последовательно в цепь нитей накала радиоламп. Это позволяло устранить гасящий резистор, являющийся источником нагрева всей конструкции. В последнее час заметен возврат интереса к источникам питания с гасящим конденсатором; в недавних публикациях подробно рассмотрены варианты таких конструкций и их расчет. Присущий всем без исключения подобным устройствам недостаток — повышенная опасность из-за гальванической связи выхода с электрической сетью — ясно осознается, но допускается в расчете на грамотность и аккуратность пользователя. Однако эти сдерживающие факторы недостаточны, чтобы уберечь от беды, отчего бестрансформаторные устройства могут иметь лишь весьма ограниченное применение.Автор попробовал подойти к вопросу с несколько иных позиций. Зададимся вопросом: станет ли радиолюбитель рисковать, строя источник по одной из упомянутых схем, если имеется вероятность использовать готовый, тем более малогабаритный трансформатор? Вряд ли. Схема умножителя добротности р.п на транзисторе На такое решение он пойдет, скорее всего, не имея такого изделия и пасуя перед самостоятельным изготовлением. Понять это нетрудно: ведь для намотки 5…6 тысяч витков сверхтонкого (0,05 мм) провода не обойтись без намоточного станка со счетчиком и соответствующих навыков. Здесь может представлять интерес компромиссный вариант источника, обеспечивающий электробезопасность, с гасящим конденсатором и простым, доступным начинающему радиолюбителю трансформатором. Таким трансформатор получится, если напряжение на его первичной обмотке ограничить значением приблизительно 30 В. Для этого довольно 600…650 витков сравнительно толстого, удобного при намотке провода; ради упрощения,можно для обеих обмоток использовать один и тот же провод. Излишек напряжения тут примет на себя конденсат… Смотреть описание схемы …
Эквивалент тиристора
Тиристоры, динисторы и им подобные элементы способны при весьма незначительных внутренних потерях управлять большими мощностями, подводимыми к нагрузке.
Тиристоры — приборы, обладающие двумя устойчивыми состояниями: состоянием низкой проводимости (проводимость отсутствует, прибор заперт) и состоянием высокой проводимости (проводимость близка к нулю, прибор открыт). Представители класса тиристоров :
- диодные тиристоры (динисторы, диаки), имеющие два вывода (анод и катод), управляемые путем подачи на электроды напряжения с высокой скоростью его нарастания или повышения приложенного напряжения до величины, близкой к критической;
- триодные тиристоры (тринисторы, триаки), трехэлектродные элементы, управляющий электрод которых служит для перевода тиристора из закрытого состояния в открытое;
- тетродные тиристоры, имеющие два управляющих электрода;
- симметричные тиристоры — симисторы, имеющие пятислой-ную структуру. Иногда этот полупроводниковый прибор называют семистором.
Диодные тиристоры (динисторы), ассортимент которых не столь велик, различаются, главным образом, максимально допустимым постоянным прямым напряжением в закрытом состоянии.
Так, для динисторов типов КН102А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, И (2Н102А — И) значения этих напряжений составляют, соответственно, 5, 7, 10, 14, 20, 30, 40, 50 В при обратном токе не более 0,5 мА. Максимально допустимый постоянный ток в открытом состоянии для этих полупроводниковых приборов равен 0,2 А при остаточном напряжении в открытом состоянии 1,5 В.
На рис. 1 приведена эквивалентная схема низковольтного динистора. Если принять R1=R3=100 Ом, можно получить динистор с управляемым (с помощью резистора R2) напряжением переключения от 1 до 25 В [Войцеховский Я., Р 11/73-40, Р 12/76-29]. При отсутствии этого резистора и при условии R1=R3=5,1 кОм напряжение переключения составит 9 Б, а при R1=R3=3 кОм —12 В.
Аналог тиристора р-п-р-п-структуры, описанный в книге Я. Войцеховского, показан на рис. 2. Буквой А обозначен анод; К — катод; УЭ — управляющий электрод. В схемах (рис. 1, 2) могут быть использованы транзисторы типов КТ315 и КТ361.
Необходимо лишь, чтобы подводимое к полупроводниковому прибору или его аналогу напряжение не превышало предельных паспортных значений. В таблице (рис. 2) показано, какими величинами R1 и R2 следует руководствоваться при создании аналога тиристора на основе германиевых или кремниевых транзисторов.
Рис. 2. Аналог тиристора.
В разрывы электрической цепи, показанные на схеме (рис. 2) крестиками, можно включить диоды, позволяющие влиять на вид вольт-амперной характеристики аналога. В отличие от обычного тиристора, его аналогом (рис. 2) можно управлять, используя дополнительный вывод — управляющий электрод УЭдоп, подключенный к базе транзистора VT2 (верхний рисунок) или VT1 (нижний рисунок).
Обычно тиристор включают кратковременной подачей напряжения на управляющий электрод УЭ. При подаче напряжения на электрод УЭдоп тиристор, напротив, можно перевести из включенного состояния в выключенное.
Проверка динистора с помощью осциллографа
Если есть осциллограф, то мы можем собрать на тестируемом динисторе DB3 релаксационный генератор.
В данной схеме конденсатор заряжается через резистор сопротивлением 100k. Когда напряжение заряда достигает напряжения пробоя динистора, конденсатор резко разряжается через него, пока напряжение не уменьшится ниже тока удержания, при котором динистор закрывается. В этот момент (при напряжении около 15 вольт) конденсатор опять начнет заряжаться, и процесс повторится.
Период (частота) с начала заряда конденсатора и до пробоя динистора зависит от емкости самого конденсатора и сопротивления резистора. При постоянном сопротивлении резистора в 100 кОм и напряжении питания 70 вольт емкость будет следующая:
- C = 0,015мкф — 0,275 мс.
- С = 0,1мкф — 3 мс.
- C = 0,22 мкф — 6 мс.
- С = 0,33 мкф — 8,4 мс.
- С = 0,56 мкф — 15 мс.
Скачать datasheet на DB3 (242,6 Kb, скачано: 8 339)
Динистор DB3 является двунаправленным диодом (триггер-диод), который специально создан для управления симистором или тиристором. В основном своем состоянии динистор DB3 не проводит через себя ток (не считая незначительный ток утечки) до тех пор, пока к нему не будет приложено напряжение пробоя.
В этот момент динистор переходит в режим лавинного пробоя и у него проявляется свойство отрицательного сопротивления. В результате этого на динисторе DB3 происходит падение напряжения в районе 5 вольт, и он начинает пропускать через себя ток, достаточный для открытия симистора или тиристора.
Диаграмма вольт-амперной характеристики динистора DB3 изображена ниже:
Расчет
Конечно, приведенные формулы дают приблизительный результат, так как параметры транзисторов имеют конструктивный разброс и зависят от температуры. Но эти расчеты позволяют получить начальную точку, с которой осуществляется тонкий подбор.
[Ток отпирания, мА
] = [Напряжение насыщения база — эмиттер транзистора, В ] / [Сопротивление R2, кОм ] — [Ток управляющего электрода, мА ]
Для аналога динистора ток управляющего электрода принимаем равным нулю.
[Отпирающее напряжение, В
] = ([Ток отпирания, мА ] + [Ток управляющего электрода, мА ]) * [Сопротивление R2, кОм ] + [Ток отпирания, мА ] * ([Сопротивление R1, кОм ] + [Сопротивление R3, кОм ])
[Ток удержания, мА
] = 2 * [Напряжение насыщения база — эмиттер транзистора, В ] / [Сопротивление R2, кОм ] — [Ток управляющего электрода, мА ]
[Напряжение запирания, В
] = [Напряжение насыщения база — эмиттер транзистора, В ] + [Напряжение насыщения коллектор — эмиттер транзистора, В ]
Характеристики тиристоров[ | ]
Современные тиристоры изготовляют на токи от 1 мА до 10 кА; на напряжения от нескольких В до нескольких кВ; скорость нарастания в них прямого тока достигает 109 А/с, напряжения — 109 В/с, время включения составляет величины от нескольких десятых долей до нескольких десятков мкс, время выключения — от нескольких единиц до нескольких сотен мкс; КПД достигает 99 %. К распространённым отечественным тиристорам можно отнести приборы КУ202 (25-400 В, ток 10 А), к импортным — MCR100 (100-600 В, 0,8 А), 2N5064 (200 В, 0,5 A), C106D (400 В, 4 А), TYN612 (600 В, 12 А), BT151 (800 В, 7,5-12 А) и другие. Также следует помнить, что не все тиристоры допускают приложение обратного напряжения, сравнимого с допустимым прямым напряжением.