Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Исследование тиристоров и управляемыхСодержание книги
Поиск на нашем сайте
ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ ЦЕЛЬ РАБОТЫ Экспериментальное исследование принципа работы и характеристик тиристоров и управляемых выпрямителей.
ЗАДАНИЕ 2.1. Снять и построить вольтамперную характеристику тиристора. 2.2. Исследовать работу управляемого выпрямителя.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Тиристоры
Тиристораминазывают полупроводниковые приборы с тремя и более p-n- переходами, которые могут переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот. В закрытом состоянии сопротивление тиристора составляет десятки миллионов омов, и он практически не пропускает ток при напряжениях до десятков вольт. В открытом состоянии сопротивление тиристора незначительно. Переход тиристора из одного состояние в другое происходит за очень короткое время, практически скачком. Тиристоры выпускают двух видов: диодные (динисторы) и триодные (тринисторы). Динисторы имеют два внешних электрода – анод и катод и постоянное напряжение включения. Тринисторы кроме анода и катода имеют третий электрод, называемый управляющим. Наличие управляющего электрода позволяет, не меняя анодного напряжения, изменять напряжение включения. Структурные обозначения тринисторов и их условные обозначения с управлением по катоду показаны на рис. 7.1, а, б, а с управлением по аноду – на рис. 7.1, в, г. При полярности внешнего источника, показанной на рис. 7.1, а переходы ЭП1 и ЭП2 смещены в прямом направлении и поэтому имеют незначительныесопротивления. Переходы ЭП1 и ЭП2 называют эмиттерными. Переход КП включен в обратном направлении и поэтому имеет большое сопротивление. Переход КП называют коллекторным. Типовая вольтамперная характеристика динистора приведена на рис. 7.2. Рис. 7.1 Рис. 7.2
Из графика видно, что на участке I кривой через динистор протекает небольшой ток. Работа динистора в пределах этого участка соответствует его закрытому состоянию. Переход динистора из закрытого состояния в открытое происходит благодаря лавинному размножению носителей электрических зарядов (дырок и электронов). Сущность лавинного размножения сводится к следующим физическим процессам, происходящих с ростом прямого напряжения. Из эмиттерной области р 1 (см. рис. 7.1) дырки, преодолевая потенциальный барьер эмиттерного перехода ЭП1, инжектируются в базовую область n 1. Дырки, прошедшие базу и коллекторный переход КП, входят в базовую область р 2. Потенциальный барьер эмиттерного перехода ЭП2задерживает некоторую часть дырок в базовой области р 2, тем самым образуя в ней нескомпенсированный положительный заряд, снижающий высоту потенциального барьера перехода ЭП2. Снижение потенциального барьера способствует увеличению инжекции электронов из эмиттерной области n 2 в базовую область р 2. Инжектируемые электроны, проходя коллекторный переход, поступают в базовую область n 1. В базовой области n 1, как и в базовой области р 2, создается избыточный заряд электронов, что приводит к еще большей инжекции дырок из эмиттерной области р 2. Таким образом, в динисторе при некотором прямом напряжении, называемом напряжением включения динистора U вкл, наблюдается лавинный рост тока с одновременным уменьшением падения напряжения на тиристоре в результате встречных инжекций эмиттеров. Лавинный рост тока до нужного значения ограничивается: падением напряжения на резисторе R, включаемом в анодную цепь тиристора. Лавинному росту тока динистора соответствуют два участка кривой вольтамперной характеристики тиристора — участок IIи участок III (см рис. 7.2). Участок II с одной стороны ограничен напряжением включения U вкл, а с другой – током выключения I выкл динистора. Данный участок является ниспадающим, поэтому обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением. Он является также переходным участком между участками I и III. Участок IIIсоответствует открытому состоянию динистора, ему соответствуют большие токи и малое падение напряжения, называемое остаточным U ост. На участках IIи III все переходы находятся в открытом состоянии, что обусловливает малое внутреннее сопротивление динистора. Переход КП в открытое состояние обусловлен наличием больших зарядов в базовых областях, созданных лавинным процессом и поддерживаемых в процессе работы динистора его током. При уменьшении тока динистора до I выкл ти- ристор переходит в закрытое состояние. Таким образом, динистор может находиться в закрытом и открытом состояниях. Если полярность внешнего источника сменить на противоположную, то переходы ЭП1 и ЭП2окажутся смещенными в обратном направлении, а переход КП –впрямом. При этом вольтамперная характеристика динистора принимает вид обратной ветви кривой вольтамперной характеристики обычного полупроводникового диода. Динисторы применяются в основном в схемах с ключевым режимом работы. Наличие на кривой вольтамперной характеристики ниспадающего участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением расширяет практическое использование динисторов. Существенным недостатком динистора является невозможность управлять напряжением включения без изменения внешнего напряжения. Этот недостаток устранен в управляемом тиристоре (тринисторе), в котором один из эмиттеров сделан управляющим. Возможность управлять напряжением переключения в тринисторе осуществляется с помощью подачи напряжения на третий,управляющий, электрод. Управляющий электрод может быть подключен к любой из баз тринистора. Использование той или иной базы приводит лишь к изменению полярности источника управляющего напряжения. Полярность управляющего напряжения должна быть такой, чтобы облегчалось включение тринистора. С ростом управляющего тока уменьшается потенциальный барьер, что приводит к увеличению числа инжектированных зарядов, а следовательно, к росту тока и снижению напряжения переключения. При некотором управляющем токе Iупр, называемом током сопрямления, вольтамперная характеристика тринистора аналогична прямой ветви кривой вольтамперной характеристики обычного диода. При отсутствии управляющего тока тринистор превращается в динистор. Управляющий ток переводит тринистор только из закрытого состояния в открытое. Для включения достаточно ввести в цепь эмиттера кратковременный импульс тока, причем значительно меньший, чем ток в нагрузке тиристора. После перехода тиристора в открытое состояние управляющий электрод теряет свои управляющие свойства. Тиристоры характеризуются следующими параметрами: 1. Напряжение включения Uвкл – прямое напряжение, при котором тиристор переходит из закрытого в открытое состояние. Напряжение включения в зависимости от типа тиристора может колебаться от единиц до нескольких тысяч вольт. 2. Ток включения I вкл –прямой ток, при котором тиристор переходит в открытое состояние. 3. Ток управления I упр –наименьший ток в цепи управляющего электрода, обеспечивающий переход тринистора из закрытого состояния в открытое при данном напряжении на его аноде. Ток управления обусловливается управляющим напряжением U упр между управляющим электродом и эмиттером. Он значительно меньше тока, протекающего через тринистор. 4. Ток выключения I выкл – ток, ниже которого тиристор переходит из открытого в закрытое состояние. В тринисторе I выкл уменьшается с ростом током управления. 5. Остаточное напряжение U ост – напряжение, соответствующее открытому состоянию тиристора, оно не превышает 1…2 В. 6. Время включения t вкл – время, в течение которого ток через тиристор возрастает до 0,9 его установившегося значения, с момента подачи управляющего напряжения. Время включения не превышает 1 мкс. 7. Время выключения t выкл – время, в течение которого тиристор успевает перейти из открытого в закрытое состояние. Оно необходимо для освобождения базовых областей от неравновесных носителей и не превышает 10…20 мкс.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; просмотров: 199; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.58.105.80 (0.01 с.) |