Динистор что это такое: Динистор — это… Что такое Динистор?

Содержание

Динистор — это… Что такое Динистор?

Обозначение на схемах

Тири́стор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с четырёхслойной структурой р-n-p-n-типа, обладающий в прямом направлении двумя устойчивыми состояниями — состоянием низкой проводимости (тиристор заперт) и состоянием высокой проводимости (тиристор открыт). В обратном направлении тиристор обладает только запирающими свойствами. Т.е тиристор — это управляемый диод. Тиристоры подразделяются на тринисторы, динисторы и симисторы. Перевод тиристора из закрытого состояния в открытое в электрической цепи осуществляется внешним воздействием на прибор: либо воздействие напряжением (током), либо светом (фототиристор). Тиристор имеет нелинейную разрывную вольтамперную характеристику (ВАХ).

Устройство тиристора

Рис. 1. Схемы тиристора: a) Основная четырёхслойная p-n-p-n структура b) Диодный тиристор с) Триодный тиристор.

Основная схема тиристорной структуры представлена на рис.

1. Она представляет собой четырёхполюсный p-n-p-n прибор, содержащий три последовательно соединённых p-n перехода J1, J2, J3. Контакт к внешнему p-слою называется анодом, к внешнему n-слою — катодом. В общем случае p-n-p-n прибор может иметь два управляющих электрода (базы), присоединённых к внутренним слоям. Прибор без управляющих электродов называется диодным тиристором (или динистором). Прибор с одним управляющим электродом называют триодным тиристором или тринистором (или просто тиристором).

Вольт-амперная характеристика тиристора

Рис. 2. Вольтамперная характеристика тиристора

ВАХ тиристора (с управляющими электродами или без них) приведена на рис 2. Она имеет несколько участков:

  • Между точками 0 и 1 находится участок, соответствующий высокому сопротивлению прибора — прямое запирание.
  • В точке 1 происходит включение тиристора.
  • Между точками 1 и 2 находится участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.
  • Участок между точками 2 и 3 соответствует открытому состоянию (прямой проводимости).
  • В точке 2 через прибор протекает минимальный удерживающий ток Ih.
  • Участок между 0 и 4 описывает режим обратного запирания прибора.
  • Участок между 4 и 5 — режим обратного пробоя.

По типу нелинейности ВАХ тиристор относят к S-приборам.

Режимы работы тиристора

Режим обратного запирания

Рис. 3. Режим обратного запирания тиристора

Два основных фактора ограничивают режим обратного пробоя и прямого пробоя:

  1. Лавинный пробой.
  2. Прокол обеднённой области.

В режиме обратного запирания к аноду прибора приложено напряжение, отрицательное по отношению к катоду; переходы J1 и J3 смещены в обратном направлении, а переход J2 смещён в прямом (см. рис. 3). В этом случае большая часть приложенного напряжения падает на одном из переходов J1 или J3 (в зависимости от степени легирования различных областей).

Пусть это будет переход J1. В зависимости от толщины Wn1 слоя n1 пробой вызывается лавинным умножением (толщина обеднённой области при пробое меньше Wn1) либо проколом (обеднённый слой распространяется на всю область n1, и происходит смыкание переходов J1 и J2).

Режим прямого запирания

Рис. 4. Двухтранзисторная модель триодного тиристора, соединение транзисторов и соотношение токов в p-n-p транзисторе.

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.

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.

Двухтранзисторная модель

Для объяснения характеристик прибора в режиме прямого запирания используем двухтранзисторную модель. Тиристор можно рассматривать как соединение p-n-p транзистора с n-p-n транзистором, причём коллектор каждого из них соединён с базой другого, как показано на рис.

4 для триодного тиристора. Центральный переход действует как коллектор дырок, инжектируемых переходом J1, и электронов, инжектируемых переходом J3. Взаимосвязь между токами эмиттера IE, коллектора IC и базы IB и статическим коэффициентом усиления по току α1 p-n-p транзистора также приведена на рис. 4, где IСо— обратный ток насыщения перехода коллектор-база.

Аналогичные соотношения можно получить для n-p-n транзистора при изменении направления токов на противоположное. Из рис. 4 следует, что коллекторный ток n-p-n транзистора является одновременно базовым током p-n-p транзистора. Аналогично коллекторный ток p-n-p транзистора и управляющий ток

Ig втекают в базу n-p-n транзистора. В результате, когда общий коэффициент усиления в замкнутой петле превысит 1, оказывается возможным регенеративный процесс.

Ток базы p-n-p транзистора равен IB1 = (1 — α1)IA — ICo1. Этот ток также протекает через коллектор n-p-n транзистора. Ток коллектора n-p-n транзистора с коэффициентом усиления α2 равен IC2 = α2IK

+ ICo2.

Приравняв IB1 и IC2, получим (1 — α1)IA — ICo1 = α2IK + ICo2. Так как IK = IA + Ig, то

Рис. 5. Энергетическая зонная диаграмма в режиме прямого смещения: состояние рановесия, режим прямого запирания и режим прямой проводимости.

Это уравнение описывает статическую характеристику прибора в диапазоне напряжений вплоть до пробоя. После пробоя прибор работает как p-i-n-диод. Отметим, что все слагаемые в числителе правой части уравнения малы, следовательно, пока член α

1 + α2 < 1, ток IA мал. (Коэффициенты α1 и α2 сами зависят от IA и обычно растут с увеличением тока) Если α1 + α2 = 1, то знаменатель дроби обращается в нуль и происходит прямой пробой (или включение тиристора). Следует отметить, что если полярность напряжения между анодом и катодом сменить на обратную, то переходы J1 и J3 будут смещены в обратном направлении, а J2 — в прямом. При таких условиях пробой не происходит, так как в качестве эмиттера работает только центральный переход и регенеративный процесс становится невозможным.

Ширина обеднённых слоёв и энергетические зонные диаграммы в равновесии, в режимах прямого запирания и прямой проводимости показаны на рис. 5. В равновесии обеднённая область каждого перехода и контактный потенциал определяются профилем распределения примесей. Когда к аноду приложено положительное напряжение, переход J2 стремится сместиться в обратном направлении, а переходы J1 и J3 — в прямом. Падение напряжения между анодом и катодом равно алгебраической сумме падений напряжения на переходах:

VAK = V1 + V2 + V3. По мере повышения напряжения возрастает ток через прибор и, следовательно, увеличиваются α1 и α2. Благодаря регенеративному характеру этих процессов прибор в конце концов перейдёт в открытое состояние. После включения тиристора протекающий через него ток должен быть ограничен внешним сопротивлением нагрузки, в противном случае при достаточно высоком напряжении тиристор выйдет из строя. Во включенном состоянии переход J2 смещён в прямом направлении (рис. 5, в), и падение напряжения
VAK
= (V1 — |V2| + V3) приблизительно равно сумме напряжения на одном прямосмещенном переходе и напряжения на насыщенном, транзисторе.

Режим прямой проводимости

Когда тиристор находится во включенном состоянии, все три перехода смещены в прямом направлении. Дырки инжектируются из области p1, а электроны — из области n2, и структура n1-p2-n2 ведёт себя аналогично насыщенному транзистору с удалённым диодным контактом к области n1. Следовательно, прибор в целом аналогичен p-i-n (p

+-i-n+)-диоду…

Отличие динистора от тринистора

Принципиальных различий между динистором и тринистором нет, однако если включение динистора происходит при повышении напряжения между анодом и катодом, то в тринисторе для этого используют подачу импульса тока определённой длительности и величины на управляющий электрод при положительной разности потенциалов между анодом и катодом. Тринисторы являются наиболее распространёнными приборами из «тиристорного» семейства.

Выключение тиристоров производят либо снижением тока через тиристор до значения Ih, либо изменением полярности напряжения между катодом и анодом. В настоящее время разработан целый класс запираемых тиристоров, которые переходят в закрытое состояние после подачи на управляющий электрод напряжения отрицательной полярности.

Характеристики тиристоров

Современные тиристоры изготовляют на токи от 1 мА до 10 кА напряжения от нескольких В до нескольких кВ; скорость нарастания в них прямого тока достигает 109 А/сек, напряжения — 109 В/сек, время включения составляет величины от нескольких десятых долей до нескольких десятков мкс, время выключения — от нескольких единиц до нескольких сотен мкс; кпд достигает 99 %.

Применение

Ссылки

См. также

Динистор DB3. Характеристики, проверка, аналог, datasheet

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:

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 напряжение 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.

Эквивалентная замена лямбда-диодов

Совершенно особым видом ВАХ обладают полупроводниковые приборы типа лямбда-диодов, туннельных диодов. На вольт-амперных характеристиках этих приборов имеется N-об-разный участок.

Лямбда-диоды и туннельные диоды могут быть использованы для генерации и усиления электрических сигналов. На рис. 8 и рис. 9 показаны схемы, имитирующие лямбда-ди-од [РТЕ 9/87-35].

Практически в генераторах чаще используют схему, представленную на рис. 9 [ПТЭ 5/77-96]. Если между стоками полевых транзисторов включить управляемый резистор (потенциометр) либо транзистор (полевой или биполярный), то видом вольт-амперной характеристики такого «лямбда-диода» можно управлять в широких пределах: регулировать частоту генерации, модулировать колебания высокой частоты и т.д.

Рис. 8. Аналог лямбда-диода.

Рис. 9. Аналог лямбда-диода.

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.

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.

Причины поломки диммеров

Чаще всего причиной поломки может быть превышение максимально допустимой нагрузки либо короткое замыкание в нагрузке. Превышение нагрузки бывает, когда например, любители хорошего освещения вкрутят слишком мощные лампы в люстры. Либо через диммер подключают несколько светильников, в сумме потребляющих слишком большую мощность.

К слову, при выборе диммера следует мощность выбирать с запасом 30…50%. Как повысить мощность диммера, будет рассказано и показано в этой статье.

Короткое замыкание возможно не только из-за неисправной проводки. Бывает, когда лампочки перегорают, в них происходит короткое замыкание (КЗ), в природу которого углубляться не будем.

Кроме того, в момент включения лампы накаливания через неё течёт ток, в несколько раз превышающий рабочий. Подробнее – в статье про сопротивление лампы накаливания.

Неисправности диммеров на симисторе

В результате КЗ и перегрузки, как правило, выходит из строя симистор. Это основная неисправность, она встречается в 90% случаев поломки.

Симистор – это главный элемент. Его отличительные особенности – три вывода и к корпусу прикручен радиатор. Наиболее часто встречаются модели ВТ137, BT138, BT139.

Неисправность симистора можно выявить мультиметром. Если прозвонить в режиме омметра сопротивление между выводами А1 и А2 (или Т1 и Т2, первый и второй вывод), будет от нуля до несколько ом. Вывод – симистор однозначно сгорел.

Бывает другой случай – симистор звонится нормально (бесконечное сопротивление), а диммер однако не работает (лампа не горит во всех положениях регулятора). Тут поможет только проверка, т.е. включение в реальную схему.

О замене симистора будет подробно сказано ниже.

Креме неисправного симистора, встречаются другие неисправности диммера:

  1. Выгорают силовые дорожки печатной платы. Это – следствие основной неисправности. Дорожки придётся восстанавливать перемычками.
  2. Нарушается механическая целостность регулятора (потенциометра, или переменного резистора). От частого и интенсивного использования, тут пояснений не надо.
  3. В диммерах, в которых есть предохранитель, перед ремонтом надо в первую очередь проверить его. Часто производитель прикладывает запасной, который хранится там же, в диммере, где и рабочий. Разумное решение. Был бы он в отдельном кулечке – обязательно бы потерялся.
  4. Механическое нарушение контактов и пайки печатной платы. В первую очередь – пайка контактов, куда прикручиваются провода. Так же бывает, что электронные элементы просто плохо пропаяны производителем.
  5. Неисправности отдельных элементов. В первую очередь – динистор, затем резисторы и конденсаторы.

Порядок ремонта диммера

Теперь приведу пример, как заменить симистор своими руками, применяя дрель, паяльник, и обычную зубочистку.

Симистор можно заменить, открутив радиатор и выпаяв симистор из платы. Но радиатор сейчас приклёпывают. Заклёпка гораздо технологичнее и дешевле в массовом производстве.

Поэтому берём в руки дрель со сверлом диаметром 3,5…5,5 мм.

1 Высверливаем заклепку радиатора

Стрелкой показано направление сверла.

2 Снимаем радиатор с симистора

Радиатор снят, теперь надо аккуратно выпаять плохой симистор, минимально повредив плату. Рекомендуемая мощность паяльника – 25 или 40 Вт.

3 Выпаиваем симистор из платы. Обозначены выводы симистора – Т1, Т2, Gate.

Плюс к паяльнику, нужен опыт и сноровка.

Паяльником мощностью 60 Ватт и более можно запросто повредить плату.

Далее – подготавливаем место для нового симистора, используем для этого деревянную зубочистку:

4 Подготавливаем отверстия для нового симистора

5 Плата подготовлена

6 Место под новый симистор

Площадки слиплись, но это пока не важно.

А вот и друзья-симисторы, рядом динистор DB3:

7 Новые симисторы и динистор DB3

Симисторы (BT139, BT138, BT137) на фото все на напряжение 800 Вольт, максимальный рабочий ток соответственно 16, 12, и 8 Ампер.

Даташит можно будет скачать в конце статьи.

Теперь в эти сквозные отверстия вставляем новую деталь:

8 Симистор запаян

9 Обрезаем ноги (выводы))

Перемычка неудачная, надо было использовать проводок потоньше…

Внимательно проверяем пайку, чтобы не было замыкания между контактными площадками.

Дальше – монтируем радиатор. В домашних условиях дешевле и технологичнее использовать Винт, шайбу и гайку М3.

10 Осталось прикрутить радиатор

Теперь остаётся проверить работу в реальной схеме включения. Напоминаю, диммер включается точно так же, как обычный выключатель:

Включение лампочки через регулятор яркости.

Для схемы проверки использую лампочку любой мощности в патроне, провод со штепселем, и клеммник Ваго 222.

Область применения

Предназначение динисторов – запуск. Используются в тиристорах регуляторов мощности, в электронных преобразователях напряжения, в тепловых контролях.

Благодаря тому, что динистор обладает рядом особых свойств, и в тоже время является бюджетным вариантом, данный вид полупроводников получил широкое распространение во многих сферах.

Применяется в устройстве:

  • Преобразователей напряжения люминесцентных ламп, неоновых ламп, энергосберегающих ламп;
  • В электронных устройствах, которые осуществляют запуск и поддержку работы разрядных ламп;
  • Нашел своё применение в схемах радиоконструкций, некоторых старых моделях раций, радиомикрофонов;
  • Используется в схемах управления плавным спуском двигателей;
  • Обогревателей;

Это Интересно! Во времена активного пользования и широкого распространения стационарных телефонных аппаратов некоторые умельцы устанавливали динисторы с целью пресечения попыток прослушки, если имелось 2 и более телефона на одной линии.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 4 чел. Средний рейтинг: 2.8 из 5.

Радио для всех — Динистор

 

 

 

Динистор (Diac) — это устройство, которое имеет два электрода. Он является членом семьи тиристоров . Он главным образом используется при запуске тиристора . Преимущество использования этого устройства состоит в том, что его можно включить или отключить, просто уменьшив уровень напряжения ниже его напряжения лавинного пробоя. Кроме того, он может быть включен или выключен для обеих полярностей напряжений.

 

динистор

симметричный динистор

 

На рисунке показан символ diac, который напоминает
соединение двух диодов последовательно.
Также его можно назвать транзистором без базы.

 

Устройство, состоящее из четырех слоев и двух электродов.

Конструкция почти такая же, как у транзистора. Но есть некоторые моменты, которые отличаются от конструкции транзистора.

1.    В динисторе нет базового вывода.

2.   Три региона имеют почти такой же уровень легирования.

3.    Он дает симметричные характеристики переключения для любой полярности напряжений.

 

Конструкция

 

Из рисунка видно, что он имеет два материала p-типа и три материала n-типа. Может быть включен для обеих полярностей напряжений. Когда A 2 является более положительным по отношению к A 1, то ток не течет через соответствующий N-слой, а течет из P 2 -N 2 -P 1 -N 1 . Когда A 1является более положительным A 2 , ток протекает через P 1 -N 2 -P 2 -N3 .

Конструкция напоминает диод, соединенный последовательно. Когда приложенное напряжение мало в любой полярности, ток очень мал, который известен как ток утечки из-за дрейфа электронов и дырок в обедненной области.  Хотя небольшой ток протекает, но этого недостаточно для создания лавинного пробоя, поэтому устройство остается в непроводящем состоянии. Когда приложенное напряжение в любой полярности превышает напряжение пробоя, ток возрастает, и устройство проводит в соответствии со своими вольт-амперными  характеристиками.

 

 

ВАХ динистора

 

Характеристики VI напоминают английскую букву Z. Действует как разомкнутая цепь, когда напряжение меньше его лавинного напряжения пробоя. Когда устройство должно быть отключено, напряжение должно быть уменьшено ниже его лавинного напряжения пробоя.

 

Применение динистора

Он может использоваться главным образом в схеме запуска. Динистор подключается к затвору симистора. Когда напряжение на затворе уменьшается ниже заданного значения, напряжение на затворе будет равно нулю и, следовательно, симистор будет отключен. 

 

Основные применеия:

 

1. Его можно использовать в цепи регулятора яркости лампы.

2.  Он используется в контуре регулирования нагрева.

3. Он используется в управлении скоростью универсального двигателя.

 

Он используется с комбинацией триака в серии для запуска. Ворота симистора связаны с выводом диака. Когда прикладываемое напряжение на диаке увеличивается выше лавинного пробоя, то только оно может проводить. Однако, когда напряжение на диака уменьшается ниже лавинного напряжения пробоя, оно будет отключено, и, следовательно, симистор также останется в выключенном состоянии.

 

Основное преимущество использования этого устройства

1.  Он не переключается резко на низкое напряжение при низком уровне тока, как это делают тиристор (SCR) или симистор.

2.   Он имеет низкое падение напряжения в состоянии до тех пор, пока его ток не опустится ниже уровня удержания.

      3. Падение напряжения уменьшается с увеличением тока.

 

 

КН102Б — динисторы — Динисторы и диаки — ТИРИСТОРЫ, СИМИСТОРЫ, ДИНИСТОРЫ — Электронные компоненты (каталог)

Основные характеристики динисторов серии КН102:

Uобр. макс

Iоткр.имп

Iоткр.макс.

Iуд.(-60oC)

Iуд.(+100oC)

Uоткр.

Cобщ.

Iзакр. (+25oС)

Iобр.

tвыкл

10В

0,2А

<0,1мА <15мА

<1,5В

80пФ

<80мкА

<0,5мА

<40мкс

 

Параметр КН102А КН102Б КН102В КН102Г КН102Д КН102Ж КН102И
Uвкл.имп. 20В 28В 40В 56В 80В 120В 150В
Uзакр. макс. 10В 14В 20В 30В 50В
dUзакр/dt  макс. 0,3В/мкс 0,5в/мкс 0,7в/мкс 0,9В/мкс 1,3мкс 2,0В/мкс 3,3В/мкс
Цена (розница) 20-00
Цена (от 10шт)   15-00          

Жирным шрифтом выделены имеющиеся в наличии динисторы. 

 

Если плавно увеличивать напряжение, ток через динистор будет вначале расти незначительно. Динистор при этом практически закрыт. Такое состояние продолжится до тех пор, пока напряжение на динисторе не станет равным напряжению включения Uвкл В этот момент в четырех слойной структуре наступает лавинообразный процесс нарастания тока и динистор переходит в открытое состояние. Падение напряжения на нем резко уменьшается (это видно на характеристике), а ток через динистор теперь будет определяться сопротивлением нагрузки, но он не должен превышать максимально допустимого Iоткр.макс.. Для всех динисторов серии КН102 этот ток равен 200 мА.

    Напряжение, при котором динистор открывается, называют напряжением включения (Uвкл), а соответствующий этому значению ток — током включения (Iвкл).Для каждого динистора напряжение включения свое, например, для КН102А — 20 В, а для КН102И — 150 В. Ток же включения у всех динисторов серии составляет 5 мА.

    В открытом состоянии динистор может находиться до тех пор, пока прямой ток через него будет превышать минимально допустимый ток Iуд, называемый током удержания.

    Обратная ветвь характеристики динистора похожа на такую же ветвь обычного диода. Подача на динистор обратного напряжения выше допустимого Uобр.макс. может вывести его из строя. Для всех динисторов и Uобр.макс. составляет 10 В, при этом ток Iобр.макс. не превышает 0,5 мА.

Полупроводниковые управляемые вентили. Динисторы и тиристоры

Полупроводниковые вентили могут иметь сложную четырехслойную структуру из трех р—n-переходов (рис. 1). Напряжение внешнего источника э. д. с. включается плюсом к крайнему р-переходу, а минусом — к крайнему n-переходу. При этом крайние переходы оказываются смещенными в прямом направлении, а средний n—р-переход — в обратном направлении.


Рис.1. Тиристор

а — устройство; б — условное обозначение; в — эквивалентная схема; г — схема включения; д — вольт-амперная характеристика


Ток через прибор не протекает. Однако при повышении напряжения источника до определенной величины происходит электрический пробой среднего — n-р-перехода и через прибор начинает протекать ток.

Диодный тиристор, или динистор

Работу такого прибора удобно пояснить, рассматривая его транзисторную схему замещения (см. рис. 1,а), представляющую собой два последовательно включенных транзистора: р—n—р и n— р—n, соединенных таким образом, что коллектор одного транзистора одновременно является базой другого. Такой прибор, имеющий два внешних вывода, называют диодным тиристором, или динистором.

При незначительном увеличении приложенного напряжения через динистор протекает очень маленький ток, который является обратным для среднего n — р — перехода и током базы для транзистора Т2.

При значительном увеличении напряжения до величины Uвкл (см. рис. 1, д) происходят пробой среднего n — р — перехода и увеличение тока базы транзистора Т2. Транзистор Т2 открывается и открывает транзистор T1.

Процесс открытия транзисторов Т2 и T1. Происходит лавинообразно, и после их открытия сопротивление динистора резко уменьшается, так как транзисторы поддерживают друг друга в открытом состоянии.

Таким образом, для открытия динистора необходимо приложить значительное напряжение Uвкл; в дальнейшем динистор сам удерживается в открытом состоянии. Для закрытия динистора необходимо уменьшить протекающий ток до величины Iвыкл, недостойной для удержания транзисторов Т1 и Т2 в открытом состоянии, либо включить динистор в обратном направлении. После закрытия динистора его можно открыть снова, приложив к выводам напряжение Uвкл.

Тиристор отличается от динистора

Тиристор отличается от динистора наличием вывода от слоя с р-проводимостью, являющегося управляющим электродом. Если на управляющий электрод подавать положительное по отношению к катоду напряжение, это приведет к открытию транзистора Т2, который в свою очередь откроет транзистор Т1, и через прибор начнет протекать прямой ток.

В дальнейшем оба транзистора удерживают друг друга в открытом состоянии. Изменяя величину управляющего напряжения, можно управлять временем открытия тиристора, поэтому тиристоры называют полупроводниковыми управляемыми вентилями.

Управление тиристором осуществляется только при его включении, после этого он становится неуправляемым. Обратное переключение тиристора происходит так же, как и неуправляемого вентиля (динистора), — снижением неуправляемого тока до определенной величины Iвыкл. Важным преимуществом тиристоров перед транзисторами является очень низкое сопротивление включенного прибора. Это позволяет пропускать через него токи в десятки раз большей величины, чем пропускаемые через транзистор.

Тиристоры применяют в различных устройствах автоматики и вычислительной техники. Мощные тиристоры применяют в силовой преобразовательной технике и в электроприводах.

Тиристоры и симисторы импортные

Тиристором называется полупроводниковый прибор, который чаще всего применяется как силовой коммутирующий элемент. Тиристор может иметь одно из двух устойчивых состояний — открытое (сопротивление низкое) или закрытое (сопротивление высокое). Тиристор может иметь два вывода (динистор) или три (тринистор). Для того, чтобы динистор перевести из закрытого в открытое состояние, нужно приложить к нему напряжение выше определенной пороговой величины. После этого динистор будет оставаться открытым до тех пор, пока напряжение на нем не уменьшится, хотя бы кратковременно, до значения, близкого к нулю. Динисторы бывают одно- и двухнаправленные. Тринисторы также бывают однонаправленные — именно их обычно называют просто тиристорами и двухнаправленные — симисторы (по зарубежной терминологии — триаки). Управляются они путем подачи напряжения на управляющий электрод. Достаточно кратковременного импульса на управляющем электроде, чтобы тиристор (симистор) открылся, после чего он будет в открытом состоянии до того времени, пока напряжение на нем не упадет до нуля. При переменном или пульсирующем напряжении это происходит каждые полпериода. Если при этом постоянно поддерживать на управляющем электроде напряжение, тиристор будет постоянно открыт, при отключении управляющего напряжения он закроется на первом же переходе напряжения через ноль и будет закрыт до следующей подачи управляющего напряжения. Как видим, работа тиристора похожа на работу электромагнитного реле — там тоже слабый сигнал управляет мощной нагрузкой. Симистор работает в двух направлениях, поэтому его обычно применяют в цепях переменного тока — в тех же электронных реле. В отличие от электромагнитного реле, у тиристора нет гальванической развязки между входом и выходом, поэтому с ними в паре обычно используют оптопары, дающие такую развязку. В бытовой электроаппаратуре используются тиристоры и симисторы с токами в силовой части от единиц до десятков ампер. Основная сфера применения тринисторов в быту — автоматика стиральных и посудомоечных машин, отопительных котлов и т.д. На симисторах делают диммеры — плавные регуляторы напряжения для осветительных ламп, паяльников, электронагревателей. Основные параметры тиристоров и симисторов — это максимальный рабочий ток и ток управления, максимальное напряжение в силовой и управляющей цепи, а также минимальный ток управления, при котором прибор гарантированно открывается. К недостаткам всех видов тиристоров следует отнести то, что они боятся коротких замыканий — даже кратковременное превышение допустимого тока приводит к выходу прибора из строя.

Приложение 7 Популярные динисторы. Справочные данные. Электронные самоделки

Читайте также

Выходные данные

Выходные данные Маркуша Анатолий МарковичНЕТ. Роман. М., «Молодая гвардия», 1971.304 с. Р2Редактор Е. КалмыковаХудожник М. БишофсХудожественный редактор В. ПлешкоТехнический редактор Е. БраудеКорректоры К. Кудашев, Г. ВасилёваСдано в набор 29/1 1971 г. Подп. к печ.8/1Х 1971 г. А01285. Формат

ДАННЫЕ ОБ АТМОСФЕРЕ НА ВЫСОТАХ ОТ 20 ДО 120 КМ

ДАННЫЕ ОБ АТМОСФЕРЕ НА ВЫСОТАХ ОТ 20 ДО 120 КМ

Приложение 6 Светодиоды. Справочные данные

Приложение 6 Светодиоды. Справочные данные Светодиоды различного предназначения прочно вошли в жизнь людей и уже стали незаменимы. Эти радиоэлектронные элементы применяют в качестве различных индикаторов. В последнее время прогресс технологии производства в этой

6.4. Популярные одноцветные светодиоды

6.4. Популярные одноцветные светодиоды Наряду с отечественными производителями светодиодов в продаже уже давно появились светодиоды зарубежного производства, как ни странно имеющие наименьшую стоимость по сравнению с отечественными светодиодами. Популярные

Приложение 9 Микросхемы-стабилизаторы. Справочные и электрические характеристики

Приложение 9 Микросхемы-стабилизаторы. Справочные и электрические характеристики В табл. П9.1 представлены полные аналоги по электрическим

Приложение 11 Популярные отечественные диоды, стабилитроны и стабисторы. Справочные данные

Приложение 11 Популярные отечественные диоды, стабилитроны и стабисторы. Справочные данные Радиолюбители в повседневной практике часто применяют дискретные полупроводниковые элементы — диоды, стабилитроны и стабисторы.Для того чтобы правильно подобрать электронный

Краткое описание АПЛ пр.705К (проектные данные)

Краткое описание АПЛ пр.705К (проектные данные) 1. Подводная лодка предназначена для уничтожения подводных лодок противника при выходе их из баз, на переходе морем и на позициях вероятного использования оружия против нашего побережья, а также боевых кораблей и транспортов

Выходные данные

Выходные данные ПРОМЫШЛЕННОЕ ОСВОЕНИЕ КОСМОСАСборник трудовРедакторы Е. И. Кравченко, О. С. РодзевичОформление художника В. В. ЛебедеваХудожественный редактор В. В. ЛебедевТехнический редактор Т. И. АндрееваКорректоры И. М. Борейша, О. Е. МишинаИБ № 6063Сдано в набор 21.11. 88.

Н.3.4 Справочные ссылки

Н.3.4 Справочные ссылки Для каждого элемента (заголовка, подзаголовка) указателя должны быть даны локальные ссылки при отсутствии перекрестных ссылок.В справочных ссылках должен быть указан либо номер страницы документа (например, 1, 2), либо номера раздела, подраздела и

4.12.2 Технические данные

4.12.2 Технические данные 4.12.2.1 В лаборатории должны храниться в течение установленного времени зарегистрированные данные первичных наблюдений, вторичные данные и достаточный объем информации для того, чтобы установить аудиторское заключение, данные калибровок, данные о

Основные данные для регулировок и контроля

Основные данные для регулировок и контроля Зазор между коромыслами и клапанами на холодном двигателе при 20 °C, мм:– для выпускных клапанов 1 и 4-го цилиндров – 0,35-0,40. – для остальных клапанов – 0,40-0,45.Зазор между электродами свечей, мм – 0,80-0,95.Давление масла (кгс/см2) на

Глава 9. Справочные данные 9.1. Основные технические данные шлюпок

Глава 9. Справочные данные 9.1. Основные технические данные шлюпок Примечание. При ветре более 5 баллов пассажировместимость снижают сообразно

Superpower Semiconductor Switch

SUPERPOWER SEMICONDUCTOR выключатель на основе обратного коммутатора DiNistor

Tech Reseation / field

  • Nne-oth / Другое / неядерная энергия

Статус
3 Утвержден без финансирования

Дата регистрации
19.03.1997

Ведущий институт
ВНИИЭФ, Россия, Н. Новгород Рег., Сарков

Поддержка вспомогательных институтов

  • Российская академия наук / Физический технический институт, Россия, Санкт-Петербург

Сотрудники

  • Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса, США, Калифорния, Ливермор

Краткое описание проекта

Как известно, в последнее десятилетие технологии импульсной энергии для гражданских применений широко использовались.Многие отрасли и национальные лаборатории, а также университеты вовлечены в исследования, чтобы найти гражданские приложения для технологий импульсной энергетики, которые ранее использовались в оборонных целях.

Наиболее перспективными направлениями мирного использования технологий импульсной энергетики, обеспечивающих накопление высокой энергии, являются следующие:


— Трансмутация ядерных отходов
— Разрушение органических отходов в смешанных отходах
— Очистка дымовых газов
— Очистка воды
— Обработка материалов (включая полимеры)
— Пищевая промышленность
— Формование заготовок магнитным сжатием или расширением
— Удаление краски и модификация поверхности С помощью света высокой интенсивности
— Модификация поверхности и материалов электронными и ионными пучками
— Сокращение загрязнения, биологических и токсичных отходов
— Химические реакции с участием электричества
— Изготовление порошков для порошковой металлургии
— Дробление горных пород
— и другие [1].

Коммутатор является одним из ответственных узлов любой установки импульсного питания. Поэтому к нему предъявляются достаточно жесткие, а порой и противоречивые требования. Выключатель должен быть надежным, долговечным и экономичным, т.е. не должен быть очень дорогим. С другой стороны, переключатель должен работать при высокой импульсной мощности (или энергии), для чего необходимы высокие рабочие напряжения и токи.

В основном для коммутации импульсной мощности применяют переключатели двух типов: газоразрядные и полупроводниковые.

Возможность увеличения энергии, передаваемой через газоразрядные ключи под высоким давлением, ограничена эрозией электродов, возникающей в результате дуговой стадии разряда. Устройства газоразрядные низкого давления (с давлением в рабочем объеме менее 1 атм.), напр. импульсные водородные тиратроны, псевдоискровые разрядники, игнитроны, триггерные вакуумные переключатели имеют ограниченные возможности увеличения передаваемой энергии. Тиратроны не подходят для передачи высоких энергий из-за значительного внутреннего энерговыделения, а современные псевдоискровые разрядники существуют только в виде лабораторных прототипов. Что касается мощных игнитронов, то их основным недостатком является малый срок службы, а также использование катода из ртути, что весьма опасно для окружающей среды. Кроме того, при увеличении тока, проходящего через сработавший вакуумный выключатель, объемный разряд переходит в дуговой, вызывая эрозию электродов.

В последнее время полупроводниковые переключатели все успешнее конкурируют с газоразрядными приборами, поскольку имеют больший срок службы и более стабильную работу.Полупроводниковые переключатели работоспособны при включении в цепь как параллельно, так и последовательно. Поэтому их рабочие токи и напряжения варьируются в широких пределах, что облегчает достижение многих целей импульсных энергосистем.

Наибольшая передаваемая энергия (или мощность) определяется эффективностью использования рабочей площади полупроводникового переключателя. Как известно, кремниевый тиристор большой мощности является наиболее подходящим и широко применяемым переключателем для микросекундных времен. Однако недостатком этих переключателей является локализация процесса инициирования в области, которая находится вблизи контролируемого электрода и равна 0.1 — 0,2 мм, а также обеспечивают сравнительно медленное распространение возбуждения (0,05 — 0,1 мм/мкс) в области тиристора. Таким образом, это достаточно сильное ограничение на допустимую величину и скорость увеличения передаваемого тока.

За последние 10 лет был разработан новый класс полупроводников – реверсивно переключаемые динисторы (ОРД), обеспечивающие равномерное и одновременное инициирование всей площади полупроводника. Этот режим работы позволяет коммутировать больший ток по сравнению с тиристорами.

В 50-60-е годы в электронике электронно-вакуумные лампы были заменены полупроводниками. Использование РСД может стать сравнимым прорывом в импульсной энергетике.

Опытные образцы РСД выпускаются в России, но их допустимые режимы работы и сложная схема срабатывания мало изучены. Кроме того, некоторые аспекты технологии производства нуждаются в оптимизации.

Научно-технический подход и методология исследования РСД основаны на публикациях отдельных участников Проекта [2,3] и их докладах на международных конференциях [4].Участники проекта разработали выключатель РСД с пиковым током до 200 РА.

Проект разработки выключателя РСД большой мощности будет способствовать решению одной из наиболее значимых фундаментальных задач гражданской импульсной электротехники — созданию надежного выключателя, превосходящего другие аналогичные устройства по обеспечиваемым энергия (мощность) и срок службы.

Технологическая задача проекта заключается в разработке твердотельного полупроводникового ключа с пиковым рабочим током до 500 РА (длительностью до 1 мс), временем включения 2.0±0,2 мкс, переносимый заряд до 130 Кл за выстрел, ресурс не менее 20 000 выстрелов.

Объем работ

Проект планируется реализовать в три этапа. На первом этапе основное внимание будет уделено разработке технологии изготовления переключателей РСД, исследованию параллельной работы стеков РСД и разработке надежного блока инициирования. Ожидается, что результатом первого этапа Проекта станет разработка прототипа переключателя РСД большой мощности.

На втором этапе будут испытаны вышеупомянутые прототипы. Существует несколько способов интеграции переключателя и контура откачки в основной контур сброса. Поэтому необходимо подобрать оптимальную конфигурацию для различных режимов работы коммутатора. Требуется определить наибольшую производительность коммутатора, т.е. максимальное рабочее и допустимое напряжение, максимальный пиковый ток, максимальную передаваемую энергию и заряд за один выстрел. Необходимо изучить возможность усовершенствования технологии с целью увеличения рассеивания тепловой мощности в полупроводнике.Результатом второго этапа Проекта предполагается определение допустимых режимов работы выключателя.

На третьем этапе Проекта работа будет сосредоточена на одном из вышеперечисленных режимов для определения срока службы выключателя. Также следует рассмотреть вопрос стоимости переключателя RSD. Требуется поиск потенциальных заказчиков, т.е. производителей выключателей RSD. Следует рассмотреть возможность передачи технологии производства РСД, а также возможности ее усовершенствования.Производство осб должно оцениваться с экономической и маркетинговой точек зрения. Результатом третьего этапа Проекта является коммерциализация продукта.

Возможная роль иностранных сотрудников

Участники проекта успешно сотрудничают с Ливерморской национальной лабораторией им. Лоуренса, Калифорния, США, в указанной области.

ВНИИЭФ очень заинтересован в выполнении проекта совместно с этой лабораторией, а также другими У.С. лабораторий и промышленных предприятий.

Каталожные номера


1. М. Кристиансен «Применение импульсной энергии»/9-я Международная конференция IEEE по импульсной энергии, Альбукерке, Нью-Мексико, июнь 1993 г., стр. 6-10.
2. Тучкевич В.М., Грехов И.В. «Новая техника коммутации больших мощностей полупроводниковыми приборами» Л. , «Наука», 1988.
3. Грехов И.В., Коротков С.В., Яковчук Н.С. «Исследование РСД в сильноточных импульсных режимах» Электротехника, №3, 1986, стр.44-46.
4. Галахов И.В., Гудов С.Н., Кириллов Г.А., Муругов В.М., Осин В.А., Золотовский В.И. Чумаков Г.Н., Ковтун В.И., Мартыненко В.А., Д.Ларсон. Коммутация импульсов тока большой мощности до 250ка и субмиллисекундной длительности с использованием новых кремниевых устройств — динисторов с обратным переключением//10th IEEE Inter.Pulsed Power Conf. — Альбукерке, июль 1995 г., с.

(PDF) Высоковольтный динисторный ключ обратного включения с транзисторной схемой управления

0020-4412/02/4505- $27.00 Техники, Том.45, № 5, 2002, стр. 679–681. Перевод из «Приборы и техника эксперимента», № 5, 2002 г., стр. 102–104.

Оригинальный русский текст Copyright © 2002 Грехов, Козлов, Коротков, Рольник, Степаньянц.

Низкие коммутационные потери энергии при обратном включении

динисторы (РВД) [1, 2] и их синхронное включение при последовательном соединении обеспечивают их высокие

коммутационные напряжение

РСД в сборе. Отметим, что надежность высоковольтного выключателя РСД в первую очередь определяется надежностью цепи управления (СС).

Основные трудности при разработке СС

высоковольтной сборки РВД связаны с

высоким уровнем напряжения на его коммутационных элементах, что

определяется необходимостью подключения СС

непосредственно к силовые электроды РСД

для реверса заблокированного напряжения при формировании

запускающего импульса обратного тока.

Очевидно, что в качестве переключателей

КС могут быть использованы обычные управляемые разрядники,

тиратроны и игнитроны. Эти устройства имеют сравнительно большой ресурс

в режимах коммутации коротких и сравнительно

маломощных импульсов управляющего тока РСД. Однако

КС на основе однотипных полупроводниковых приборов представляются

более предпочтительными.

Известны схемы управления сборками РСД с высоковольтными тиристорными ключами

, состоящими из последовательно соединенных быстродействующих тиристоров

[3]. Основным их недостатком является потенциальная ненадежность, вызванная неодновременными

включениями тиристоров и возможными пробоями

в устройствах, которые включаются с задержкой, так как приложенное

напряжение становится слишком высоким.

В [4] сообщалось о более надежном способе

срабатывания высоковольтной сборки РСД с использованием низковольтного полупроводникового ключа

и повышающего импульсного трансформатора

с большим коэффициентом трансформации.Одним из его

недостатков является трудность получения большой скорости нарастания

импульсов управляющего тока, которая ограничена

паразитной индуктивностью высоковольтного трансформатора.

Способ срабатывания мощного выключателя РСД

с помощью КС, в основе которого лежит высоковольтная сборка

дополнительных маломощных динисторов с малыми коммутационными

потерями и длительным сроком службы, рассмотрен в [5].

Такой способ действительно необходим при запуске

динисторов очень большой мощности с конструкциями большой площади,

которым требуется большой управляющий ток для их равномерного

переключения. Однако при использовании РВД сравнительно малой мощности предпочтительнее ВК (показан на рис. 1).

В этой схеме последовательно соединенные РСД

коммутируются одинаковыми КС, состоящими из конденсаторов

С

, катушек индуктивности

L

и транзисторов

Q

3

2 . В процессе переключения динистора

общий дроссель с сердечником насыщения

L

0

имеет очень высокую индуктивность и ограничивает скорость нарастания тока

в цепи силового конденсатора

ë

2 .При этом

исключается возможность ответвления токов управления РСД на

цепь нагрузки

LC

.

В исходном состоянии пусковой (управляющий) конденсатор

C

c

и силовой конденсатор

C

0

заряжены до напряжения

300 В и обозначены

на рис. 1). Сердечник развязывающего дросселя

L

0

намагничивается в требуемом направлении постоянным током

~4 А, протекающим по обмотке

w

3 mrПоследовательно соединенные RSD

блокируют зарядное напряжение

C

0

. В этом случае

пакет конденсаторов

C

заряжается до напряжения

, почти равного напряжению

C

0

. Равномерное распределение напряжения между конденсаторами достигается с помощью

статического делителя напряжения на резисторах

R

ш

.

, когда транзистор

Q

C

Q

C

C

C

C

Cur-

C

Cur-

Аренда FL UWS через первичные обмотки

W

1

Trans-

на вторичных обмотках транзисторы

Q

.

После изменения состояния этих транзисторов через катушки индуктивности

L

протекают токи перезарядки

C

.

Вследствие малых потерь энергии в зарядно-

обменных цепях напряжения на конденсаторах

С

меняют свою полярность фактически в тот момент, когда

ток через

L

достигает максимального значения. В данном случае

ЭЛЕКТРОНИКА

И РАДИОТЕХНИКА

Высоковольтный динисторный ключ обратного включения

с транзисторной схемой управления

I.Грехов В.В., Козлов А.К., Коротков С.В., Рольник И.А., Степаньянц А.Л.

ФТИ им. Иоффе, Политехническая ул. 26, Санкт-Петербург, 194021 Россия

Поступила в редакцию 27 марта 2002 г.

Реферат

Описан высоковольтный ключ на основе сборки динисторов обратного включения (РВД), соединенных последовательно

. В этом устройстве динисторы запускаются током, который формируется с помощью параллельных

управляющих транзисторных цепей и маломощных шунтирующих конденсаторов.Представлены результаты испытаний высоковольтного (10 кВ) выключателя РСД

в режиме коммутации мощных (6 кА) и коротких (1,5

мк

с) импульсов тока. Коммутатор

надежно работал в экспериментальных условиях на частоте 300 Гц с очень малыми потерями энергии в малогабаритных динисторах с диаметром конструкции 24 мм (их нагрев не превышал 55

°

С).

В чем разница между диодами Zener/TVS и варисторами? Четыре аспекта сравнения, которые следует учитывать при использовании | Обзор продукта | Техническая библиотека

Чип-варисторы и TVS-диоды обычно используются в качестве компонентов защиты от перенапряжения.
Их конструкция и методы изготовления совершенно разные, но они обладают схожими характеристиками в отношении защиты от статического электричества.
Поэтому обычно их можно использовать в схеме взаимозаменяемо, но бывают случаи, когда варисторы на микросхемах считаются неподходящими.
По историческим причинам многие элементы спецификаций, указанные в каталогах и спецификациях, различаются, что затрудняет сравнение характеристик, основанных исключительно на этих данных, в отличие от конденсаторов и других общих компонентов.
Цель этой статьи — прояснить разницу между варисторами и диодами и представить данные, которые можно использовать для их сравнения.

Содержимое

История

Цинк-оксидные варисторы

, разработанные в 1968 году, были приняты для защиты диодов от молнии. С другой стороны, диоды использовались в основном для выпрямления, поэтому область их применения была другой. По этой причине многие элементы, перечисленные в каталогах и спецификациях, отличаются друг от друга, что затрудняет прямое сравнение.Применимые стандарты Совета по автомобильной электронике также существенно различаются. при этом AEC-Q101 используется для диодов TVS, а AEC-Q200 — для варисторов.

Рисунок 1 История

Отличия чип-варисторов от TVS-диодов

Структура
Чип-варисторы

представляют собой керамические полупроводниковые изделия на основе в основном оксида цинка. Как показано на рисунке ниже, чип-варисторы имеют ламинированную структуру, при этом напряжение пробоя и емкость контролируются количеством слоев и межслойной конструкцией. Диоды TVS, с другой стороны, представляют собой комбинацию полупроводников P-типа и N-типа. Это компоненты защиты от электростатического разряда на основе кремния. В некоторых диодах также используется Au-провод и т. д.

Рисунок 2 Чип-варистор Рисунок 3 TVS-диод
ВАХ

Величина сопротивления как варисторов микросхемы, так и диодов TVS сильно меняется в зависимости от приложенного напряжения. Чип-варисторы обеспечивают двунаправленную электростатическую защиту.Раньше TVS-диоды были почти исключительно однонаправленными, но в настоящее время растет число двунаправленных TVS-диодов. Однако важно отметить, что бывают случаи, когда поведение различается в зависимости от направления.

Рисунок 4 ВАХ
Скорость реакции на перенапряжение

На основе воспоминаний о дисковых варисторах и подобных им в первые дни существования варисторов часто приходится слышать, что отклик варисторов медленный. Но, как показывает приведенный ниже график, скорость отклика на перенапряжение одинакова для варисторов на микросхемах и диодов TVS. При подаче напряжения HBM +8 кВ в соответствии с IEC 61000-4-2 пик достигается в течение 1 нс, и напряжение на защищенном компоненте упало примерно до нуля через 400 нс.

Рис. 5 Скорость реакции на перенапряжение
Емкость

Диапазон емкости варисторов и диодов TVS значительно различается.Поскольку чип-варисторы имеют многослойную структуру, емкость можно увеличить, увеличив количество внутренних электродных слоев. При сравнении размеров EIA 0805 и ниже разница в максимальной емкости близка к 100, как показано ниже. Поэтому в некоторых линиях, требующих параллельной конфигурации MLCC, можно использовать варистор с одной микросхемой.

Рисунок 6 Емкость
Прочие характеристики

В отношении различных других характеристик, таких как тепловые характеристики и вносимые потери, существуют небольшие различия между чип-варисторами и TVS-диодами, но сравнение с одинаковыми характеристиками покажет аналогичное поведение. Поскольку в технических характеристиках будет показана соответствующая кривая, возможно сравнение с диодами TVS.

Рисунок 7 Другие характеристики

Ссылки по теме

Руководства по выбору

Четыре ключевых аспекта использования микросхемных варисторов и TVS-диодов в сетях контроллеров (CAN)

В локальной сети контроллеров (CAN) антистатические компоненты используются для защиты приемопередатчика CAN.Некоторые моменты, которые следует учитывать при выборе компонентов для использования на линиях CAN, описаны ниже.

Максимально допустимое напряжение цепи

В CAN с топологией последовательной шины сигналы CANH и CANL используются для указания состояния доминантного и рецессивного уровня. Линия CANH, когда она доминирует, имеет напряжение около 3,5 В. Компонент электростатической защиты должен функционировать как изолятор при этом напряжении. Поэтому компонент с максимально допустимым напряжением цепи 3. В этом случае необходимо выбрать 5 В или выше.

Поскольку ток утечки компонента электростатической защиты зависит от температуры, также необходимо учитывать температуру окружающей среды в реальных условиях использования. На приведенном ниже графике показаны тепловые характеристики тока утечки типичного варистора и TVS-диода. Ток утечки увеличивается при повышении температуры, но не превышает 50 мкА.

Рисунок 8 Тепловые характеристики тока утечки
Емкость

Максимальная скорость передачи в CAN будет 1 Мбит/с. Компоненты электростатической защиты, включенные параллельно цепи, не должны препятствовать обмену данными на этой скорости. Поэтому необходимо выбирать компоненты с низкими вносимыми потерями на скорости 1 Мбит/с (= 0,5 МГц). На приведенном ниже графике показаны вносимые потери для чип-варистора и двух TVS-диодов.Видно, что любой из них можно вставить, не препятствуя обмену данными по CAN.

Рис. 9 Вносимые потери для варистора и двух TVS-диодов
Возможность защиты от перенапряжения

Компоненты электростатической защиты служат для предотвращения повреждения ИС и периферийных компонентов, используемых в комплекте. В качестве примера ниже показаны рейтинги стойкости к электростатическим разрядам для автомобильного приемопередатчика CAN.

Таблица 1 Электростатическая долговечность приемопередатчика CAN для каждой микросхемы
приемопередатчика Торговец Скорость передачи Весд HBM
CANH, L
РАЗДЕЛИТЬ Прочее
А Компания А 1 Мбит/с ±12 кВ ±12 кВ ±12 кВ
Б Компания Б 1 Мбит/с ±12 кВ ±10 кВ ±4 кВ
С Компания С 1 Мбит/с ±6кВ ±6кВ ±4 кВ

Из таблицы видно, что приемопередатчик CAN может выйти из строя при подаче напряжения 4 кВ и выше.

Рис. 10 Данные TLP

Если компонент электростатической защиты не используется, в приемопередатчике CAN в случае электростатического разряда 4 кВ будет протекать ток силой 8 А, что приведет к его разрушению. Как видно из рисунка ниже, значение сопротивления варистора или TVS-диода быстро падает ниже 2 Ом при приложении перенапряжения.

Рис. 11 Данные TLP

Поскольку большая часть тока, генерируемого ESD, течет на компонент электростатической защиты, приемопередатчик CAN защищен.Используя данные TLP, можно выполнить моделирование на этапе проектирования, чтобы проверить ток, который будет достигать приемопередатчика CAN. Это всего лишь простой пример, но, зная характеристики других электронных компонентов, можно проверить устойчивость к электростатическому разряду до проведения реальных испытаний.

Устойчивость к электростатическому разряду

Во многих случаях необходимо определять устойчивость к электростатическому разряду в комплексе, и такие же характеристики требуются от компонентов электростатической защиты. Стойкость изделия к электростатическому разряду можно проверить в техническом паспорте.

Ссылки по теме

Примечание по применению

Особенности чип-варисторов TDK — устойчивость к электростатическому разряду при повторяющихся нагрузках электростатического разряда

Стойкость варистора к повторным перенапряжениям в значительной степени зависит от выбора конструкции материала, таких как тип и состав добавок к основному материалу оксида цинка (ZnO).Чип-варисторы TDK извлекают выгоду из запатентованных материалов, разработанных с использованием технологии материалов компании. В результате варисторы обладают превосходной устойчивостью к многократным перенапряжениям. TDK также предлагает продукты, которые могут заменить диоды Зенера в приложениях, требующих частого включения/выключения, таких как электромагнитные клапаны и шаговые двигатели. Подробнее см. в статье «Чип-варисторы, превосходно устойчивые к повторным перенапряжениям»

.

Ссылки по теме

Примечание по применению

Особенности чип-варисторов TDK — миниатюрные размеры

Компания TDK реализовала миниатюрные варисторы с форм-фактором EIA 01005 (0.4 х 0,2 мм). Компания также выпускает наименьший в отрасли размер, соответствующий стандарту AEC-Q200 EIA 0402 (1,0 x 0,5 мм) для автомобильных приложений.

Рис. 12 Особенности варисторов на микросхемах TDK — миниатюрные размеры

Ссылки по теме

Руководства по выбору

Публикация спецификаций в Интернете

Различные данные, упомянутые выше, взяты из спецификаций, которые TDK размещает в Интернете.Это дает все данные, необходимые для простого сравнения с TVS-диодами.

Контактная информация

Ссылки по теме

Карта продукта

Портал продуктов

Что такое тиристор | Жизненный совет 2022

Тиристор — полупроводниковый прибор, который выполнен на основе монокристалла того же полупроводника, обычно с тремя (возможно и более) переходами. За тиристорами фиксируются два достаточно устойчивых состояния — закрытое с малой проводимостью и открытое с высокой проводимостью.

Что такое тиристор

Тиристорная характеристика

Данное устройство можно рассматривать и использовать как электронный переключатель или ключ, которые управляются с помощью нагрузки со слабыми сигналами, а также могут переключаться из одного режима в другой. Общее количество современных тиристоров делится по способу управления и степени проводимости, что означает одно направление или два (такие устройства еще называют симисторами).

Тиристоры

также характеризуются нелинейной вольт-амперной характеристикой с отрицательным сечением дифференциального сопротивления. Эта особенность роднит такие устройства с транзисторными ключами, но между ними есть отличия. Так в тиристорах переход из одного состояния в другое в интегральной электрической цепи происходит лавинным скачком, а также методом внешнего воздействия на само устройство. Последнее осуществляется двумя способами — током напряжения или воздействием света фототиристора.

Применение и типы тиристоров

Сфера применения этих устройств достаточно разнообразна – это электронные ключи, современные системы CDI, выпрямители с механическим управлением, диммеры или регуляторы мощности, а также инверторные преобразователи.

Как было сказано выше, такие устройства делятся на диодные и триодные. Первый тип еще называют динисторами с двумя выводами, он делится на устройства, не имеющие возможности проводить проводимость в обратном направлении, на тип с проводимостью в обратном направлении и на симметричные устройства.Ко второму типу относятся тиристоры с обратной проводимостью, устройства с обратной проводимостью, симметричные тиристоры, асимметричные устройства и запираемые тиристоры.

Помимо количества выводов, существенных и принципиальных различий между ними нет. Но, если в динисторе открытие происходит после достижения напряжения между анодом и катодом, которое зависит от типа прибора, то имеющееся напряжение в тиристоре можно в несколько раз уменьшить или совсем снять подачей импульса тока.

Существуют различия между SCR и фиксирующими устройствами. Так у первого типа переход в закрытое состояние происходит после уменьшения тока или после смены полярности, а в запираемых устройствах переход в открытое состояние осуществляется действием тока на управляющий электрод.

Электронный балласт для люминесцентной лампы. Принцип работы люминесцентных ламп

Экономичные люминесцентные лампы способны работать только с электронными балластами.Эти устройства предназначены для выпрямления тока. Информации по ЭПРА (схема, ремонт и подключение) очень много. Однако в первую очередь важно изучить устройство устройства.

Стандартная модель включает трансформатор, динистор и транзистор. Довольно часто для защиты системы устанавливается предохранитель. Для подключения светильников предусмотрены специальные лампы. Также в устройстве есть выходы, на которые подается электропитание.

Принцип работы

Принцип работы электронного балласта основан на преобразовании тока. Весь процесс начинается после подачи электричества в канал. Затем в работу вступает дроссель. На этом этапе предельная частота устройства значительно снижается. В этом случае отрицательное сопротивление в цепи, наоборот, увеличивается. Затем ток проходит через динистор и попадает на транзистор. В результате ток преобразуется. В конце концов, напряжение нужного диапазона для люминесцентной лампы проходит через трансформатор.

Модели диодного типа

Модели диодного типа на сегодняшний день считаются бюджетными.В этом случае трансформаторы используются только как понижающие. Некоторые производители устанавливают транзисторы открытого типа. Благодаря этому процесс снижения частоты в цепи происходит не очень резко. Для стабилизации выходного напряжения используются два конденсатора. Если рассматривать современные модели балластов, то там динисторы рабочего типа. Раньше их заменяли обычные преобразователи.

Двухконтактные модели

Этот тип схемы электронного балласта для люминесцентной лампы отличается от других моделей тем, что в нем используется регулятор. Таким образом, пользователь имеет возможность регулировать параметр выходного напряжения. Трансформаторы используются в различных устройствах. Если рассматривать распространенные модели, то есть и понижающие аналоги. Однако по параметрам им не уступают однофазные конфигурации.

Всего конденсаторов в цепи для моделей два. Также двухконтактные схемы ЭПРА энергосберегающих ламп включают в себя дроссель, который устанавливается за выходными каналами. Транзисторы для моделей только емкостные. На рынке они представлены как постоянного, так и переменного типа.Предохранители в устройствах используются редко. Однако если для выпрямления тока в цепи установлен тиристор, то без него не обойтись.

Схема балласта «Эпра» 18 Вт

Данная схема электронного балласта для люминесцентной лампы включает в себя понижающий трансформатор, а также две пары конденсаторов. Транзистор для модели предусмотрен только один. Отрицательное сопротивление он максимально способен выдержать при 33 Ом. Для устройств такого типа это считается нормальным. Также в схему ЭПРА на 18 Вт входит дроссель, который расположен над трансформатором.Токовый транзистор для преобразования тока модульного типа. Тактовая частота снижается с помощью тетрода. Этот элемент расположен возле дроссельной заслонки.

Балласт «Эпра» 2х18Вт

Указанный электронный балласт 2х18 (схема показана ниже) состоит из выходных транзисторов, а также понижающего трансформатора. Если говорить о транзисторе, то в данном случае он предусмотрен открытого типа. В схеме два конденсатора. Другой электронный балласт «Эпра» на 18 ватт имеет дроссель, который находится под трансформатором.

Конденсаторы стандартно устанавливаются возле каналов. Процесс преобразования осуществляется за счет понижения тактовой частоты устройства. Стабильность напряжения в этом случае обеспечивается качественным динистором. Всего у модели два канала.

Схема балласта «Эпра» 4х18 Вт

Данный электронный балласт 4х18 (схема показана ниже) включает в себя конденсаторы инвертирующего типа. Их емкость составляет ровно 5 пФ. При этом параметр отрицательного сопротивления в ЭПРА составляет до 40 Ом.Также важно упомянуть, что дроссель в представленной комплектации находится под динистором. Транзистор у этой модели один. Трансформатор для выпрямления тока применяется вниз. Перегрузки он способен выдержать в сети большие. Однако предохранитель в цепи все же установлен.

Балласт Навигатор

Электронный балласт Навигатор (схема показана ниже) содержит однопереходный транзистор. Также отличие этой модели заключается в наличии специального регулятора.С его помощью пользователь может регулировать параметр выходного напряжения. Если говорить о трансформаторе, то он в цепи предусмотрен понижающего типа. Он расположен рядом с дросселем и закреплен на пластине. Резистор для этой модели выбран емкостного типа.

В данном случае конденсаторов два. Первый находится рядом с трансформатором. Его предельная емкость равна 5 пФ. Второй конденсатор в схеме расположен под транзистором. Емкость его равна аж 7 пФ, а максимальное сопротивление он может выдержать на уровне 40 Ом.Предохранитель в этих ЭПРА не используется.

Схема электронного балласта на транзисторах EN13003A

Электронный балласт для люминесцентной лампы на транзисторах EN13003A сегодня достаточно распространен. Модели выпускаются, как правило, без регуляторов и относятся к классу бюджетных устройств. Однако устройства могут служить долго, и у них есть предохранители. Если говорить о трансформаторах, то они подходят только редукционного типа.

В цепи возле дросселя установлен транзистор.Система защиты для таких моделей в основном используется стандартная. Контакты прибора защищены диодисторами. Также в схему электронного балласта 13003 входят конденсаторы, которые часто устанавливают емкостью около 5 пФ.

Использование понижающих трансформаторов

Электронный балласт для люминесцентных лампЛампы с понижающими трансформаторами часто включают регуляторы напряжения. При этом используются транзисторы, как правило, открытого типа. Многие специалисты ценят его за высокую проводимость тока.Однако для нормальной работы устройства очень важен качественный ди-дино.

Для трансформаторов понижающих, действующие аналоги. В первую очередь их ценят за компактность, а для ЭПРА это существенное преимущество. Кроме того, они отличаются пониженной чувствительностью, и небольшие сбои в сети им не страшны.

Применение векторных транзисторов

Векторные транзисторы в электронных балластах применяются очень редко. Однако в современных моделях они все же встречаются.Если говорить о характеристиках компонентов, то важно отметить, что они сохраняют отрицательное сопротивление на уровне 40 Ом. Однако с перегрузками они справляются довольно плохо. При этом важную роль играет параметр выходного напряжения.

Если говорить о транзисторах, то для указанных трансформаторов подходят более ортогональные. Стоят они на рынке довольно дорого, но энергопотребление моделей крайне низкое. При этом модели с векторными трансформаторами в компактности существенно проигрывают конкурентам с понижающими комплектациями.

Схема со встроенным контроллером

Электронный балласт для люминесцентных ламп со встроенным контроллером довольно прост. В этом случае трансформаторы нижнего типа. В системе два конденсатора. Для снижения предельной частоты в модели установлен динистор. Транзистор используется в ЭПРА рабочего типа. Отрицательное сопротивление, он способен выдержать не менее 40 Ом. Выходные триоды в моделях этого типа практически не используются. Однако предохранители установлены, и при сбоях в сети они здорово помогают.

Применение триггеров низкочастотных

Триггер для ЭПРА для люминесцентных ламп устанавливается в случае, когда отрицательное сопротивление в цепи превышает 60 Ом. Нагрузка от трансформатора очень хорошая. Предохранители устанавливаются очень редко. Трансформаторы для моделей этого типа используются только в векторной форме. При этом понижающие аналоги не справляются с резкими скачками предельной тактовой частоты.

Непосредственно динисторы в моделях устанавливаются возле дросселей.Компактные электронные балласты совсем другие. В данном случае многое зависит от компонентов используемого устройства. Если говорить о моделях с регуляторами, то они требуют много места. Также они способны работать в ЭПРА всего на двух конденсаторах.

Модели без регуляторов очень компактны, однако транзисторы для них можно использовать только ортогонального типа. Они отличаются хорошей проводимостью. Однако следует иметь в виду, что эти ЭПРА на рынке покупателю не будут дорогими.

Схема термостата для инкубатора своими руками. Терморегулятор для инкубатора на микроконтроллере

Современные инкубаторы изготавливаются с качественными терморегуляторами. Некоторые из них имеют микроконтроллеры. Для обычного инкубатора термостат можно сделать самостоятельно. Однако в данном случае многое зависит от типа модели. Чтобы разобраться в этом подробнее, необходимо рассмотреть конкретные конфигурации.

Модель для инкубатора «Квочка МИ-30» своими руками

Схема терморегулятора для инкубатора «Квочка» включает в себя полевые транзисторы, а также выпрямитель.Регулятор в этом случае снабжен динистором. Непосредственно конденсаторы используются открытого типа. Для самостоятельной сборки модификации требуется обычный изолятор. Микросхема в указанном инкубаторе используется в серии РР20.

Схема модели для инкубатора «Золушка»

Схема терморегулятора для инкубатора «Золушка» состоит из поворотного регулятора. Выпрямитель используется с двумя контактами. Для того чтобы собрать модификацию самостоятельно, используется один динистор.Коэффициент перегрузки данного термостата колеблется в районе 2 А. Входное напряжение схемы не более 12 В. Резисторы в системе применены как полевого, так и подстроечного типа. В этом случае приемопередатчики для сборки не требуются.

Устройство для инкубатора «Наседка»

Схема терморегулятора для инкубатора «Наседка» включает модульный выпрямитель. Приемопередатчики полевого типа. Всего в схеме используется три конденсатора. Их емкость по входу составляет 12 пФ.Чувствительность самой системы колеблется в районе 3 мкм. Расширитель для терморегулятора установлен полупроводникового типа. Стабилизатор для модели не применяется. Выходное напряжение прибора 10 В.

Прибор на К157УД2

Схема терморегулятора для инкубатора на К157УД2 состоит из модульного выпрямителя. Регулятор в этом случае используется с дипольным резистором. В схеме пять конденсаторов. Их емкость не более 3,5 пФ. Экстендер в модели используется без стабилизатора.Усилитель установлен на выходе. Всего в модели используется два диода. Чип предназначен для серии PP20. Динистор в данном случае отсутствует.

Устройства с микроконтроллером

Схема термостата для инкубатора на микроконтроллере входит модульный выпрямитель. Для самостоятельной сборки модификации необходим поворотный регулятор. Расширитель чаще всего используется переключаемого типа. Приемопередатчики используются как однополюсного, так и биполярного типа.

При отсутствии модулятора используется кенотрон.Параметр чувствительности должен достигать максимум 5 мкм. Выходное напряжение системы не должно превышать 12 В.

Модификации с импульсными триодами

Данный тип схемы терморегулятора для инкубатора, созданный своими руками, включает конденсаторный модулятор. Микросхемы чаще всего используются многоканального типа. Для самостоятельной сборки используется однополюсный трансивер. Всего для работы требуется два динистора. На выходе схемы установлен мощный транзистор.Используются прямоимпульсные триоды со стабилизатором. В среднем чувствительность термостата не должна превышать 6 мкм. Выходное напряжение 10 В. Для защиты устройства от сбоев используются различные предохранители.

Применение исправных транзисторов

Исправные триоды в приборах устанавливаются достаточно редко. Компоновка инкубатора включает подстроечные резисторы. Во многих моделях используются подстроечные транзисторы. Непосредственно за выпрямителями установлены триоды. В целях самостоятельной сборки модели не обойтись без качественного модулятора.

В данном случае нам понадобится три транзистора полевого типа. Их емкость не должна превышать 2,2 пФ. Непосредственно трансивер устанавливается за регулятором. Стабилизатор применяется только линейного типа. Он установлен на чипе. Выходное напряжение приборов этого типа около 12 В. В свою очередь чувствительность терморегуляторов не более 6 мк.

Одноканальные транзисторы для терморегуляторов

С одноканальными транзисторами схема термостата для инкубатора (прибор сделать своими руками несложно) состоит из модульного выпрямителя, а также микросхемы.Регуляторы для этих моделей берутся с двумя резисторами. Эспандер чаще используется в тюнинговом типе. Для самостоятельной сборки модификации используются только полупроводниковые тиристоры. Есть два изолятора для цепи. Конденсаторы можно использовать емкостного типа. Как правило, показатель перегрузки находится на уровне 4,3 А. При этом выходное напряжение достигает максимум 13 В.

Схема с двухканальными транзисторами

Эта схема термостата для инкубатора своими руками предполагает использование полупроводниковых резисторов.Непосредственно выпрямители стандартно используются с модулятором. Всего на схеме три конденсатора.

Стабилизатор используется с высокой пропускной способностью. Динистер для терморегулятора подходит только аналогового типа. Расширитель в схеме установлен за модулятором. Непосредственно регулятор предусмотрен поворотного типа. Диоды в этом случае устанавливаются за выпрямителем.

Устройство с конденсатором малой емкости

Схема терморегулятора данного типа предполагает использование модульного выпрямителя.Непосредственно конденсатор используется емкостью не более 2,3 пФ. Резисторы для модели подбираются с подстроечным типом. Всего в устройстве три расширителя. Безопасную работу устройства обеспечивают изоляторы.

Динисторы в схеме аналогового типа. Всего на модель требуется один стабилизатор. Трансиверы в этом случае отсутствуют. Выходное напряжение термостата 10 В. Чувствительность модулятора не более 6 мк. Показатель перегрузки устройства находится на уровне 3.3 А.

Использование селективных конденсаторов

Терморегуляторы с селективными конденсаторами являются обычным явлением. Стандартная схема устройства состоит из модульного выпрямителя и двух диодов. Для протягивания сигнала на микросхему используется расширитель. В схеме два резистора.

Приемопередатчик использует только один. Показатель чувствительности при этом находится на уровне 4 мкм. Регулятор используется стандартного поворотного типа. Также важно отметить, что существуют модификации с микроконтроллерами.Входное напряжение приборов не превышает 13 В. Средний параметр перегрузки 3,6 А.

Схема устройства на резонансных конденсаторах

С резонансными конденсаторами схема Термостат для инкубатора своими руками включает кодовый расширитель. Чувствительность системы не более 5 мкм. Выпрямитель для моделей подходит только модульного типа. Как правило, резисторы используются подстроечными усилителями. Приемопередатчик находится в цепи за регулятором.

Для повышения уровня пропускной способности применяются динисторы. В некоторых случаях термостаты изготавливаются с кенотронами. Чаще всего они частотного типа. Если говорить о параметрах, то емкость конденсаторов не превышает 5,2 пФ. При этом напряжение находится на уровне 13 В. В среднем параметр перегрузки составляет 3 А.

Описание динистора db3. Как это проверить? Динисторы, их аналоги и тиристоры

Наряду с устройствами, предназначенными для линейного усиления сигналов, в электронике, в вычислительной технике и особенно в автоматике широко применяются устройства с падающим участком ВАХ.Эти устройства чаще всего выполняют функции электронного ключа и имеют два состояния: закрытое, характеризующееся высоким сопротивлением; и открытые, характеризующиеся минимальным сопротивлением.

Рассмотрим работу диода, состоящего из четырех чередующихся -слоев (рис. 1.26).

Если в устройстве нет возможности установить требуемый динизор, можно пойти другим путем и собрать схему, показанную на рис. 1.28.

Электронные устройства с динисторами (многие из этих устройств являются источниками питания и преобразователями напряжения) обладают этими преимуществами; как низкое рассеивание мощности и высокая стабильность выходного напряжения.Одним из недостатков является ограниченный выбор выходных напряжений из-за напряжения включения (открытия) динисторов. Устранение этого недостатка является задачей разработчиков и производителей современной элементной базы динисторов.

Оснащаем одно из оснований динистора, например, и, внешним выводом и этим третьим электродом задаем дополнительный ток через переход. Реальные четырехслойные конструкции характеризуются разной толщиной основания.В качестве управляющего используется база, в которой коэффициент передачи ots близок к единице. В этом случае устройство будет обладать свойствами тиратрона. Для такого устройства, или тиристора, используется та же терминология, что и для обычного транзистора: выходной ток называется током коллектора, а управляющий — базовым. Слой, примыкающий к основанию, считается эмиттером, хотя с физической точки зрения эмиттером является и второй внешний слой, в данном случае n 2,

.

При увеличении тока управления Iq напряжение прямого переключения уменьшается, ток прямого переключения частично увеличивается, а ток обратного переключения уменьшается.В результате отдельные кривые с нарастающим током 1 (как бы «вписываются» друг в друга до полного исчезновения отрицательного участка (такая кривая называется выпрямленной характеристикой).

Powerful используются в качестве контакторов, токовых выключателей, а также в DC-DC преобразователях, инверторах и выпрямительных схемах с регулируемым выходным напряжением.

Время переключения тиристоров значительно меньше, чем у тиратронов. Даже для мощных устройств (с токами в десятки ампер и более) время переключения вперед составляет около 1 мкс, а время переключения назад не превышает 10 … 20 мкс. Наряду с конечной длительностью фронтов напряжения и тока существуют запаздывающие фронты относительно момента подачи управляющего импульса. Наряду с мощными тиристорами разрабатываются и маломощные варианты. В таких устройствах время переключения вперед исчисляется десятками, а время переключения назад — сотнями наносекунд. Столь высокие характеристики обеспечиваются малой толщиной слоя и наличием электрического поля в толстой основе. Маломощные быстродействующие используются в различных триггерных и релаксационных схемах.

Современные электронные устройства используют очень широкий спектр самых разнообразных электронных устройств. Иногда отсутствие одного или нескольких из этих элементов может замедлить или даже прервать монтаж или разводку схемы.

Очень часто бывают ситуации, когда необходимо заменить один элемент на другой . Если речь идет о простой замене одного номинала резистора или конденсатора на другой, то решение проблемы замены или подбора замещающего номинала очевидно.Менее очевидны замены радиоэлементов, обладающих специфическими свойствами, присущими только им.

Ниже мы рассмотрим вопросы замены некоторых специальных полупроводниковых приборов на их аналоги из более доступных элементов.

В импульсной технике широко применяются управляемые и неуправляемые коммутационные элементы, имеющие вольт-амперную характеристику с N- или S-образным сечением. Это лавинные транзисторы, газоразрядники, динисторы, тиристоры, симисторы, однопереходные транзисторы, лямбда-диоды, туннельные диоды, инжекционные полевые транзисторы и другие элементы.

В генераторах релаксационных импульсов, различных преобразователях электрических и неэлектрических величин в частоту широко используются биполярные лавинные транзисторы. Следует отметить, что специально такие транзисторы практически не производятся. На практике для этой цели используются обычные транзисторы в необычном режиме включения или работы.

Эквивалент лавинного транзистора и динистора

Лавинный транзистор — полупроводниковый прибор, работающий в лавинном режиме.Такая поломка обычно возникает при превышении напряжения максимально допустимого значения.

Предотвратить тепловой пробой (необратимое повреждение) транзистора можно при ограничении тока через транзистор (путем подключения высокоомной нагрузки).

Лавинный пробой транзистора может происходить при «прямом» и «инверсном» включении транзистора. Напряжение лавинного пробоя при инверсном переключении (полярность полупроводникового прибора, обратная общепринятой, рекомендуемой) обычно ниже, чем при «прямом» включении.

Часто не используется вывод базы транзистора (не связан с другими элементами схемы). В некоторых случаях вывод базы соединяется с эмиттером через резистор высокого сопротивления (сотни Ом — единицы МОм). Это позволяет в определенных пределах управлять величиной напряжения лавинного пробоя.

На рис. На рис.1 представлена ​​схема эквивалентной замены лавинного транзистора интегрального выключателя К101КТ1 его дискретными аналогами.Интересно отметить, что при ближайшем рассмотрении эта схема идентична эквивалентной схеме динистора (рис. 1), тиристора (рис. 2) и однопереходного транзистора (рис. 4).

Заметим попутно, что тип ВАХ всех этих полупроводниковых приборов имеет общие характерные черты. По их ВАХ имеется S-образное сечение, сечение с так называемым «отрицательным» динамическим сопротивлением. Благодаря этой особенности вольт-амперной характеристики перечисленные устройства можно использовать для генерации электрических колебаний.

Рис. 1. Аналог лавинного транзистора и динистора.

Тиристорный аналог

Тиристоры, динисторы и аналогичные элементы способны управлять очень большой мощностью, подводимой к нагрузке, с очень малыми внутренними потерями.

Тиристоры — устройства с двумя устойчивыми состояниями: состояние малой проводимости (нет проводимости, прибор заблокирован) и состояние высокой проводимости (проводимость близка к нулю, прибор разомкнут). Представители класса тиристоров [А.Вишневский]:

  • тиристоры диодные ( динисторы , диаки), имеющие два вывода (анод и катод), управляемые подачей напряжения на электроды с большой скоростью его нарастания или повышением прикладываемого напряжения до значения, близкого к критическому;
  • триодные тиристоры ( тринисторы , симисторы), трехэлектродные элементы, управляющий электрод которых служит для перевода тиристора из закрытого состояния в открытое;
  • тиристоры-тетрод , имеющие два управляющих электрода;
  • симметричные тиристоры — симисторы , имеющие пятислойную структуру.Это полупроводниковое устройство иногда называют полупроводником.

Диодные тиристоры (динисторы) , ассортимент которых не так велик, отличаются в основном максимально допустимым прямым прямым напряжением в закрытом состоянии.

Так, для динисторов типов КН102А, Б, В, Г, Д, Е, Ф, И (2Н102А — И) значения этих напряжений соответственно 5, 7, 10, 14, 20, 30, 40, 50 В при обратном токе не более 0,5 мА. Максимально допустимый открытый постоянный ток для этих полупроводниковых приборов равен 0.2 А при остаточном напряжении холостого хода 1,5 В.

На рис. 1 показана эквивалентная схема низковольтного динистора. Если принять R1 = R3 = 100 Ом, то можно получить динистор с регулируемым (с помощью резистора R2) напряжением переключения от 1 до 25 В [Wojciechowski J., P 11/73-40, P 12/76-29 ]. При отсутствии этого резистора и при условии R1 = R3 = 5,1 кОм напряжение переключения будет 9 В, а при R1 = R3 = 3 кОм –12 В.

Аналог тиристора р-р-р-р-структуры, описанный в книге Ю.Войцеховского показано на рис. 2. Буква А обозначает анод; К – катод; УЭ — контрольный электрод. В схемах (рис. 1, 2) могут быть использованы транзисторы типа КТ315 и КТ361.

Необходимо только, чтобы напряжение, подаваемое на полупроводниковый прибор или его аналог, не превышало предельных паспортных значений. В таблице (рис. 2) показано, на какие номиналы R1 и R2 следует ориентироваться при создании аналога тиристора на основе германиевых или кремниевых транзисторов.

Рис. 2. Аналог тиристора.

В разрывы электрической цепи, показанные на схеме (рис. 2) крестиками, могут быть включены диоды, позволяющие влиять на вид ВАХ аналога. В отличие от обычного тиристора, его аналогом (рис. 2) можно управлять с помощью дополнительного выхода — управляющего электрода UEDop, подключенного к базе транзистора VT2 (верхний рисунок) или VT1 ​​(нижний рисунок).

Обычно тиристор включается кратковременной подачей напряжения на управляющий электрод РЭ.При подаче напряжения на электрод UEDop тиристор, наоборот, может переключаться из включенного состояния в выключенное.

Динистор с аналоговым управлением

Аналог управляемого динистора можно создать с помощью тиристора (рис. 3) [P 3/86-41]. При указанных на схеме типах элементов и изменении сопротивления резистора R1 от 1 до 6 кОм напряжение переключения динистора в проводящее состояние изменяется от 15 до 27 В.

Рис.3. Аналог управляемого динистора.

Однопереходный транзистор Эквивалент

Рис. 4. Аналог однопереходного транзистора.

Эквивалентная схема полупроводникового прибора, применяемого в генераторных устройствах, — однопереходного транзистора — представлена ​​на рис. 4. Б1 и Б2 — первая и вторая базы транзистора.

Эквивалентный инжекторный полевой транзистор

Инжекционный полевой транзистор — полупроводниковый прибор с S-образной ВАХ.Такие устройства широко применяются в импульсной технике — в генераторах релаксационных импульсов, преобразователях напряжение-частота, резервных и управляемых генераторах и т. д.

Такой транзистор можно составить, объединив полевой и обычный биполярный транзисторы (рис. 5, 6). На основе дискретных элементов можно моделировать не только полупроводниковую структуру.

Рис. 5. Аналоговый инжекционный полевой транзистор р-структуры.

Рис. 6. Аналоговый инжекционный полевой транзистор p-структуры.

Эквивалент газового разрядника низкого напряжения

На рис. 7 представлена ​​схема эквивалентного устройства низковольтного газоразрядника [ПТЭ 4/83-127]. Это устройство представляет собой газонаполненный цилиндр с двумя электродами, в котором происходит электрический межэлектродный пробой при превышении определенного критического значения напряжения.

«Пробивное» напряжение для аналога газового разрядника (рис. 7) равно 20 В. Таким же образом можно создать аналог, например, неоновой лампы.

Рис. 7. Аналоговый газоразрядник – эквивалентная схема замены.

Эквивалентная замена лямбда-диодам

Полупроводниковые устройства, такие как лямбда-диоды , туннельные диоды . На вольт-амперных характеристиках этих приборов имеется N-образная область.

Лямбда-диоды и туннельные диоды

могут использоваться для генерации и усиления электрических сигналов. На рис. 8 и рис. 9 показаны схемы, имитирующие лямбда-диод [ПТЭ 9/87-35].

На практике в генераторах часто используют схему, показанную на рис. 9 [ПТЭ 5/77-96]. Если между стоками полевых транзисторов включить управляемый резистор (потенциометр) или транзистор (полевой или биполярный), то видом ВАХ такого «лямбда-диода» можно управлять в широких пределах: контролировать частоты генерации, модуляции высокочастотных колебаний и др.

Рис. 8. Аналог лямбда-диода.

Рис.9. Аналог лямбда-диода.

Эквивалентная замена туннельным диодам

Рис. 10. Аналоговый туннельный диод.

Туннельные диоды также используются для генерации и усиления высокочастотных сигналов. Некоторые представители этого класса полупроводниковых приборов способны работать до частот, недостижимых в обычных условиях — порядка единиц ГГц. Устройство, моделирующее ВАХ туннельного диода, показано на рис.10 [П 4/77-30].

Эквивалентная схема варикапа

Варикапы — это полупроводниковые приборы с переменной емкостью. Принцип их действия основан на изменении барьерной емкости полупроводникового перехода при изменении приложенного напряжения.

Чаще на варикап подается обратное смещение, реже прямое. Такие элементы обычно используются в узлах настройки радио- и телеприемников. В качестве варикапов используются обычные диоды и стабилитроны (рис.11), а также их полупроводниковые аналоги (рис. 12, рис. 13 [ПТЭ 2/81-151]).

Рис. 11. Варикап.

Рис. 12. Схема аналога варикапа.

Рис. 13. Аналоговая схема варикапа на основе полевого транзистора.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1).

Динистор — двухэлектродный прибор, разновидность тиристора, и, как я уже говорил, не полностью управляемый ключ, который можно выключить, только уменьшив ток, проходящий через него.Он состоит из четырех чередующихся областей различного типа проводимости и имеет три np-перехода. Соберем гипотетическую схему, подобную той, что мы использовали для изучения диода, но добавим в нее переменный резистор, а диод заменим динистором:

Итак, сопротивление резистора максимальное, прибор показывает «0». Начинаем уменьшать сопротивление резистора. Напряжение на динисторе растет, тока через проход не наблюдается. При дальнейшем уменьшении сопротивления в определенный момент времени на динисторе появится напряжение, способное его открыть ( U открыть ). Динистор тут же откроется и величина тока будет зависеть только от сопротивления схема и самый открытый динистор — «ключ» сработал.

Как закрыть ключ? Начинаем уменьшать напряжение — ток уменьшается, но только за счет увеличения сопротивления переменного резистора, состояние динистора остается прежним. В определенный момент времени ток через динистор уменьшается до определенного значения, которое обычно называют током удержания ( I бьет ). Динистор моментально закрывается, ток падает до «0» — ключ замыкается.

Таким образом, динистор открывается, если напряжение на его электродах достигает Uоткр и закрывается, если ток через него меньше I уд.Для каждого типа динистора, конечно, эти значения разные, но принцип работы остается одинаковым. Что будет, если динистор включить «наоборот»? Собираем другую схему, поменяв полярность батарейки.

Сопротивление резистора максимальное, тока нет. Увеличиваем напряжение — тока все равно нет и не будет, пока напряжение на динисторе не превысит максимально допустимое. Как только он превысит, динистор просто сгорит.Попробуем изобразить то, о чем мы говорили, на координатной плоскости, на которую мы отложили напряжение на динисторе по оси X, а ток через него по оси Y:

Таким образом, в одном направлении динистор ведет себя как обычный диод в обратном включении (просто запирается, закрывается), в другом лавинообразно открывается, но только при определяемом на нем напряжении или закрывается, как только ток через открытое устройство падает ниже указанного паспортного значения.

Таким образом, основные параметры динистора можно привести к нескольким значениям:

— Напряжение открытия;
— Минимальный ток удержания;
— Максимально допустимый постоянный ток;
— Максимально допустимое обратное напряжение;
— Падение напряжения на открытом динисторе.

♦ Как мы уже выяснили — тиристор, это полупроводниковый прибор со свойствами электроклапана. 2-выводной тиристор (А — анод, К — катод) Это динистор. Тиристор трехвыводной (А — анод, К — катод, Уэ — управляющий электрод) , это тринистор, или в быту его просто называют тиристор.

♦ С помощью управляющего электрода (при определенных условиях) можно изменить электрическое состояние тиристора, то есть перевести его из состояния «выключено» в состояние «включено».
Тиристор открывается, если приложенное напряжение между анодом и катодом превышает значение U = Uпр , то есть напряжение пробоя тиристора;
Тиристор можно открыть даже при напряжении менее Uпр между анодом и катодом (U если подать импульс напряжения положительной полярности между управляющим электродом и катодом.

♦ В открытом состоянии тиристор может оставаться сколь угодно долго, пока на него подается напряжение питания.
Тиристор можно закрыть:

  • — если уменьшить напряжение между анодом и катодом до U = 0 ;
  • — если уменьшить анодный ток тиристора до значения меньше тока удержания Iуд .
  • — подача запирающего напряжения на управляющий электрод, (только для запираемых тиристоров).

Тиристор также может находиться в закрытом состоянии сколь угодно долго, до прихода запускающего импульса.
Тиристоры и динисторы работают как в цепях постоянного, так и переменного тока.

Работа динистора и тиристора в цепях постоянного тока.

Рассмотрим несколько практических примеров.
Первое применение динистора — генератор звука релаксации . .

В качестве динистора используем КН102А-Б.

♦ Генератор работает следующим образом.
При нажатии кнопки Кн через резисторы R1 и R2 происходит постепенная зарядка конденсатора ОТ (+ батареи — замкнутые контакты кнопки КН — резисторы — конденсатор С — минус батареи).
Параллельно конденсатору подключена цепочка из телефонного капсюля и динистора. Через телефонный капсюль и динистор ток не течет, так как динистор все еще «заперт».
♦ При достижении конденсатором напряжения, при котором происходит пробой динистора, импульс тока разряда конденсатора проходит через катушку телефонного капсюля (С — телефонная катушка — динистор — С). Из телефона слышен щелчок, конденсатор разряжен. Затем снова происходит заряд конденсатора С и процесс повторяется.
Частота повторения щелчков зависит от емкости конденсатора и величины сопротивления резисторов R1 и R2 .
♦ При указанных на схеме напряжении, резисторах и конденсаторе частота звукового сигнала с помощью резистора R2 может быть изменена в пределах 500 – 5000 герц. Телефонный капсюль необходимо использовать с катушкой низкого сопротивления 50 — 100 Ом , не более, например телефонный капсюль ТК-67-Н .
Телефонный капсюль необходимо включать в полярности, иначе работать не будет.На капсуле есть обозначения + (плюс) и — (минус).

♦ Данная схема (рис. 1) имеет один недостаток. Из-за большого разброса параметров динистора КН102 (разное напряжение пробоя) в ряде случаев потребуется увеличить напряжение источника питания до 35 — 45 вольт , что не всегда возможно и удобно .

Устройство управления в сборе на тиристоре для включения/отключения нагрузки одной кнопкой показано на рис.2.


Устройство работает следующим образом.
♦ В исходном состоянии тиристор закрыт и лампа не горит.
Нажать кнопку Kn в течение 1-2 секунд . Контакты кнопки разомкнуты, катодная цепь тиристора разорвана.

В этот момент конденсатор С заряжается от источника питания через резистор R1 . Напряжение на конденсаторе U достигает источника питания.
Отпустить кнопку Кн .
В этот момент происходит разряд конденсатора по цепи: резистор R2 — управляющий электрод тиристора — катод — замкнутые контакты кнопки КН — конденсатор.
В цепи управляющего электрода потечет ток, тиристор «Открыт» .
Свет загорается и по схеме: плюс батарейки — нагрузка в виде лампочки — тиристор — замкнутые контакты кнопки — минус батарейки.
В этом состоянии схема будет оставаться сколь угодно долго .
В этом состоянии разряжены конденсаторы: резистор R2, электрод управления переходом — катод тиристора, контакты кнопки Кн.
♦ Для выключения лампы кратковременно нажмите кнопку Кн . В этом случае происходит обрыв основной цепи питания лампочки. Тиристор «Закрывает» . При замыкании контактов кнопки тиристор останется в закрытом состоянии, так как на управляющем электроде тиристора Uынп = 0 (конденсатор разряжен).

Мною были испытаны и надежно работали в этой схеме различные тиристоры: КУ101, Т122, КУ201, КУ202, КУ208 .

♦ Как уже было сказано, динистор и тиристор имеют свой транзисторный аналог .

Аналоговая схема тиристора состоит из двух транзисторов и показана на рис. 3 .
Транзистор Tr 1 имеет p-n-p транзистор проводимости Tr 2 имеет n-p-n проводимость. Транзисторы могут быть как германиевые, так и кремниевые.

Аналог тиристора имеет два управляющих входа.
Первая запись: А — Be1 (эмиттер — база транзистора Tr1).
Второй вход: К — Ue2 (эмиттер — база транзистора Tr2).

Аналог имеет: А — анод, К — катод, Ве1 — первый управляющий электрод, Ве2 — второй управляющий электрод.

Если управляющие электроды не используются, то это будет динистор, с электродами А — анод и К — катод .

♦ Пару транзисторов, для аналога тиристора, необходимо подобрать одинаковой мощности с током и напряжением выше необходимых для работы прибора.Аналоговые параметры тиристора (напряжение пробоя Unp, ток удержания Iyд) будет зависеть от свойств используемых транзисторов.

♦ Для более стабильной работы аналога в схему добавлены резисторы R1 и R2. А резистором R3 можно регулировать напряжение пробоя Uпр и ток удержания Iyd аналог динистора — тиристора. Схема такого аналога изображена на рис.4 .

Если в схеме генератора звуковой частоты (рис. 1) вместо динистора КН102 включить аналог динистора, то получится прибор с другими свойствами (рис. 5) .

Напряжение питания такой схемы будет от 5 до 15 вольт . Изменяя номиналы резисторов R3 и R5 можно изменить тембр звука и рабочее напряжение генератора.

Переменный резистор R3 аналоговое напряжение пробоя подбирается под используемое напряжение питания.

Тогда вы можете заменить его постоянным резистором.

Транзисторы Тр1 и Тр2: КТ502 и КТ503; КТ814 и КТ815 или любые другие.

♦ Интересная схема регулятора напряжения с защитой от короткого замыкания в нагрузке (рис. 6) .

Если ток в нагрузке превышает 1 ампер, сработает защита .

Стабилизатор состоит из:

  • — элемент управления — стабилитрон КС510 определяющий выходное напряжение;
  • — исполнительный элемент — транзисторы КТ817А, КТ808А выполняющие функции регулятора напряжения;
  • — в качестве датчика перегрузки используется резистор R4 ;
  • — исполнительный механизм защиты использует аналог динистора, на транзисторах КТ502 и КТ503 .

♦ На входе стабилизатора в качестве фильтра стоит конденсатор С1 . Резистор R1 Установлен ток стабилизации стабилитрона KS510 Значение 5-10 мА. Напряжение на стабилитроне должно быть 10 вольт .
Резистор R5 задает начальный режим стабилизации выходного напряжения.

Резистор R4 = 1,0 Ом , включен последовательно в цепь нагрузки. Чем больше ток нагрузки, тем больше на ней выделяется напряжение, пропорциональное току.

В исходном состоянии, когда нагрузка на выходе стабилизатора мала или выключена, тиристорный аналог закрыт. Подаваемого на него напряжения 10 вольт (со стабилитрона) недостаточно для пробоя. В этот момент падение напряжения на резисторе R4 практически равно нулю.
Если ток нагрузки постепенно увеличивается, падение напряжения на резисторе будет увеличиваться. Р4 . При определенном напряжении на R4 происходит пробой тиристорного аналога и устанавливается напряжение, между точкой Тч2 и общим проводом равное 1.5 — 2,0 вольта .
Это напряжение перехода анод-катод аналога открытого тиристора.

Одновременно загорается светодиод. D1 аварийная сигнализация. Напряжение на выходе стабилизатора, в этот момент, будет равно 1,5 — 2,0 вольт .
Для восстановления нормальной работы стабилизатора отключите нагрузку и нажмите кнопку Кн сбросом блокировки защиты.
На выходе стабилизатора снова будет напряжение 9 вольт и светодиод погаснет.
Настройка резистора R3 , возможен выбор тока срабатывания защиты от 1 ампера и выше . Транзисторы Т1 и Т2 можно разместить на одном радиаторе без изоляции. Сам радиатор следует изолировать от корпуса.

Что такое динистор и тиристор?


♦ Тиристор – полупроводниковый прибор на основе монокристаллического полупроводника с многослойной структурой типа p–n–p–n обладает свойствами управляемого электроклапана.Кремний обычно используется в качестве полупроводника.

Обычно тиристор имеет три вывода: два из них (катод и анод) контактируют с крайними областями монокристалла, а третий является управляющим. Такой управляемый тиристор иногда называют триодом, или тринистор.

Неуправляемый тиристор, имеющий только два вывода (анод — катод), называется диодным тиристором или динистором.

Четырехслойная структура тиристора показана на рис.1.

На рисунке 2 — его транзисторный аналог.

♦ Вольт-амперная характеристика, ВАХ динистора, имеет вид на рисунке 3.

Установившееся состояние (точка D на ВАХ ) достигается в результате перехода тиристорных транзисторов в режим насыщения. Падение напряжения на открытом тиристоре составляет примерно от 1,5 до 2,0 вольт.

Если к аноду приложить положительное напряжение относительно катода, то крайние электронно-дырочные переходы Р1 и Р3 оказываются сдвинутыми в прямом направлении, а центральный переход Р2 — в обратном.

При увеличении анодного напряжения Ua сначала медленно растет ток через динистор (участок А — Б на ВАХ) . Переходное сопротивление P2 , в этом режиме еще велико, это соответствует запертому состоянию динистора.

При определенном значении напряжения (участок В — С на ВАХ) . называемое напряжением переключения Uпер (напряжение лавинного пробоя перехода Р2), динистор переходит в проводящее состояние.
Ток установлен в цепи (участок D — E на ВАХ) определяется внешним сопротивлением рн цепи и величиной приложенного напряжения U (рис. 2).
Напряжение пробоя динистора в зависимости от образца колеблется в широких пределах и имеет значения порядка десятков и сотен вольт.
На вольт — амперной характеристике, ВАХ (рис. 3) , отмеченные участки:
— А — Б участок в прямом включении, здесь динистор заперт и напряжение на его выводах меньше необходимого для возникновения схода лавины;
— Б — С участок пробоя коллекторного перехода;
— C — D Секция отрицательного сопротивления;
— D — E график открытого состояния динистора (динистор включен).

Динистор имеет два устойчивых состояния:
— заблокирован (А — В)
— открытый (D — E)

На участке A — D — E хорошо видна вольт-кривая диода .

♦ Тиристор, имеющий три электрода – анод, катод и управляющий электрод – называется тринистор или просто тиристор. Четырехслойная структура типа p-n-p-n одинакова для тиристора-динистора. Просто у динистора нет дополнительного вывода управляющего электрода.
При подаче тока в цепь управляющего электрода тиристор переходит в открытое состояние при более низких значениях напряжения переключения Uper .
Если каким-то образом уменьшить ток, проходящий через динистор — тиристор, то при каком-то его значении (точка D на ВАХ ) тиристор закроется. Минимальный ток, при котором тиристор-динистор переходит из открытого состояния в закрытое ( при токе управляющего электрода Iу = 0 ) называется током удержания Iуд .
Если через управляющий электрод тиристора пропустить ток затвора, то тиристор перейдет в открытое состояние. Транзисторный аналог тиристора (рис. 2) может быть включен двумя входами: между электродами (Е1 –В1) или между электродами (E2 — B2) .

♦ Вольт-амперная характеристика тиристора (рис. 4) аналогична вольт-амперной характеристике тиристора.

Однако отпирание тиристора обычно происходит при значительно меньшем напряжении, чем нужно динистору.Тиристор рано открывается из-за протекания тока через управляющий электрод. Чем больше ток управляющего электрода от Iy1 до Iy4 при меньшем напряжении Ua тринистор перейдет в открытое состояние. Это отражается на вольтамперной характеристике тиристора.

♦ Тиристоры выпускаются разной мощности: маломощные (ток 50 мА. — 100 мА) средней мощности (ток до 20 ампер ) и большой мощности (токи 20 — 10000 ампер) и значения напряжения от нескольких вольт до 10 тысяч вольт .

♦ По назначению и принципу действия тиристоры делятся на: запираемые, быстродействующие, импульсные, симметричные и фототиристоры. Тиристор и динистор пропускают ток только в одном направлении — от анода к катоду.

♦ В настоящее время появились двунаправленные динисторы (передают ток в обоих направлениях) и двунаправленные тиристоры (симисторы).


Симистор состоит как бы из двух включенных встречно тиристоров с управлением от одного управляющего электрода.Вольт-амперная характеристика (вольтамперная характеристика) симистора представлена ​​на рис. 5.
Она имеет две одинаковые ветви. При положительном полупериоде сетевого напряжения действует правая ветвь, при отрицательном полупериоде — левая.
На управляющий электрод подается либо положительное, либо отрицательное управляющее напряжение относительно катода. В цепях управления симистор может заменить два тиристора.

♦ Динисторы используются в регуляторах и переключателях, чувствительных к изменениям напряжения.
Наличие двух устойчивых состояний (включено — выключено), а также малая мощность рассеивания тиристора обусловили их широкое применение в различных устройствах.
Тиристоры применяются в регулируемых источниках питания, мощных генераторах импульсов, в линиях электропередачи постоянного тока, в системах автоматического управления и др.

Внешний вид тиристора и его обозначение на схемах:


Что такое динистор и тиристор, выводы тиристоров и их вольтамперные характеристики, работа динисторов и тиристоров в цепях постоянного и переменного тока, транзисторные аналоги тиристора и тиристора.

А также: методы контроля электрической мощности переменного тока, фазные и импульсно-фазовые методы.

Каждый теоретический материал подтверждается практическими примерами.
Приведены текущие схемы: релаксационный генератор и неподвижная кнопка, выполненные на динисторе и его транзисторном аналоге; схема защиты от короткого замыкания в регуляторе напряжения и многое другое.

Особый интерес у автомобилистов представляет схема зарядного устройства для аккумулятора 12 вольт на тиристорах.
Приведены графики формы напряжения в рабочих точках действующих устройств контроля напряжения переменного тока для фазового и импульсно-фазового методов.

Чтобы получать эти бесплатные уроки, подпишитесь на рассылку новостей, заполните форму подписки и нажмите кнопку «Подписаться».

М. МАРЬЯШ пос. Киропец Тернопольской области. Серийно выпускаемые динисторы по электрическим параметрам не всегда отвечают творческим интересам радиолюбителей-конструкторов. Например, нет динисторов с напряжением переключения 5 В… 10 и 200…400 В. Все динисторы имеют важный разброс значений этого классификационного параметра, который также зависит от температуры окружающей среды. Кроме того, они рассчитаны на относительно небольшой коммутируемый ток (менее 0,2 А), а значит, на небольшую коммутируемую мощность. Исключено плавное регулирование напряжения переключения, что ограничивает область применения динисторов. Все это заставляет радиолюбителей прибегать к созданию аналогов динисторов с нужными параметрами. Я давно занимаюсь поиском такого аналога.Как проверить микросхему к174пс1 Первоначальным вариантом был аналог, составленный из стабилитрона Д814Д и тринистора КУ202Н (рис. 1). Пока напряжение на аналоге меньше напряжения стабилизации стабилитрона, он закрыт и ток через него не течет. При достижении напряжения стабилизации стабилитрон сам открывается, открывается тринистор и вообще. В результате в цепи, в которую он включен, появляется ток. Величина этого тока определяется свойствами тринистора и сопротивлением нагрузки.Использование тринисторов…

Для схемы «Аналоговый высоковольтный стабилитрон»

Для цепи «Электронный предохранитель»

Как известно, существует множество различных источников тока, не обеспечивающих броню от аварийных токовых перегрузок — это почти все гальванические элементы и батареи, большая часть батарей и батарей из них, сетевые блоки питания, собранные по простейшей схеме и т.д. не менее часто такие источники используются для питания нагрузки в течение длительного времени без присмотра оператора.Если по тем или иным причинам произойдет значительное увеличение тока, потребляемого нагрузкой, это непременно приведет к перегреву такого источника и выходу его из строя, иногда с очень тяжелыми последствиями. Описываемое ниже устройство предназначено для автоматического отключения нагрузки от источника постоянного тока при возникновении в ее цепи перегрузки и световой индикации аварийного состояния. Это двухполюсное устройство, как и предохранитель, включается в разрыв плюсового провода цепи нагрузки.Электронный предохранитель (см. схему на рис. 1) состоит из мощного составного коммутационного элемента на транзисторах VT4VT3, токоизмерительного резистора R2, транзисторного аналога динистора VT1VT2 и шунтирующего транзистора VT5. При включении питания составной транзистор VT4VT3 открывается током, протекающим через резистор R1 и эмиттерный переход VT4. Схемы микрофонов РЛС Остальные транзисторы остаются закрытыми. На нагрузку поступает номинальное напряжение, через нее протекает номинальный ток.При перегрузке падение напряжения на токоизмерительном резисторе становится достаточным для открытия аналога динистора. Вслед за ним открывается транзистор VT5 и шунтирует эмиттерный переход транзистора VT4. В результате транзисторы VT4 и VT3 закрываются, отключая нагрузку от источника питания. Ток нагрузки резко снижается, но аналог динистор остается открытым. В таком состоянии предохранитель может оставаться сколь угодно долго. Остаточный ток, определяемый сопротивлением р…, протекает через нагрузку.

Для схемы «Простой регулятор мощности»

Индуктивная нагрузка в цепи регулятора мощности предъявляет жесткие требования к цепям управления симисторами — синхронизация системы управления должна осуществляться непосредственно от сети, сигнал должен иметь длительность, равную интервалу проводимости проводника. На рисунке показана принципиальная схема контроллера, удовлетворяющего этим требованиям, в котором используется комбинация симистора. Постоянная времени (R4+R5) C3 определяет угол задержки открытия VS1 и, следовательно, симистора VS2.Перемещением ползунка переменного резистора R5 регулируется мощность, потребляемая нагрузкой. Конденсатор С2 и резистор R2 служат для синхронизации и обеспечения длительности управляющего сигнала. Конденсатор С3 после переключения перезаряжается от С2, так как в конце каждого полупериода на нем присутствует напряжение обратной полярности. Зарядить схему устройства очень сложно. Для защиты от помех, создаваемых регулятором, в цепь питания введены два Фильтра R1C1, а в цепь нагрузки R7C4.Для настройки устройства необходимо резистор R5 поставить в положение максимального сопротивления и резистором R3 установить минимальную мощность на нагрузке. Конденсаторы С1 и С4 типа К40П-2Б на 400 В Конденсаторы С2 и С3 типа К73-17 на 250 В Диодный мост VD1 можно заменить диодами КД105Б SA1 коммутатора, рассчитанного на ток не менее 5 А. В.Ф. Яковлев, Шостка, Сумская обл. …

Для схемы «QRP CW-передатчик»

Радиопередатчики, радиостанции QRP CW передатчик G.Печень описал компакт-диск ARRL HANDBOOK как передатчик QRP CW, разработанный N7KSB. Микросхема 74НС240 (аналог — 1554АП4) — драйвер высокоскоростного КМОП-буфера. На одном его элементе реализован задающий кварцевый генератор, четыре других используются как УМ, остальные три не используются. С Юпитом. = 7,8 В (стабилизатор 142ЕН8А) Pвых = 0,51 Вт на 14, 21 МГц и 0,47 Вт на 28 МГц. В этом режиме чипу требуется радиатор, приклеенный к его корпусу. Данные ФНЧ представлены в таблице 1. Диапазон (м) 101520С8 (пФ) 330470680С9 (пФ) 100150220L1 (витков) 345.5L2 (витки) 71012L1 и L2 — бескаркасные, диаметром 1,6 мм на оправке 10 мм, длина намотки 16 мм (28 МГц) и 25 мм (21 и 14 МГц). Используя тот же передатчик и антенну, GP N7KSB работал со всеми континентами и более чем с 30 странами. КБ и КБ N12/98, с. 25 ….

Для схемы «Тиристорный зарядный блок»

Тиристорная зарядная установка Красимира Рыльчева предназначена для зарядки аккумуляторных батарей грузовых автомобилей и тракторов. Обеспечивает плавный (резистор РП1) зарядный ток до 30 А.Принцип регулирования фазоимпульсный на тиристорах, что обеспечивает максимальный КПД, минимальное рассеивание мощности и не требует мощных выпрямительных диодов. Сетевой трансформатор выполнен на магнитопроводе сечением 40 см2, первичная обмотка содержит 280 витков ПЭЛ-1,6, вторичная 2х28 витков ПЭЛ-3,0. Тиристоры установлены на радиаторах 120х120 мм. …

Для схемы «ТИРИСТОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ»

ТИРИСТОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ С АМПЛОННО-ФАЗОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ В регуляторе, схема которого показана на рис.1 использовались два тринистора, открывая один в плюс, а другой в минус полупровода сетевого напряжения. Действующее напряжение на нагрузке Rн регулируется переменным резистором R3.Puc.1 Регулятор работает следующим образом. В начале положительного полупериода (плюс на верхнем проводе по схеме) тринисторы закрыты. При увеличении сетевого напряжения конденсатор. C1 заряжается через резисторы R2 и R3. Прирост напряжения на конденсаторе отстает (сдвиг по фазе) от напряжения сети на величину, зависящую от суммарного сопротивления резисторов R2 и R3 и емкости конденсатора С1.Заряд конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет порога открытия тринистора D1. При открытии тринистора через нагрузку потечет ток Rн, определяемый суммарным сопротивлением открытого тринистора и Rн. Тринистор D1 остается открытым до конца полупериода. Схема регулятора тока Т160 Подбором резистора R1 устанавливаются нужные пределы регулирования. При номиналах резисторов и конденсаторов, указанных на схеме, напряжение на нагрузке может изменяться в пределах 40–220 В.Во время отрицательного полупериода аналогично работает тринистор D4. Однако конденсатор С2, частично заряженный в течение положительного полупериода (через резисторы R4 и R5 и диод D6), должен быть перезаряжен, а значит, время задержки включения тринистора должно быть большим. Чем дольше тринистор D1 был закрыт на положительный полупериод, тем большее напряжение будет на конденсаторе С2 к началу отрицательного, и тем дольше будет закрыт тринистор D4. Синфазная работа тринисторов зависит от правильного подбора номиналов элементов R4, R5, С2.Мощность нагрузки может быть любой в пределах от 50 до 1000 Вт. И. ЧУШАНОК г. Гродно Регулятор с фазоимпульсным управлением, схема …

Для схемы «ПРОСТОЙ ТЕЛЕФОН»

Телефония ПРОСТО ТЕЛЕФОН Предлагаю телефонную схему, которая имеет следующие отличительные свойства по сравнению с известными: — в устройстве вызова отсутствует высоковольтный разделительный конденсатор, и он постоянно включен в кабель телефонной линии; — использование микросхем К1436УН1 в качестве микрофонных и телефонных усилителей (аналог МС34119) позволило свести к минимуму количество «обвязочных» элементов разговорного блока.Этот телефон позволяет принимать звонки и разговаривать. Его можно использовать для кухни, ванной и т.д. Можно разместить в чехле от детской игрушки, в пенале от зубной щетки. При желании схему можно дополнить звонилкой. Микросхема вызова К 1436АП 1 (аналог DBL5001/2) включена стандартно. Отличие только в том, что в цепь питания микросхемы включен стабилитрон VD2 с напряжением стабилизации 82 В. Благодаря ему вызывающий аппарат не обходит телефонную линию при наборе номера и во время разговорного соединения.Как подключить реостат к зарядному устройству Разговорный блок собран на микросхемах D2 и D3. Конденсатор С3 и резистор R6 — фильтр питания микрофона ВМ1. С7 — блокировка. Нагрузкой на микросхему D2 является резистор R8. Схема подавляет локальный результат. Его регулировка производится резистором R9. При стабильных параметрах R5, ВМ1, R7, R8 резистор R9 можно заменить двумя постоянными резисторами. Величина сигнала для телефона BF1 устанавливается резистором R10. Микросхема D3 питается от параметрического стабилизатора R6-VD5-C5.Конденсатор С8 — блокировочный. Благодаря своей простоте и хорошей повторяемости эта схема может быть использована для усовершенствования старых телефонных аппаратов. Литература 1. Кизлюк А. Справочник по устройству и ремонту телефонных аппаратов отечественного и зарубежного производства. — М.: Библион, 1997.А. МИХАЛЕВИЧ, 220050, г. Минск, а/я 211, тел. 266-25-48. (РЛ 12/98) В статье А.Михалевича «Просто телефон» на схеме…

Для схемы «УСИЛИТЕЛЬ С ДИСКРЕТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПЕРЕДАЧИ»

Радиолюбителю УСИЛИТЕЛЬ С ДИСКРЕТНО РЕГУЛИРУЕМЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПЕРЕДАЧИ Усилитель, схема которого представлена ​​на рисунке, может быть полезен многим радиолюбителям.Его коэффициент передачи изменяется переключением резисторов R2-R17 в цепи ООС, охватывающей ОУ DA1. Отечественный аналог ОУ 741 — К140УД7. Сопротивления этих резисторов подобраны таким образом, чтобы в каждом последующем положении переключателя SA1 коэффициент усиления усилителей менялся на 3 дБ. Входное сопротивление усилителя 10 кОм. Для переключения резисторов необходим переключатель с бесперебойным переключением (при переводе его из одного положения в другое цепь обратной связи не должна разрываться).Зесилени в крочич по 3 дБ. — Сделочная техника, 1986, N 4. с. 160. …

Для схемы «Зажигалка газовая»

ГАЗОВАЯ ЗАЖИГАЛКА Consumer Electronics Дома не оказалось спичек, и их не доставили в магазин. Не беда — простую зажигалку для печки можно собрать из десятка недефицитных радиоэлементов. Схема зажигалки (рис. 1) состоит из двух генераторов. Первый построен на двух маломощных транзисторах, второй — на двух тиристорах.Каскад транзисторов разной проводимости преобразует низковольтное постоянное напряжение в высоковольтное импульсное. Времязадающая цепочка в этом генераторе — это элементы С 1 , R2. При включении питания транзистор VT1 открывается, а падение напряжения на его коллекторе открывает транзистор VT2. Конденсатор С1, заряжаясь через резистор R1, уменьшает ток базы транзистора VT2 так, что транзистор VT1 выходит из насыщения, а это приводит к закрытию VT2. Транзисторы будут закрыты до тех пор, пока конденсатор С1 не разрядится через первичную обмотку трансформатора Т 1. Повышенное импульсное напряжение, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора Т1, выпрямляется диодом VD1 и подается на конденсатор С2 второго генератора с тринисторами VS1 и динисторами VS2. Как сделать выжидательный сторож с малым потреблением В каждом положительном полупериоде накопительный конденсатор С2 заряжается до амплитудного значения напряжения, равного напряжению переключения VS2, т.е. до 56 В (номинальное импульсное напряжение отпирания для КН 102Г типа транзистор). Переход динистора в открытое состояние влияет на цепь управления динистором ВС 1, который в свою очередь также размыкается.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.