Динистор что это такое: Динистор-применение, принцип работы, структура – Тиристор — Википедия — groupnk.ru — Группа НК — комплексные поставки электрооборудования в Москве и регионах

Содержание

Динистор-применение, принцип работы, структура

Динистор – это двунаправленный триггерный неуправляемый диод, аналогичный по устройству тиристору небольшой мощности. В его конструкции отсутствует управляющий электрод. Он обладает низкой величиной напряжения лавинного пробоя, до 30 В. Динистор может считаться важнейшим элементом, предназначенным для переключающих автоматических устройств, для схем генераторов релаксационных колебаний и для преобразования сигналов.

Динисторы производятся для цепей максимального тока до 2 А непрерывного действия и до 10 А для работы в импульсном режиме для напряжений с величинами от 10 до 200 В.

Рис. №1. Диффузионный кремниевый динистор p—n—p—n (диодный тиристор) марки КН102 (2Н102). Устройство применяется в импульсных схемах и выполняет коммутирующие действия. Конструкция выполнена в из металлостекла и имеет гибкие выводы.

Принцип работы динистора

Прямое включение динистора от источника питания приводит к прямому смещению p-n-p-перехода П1 и П3. П2 работает в обратном направлении, соответственно состояние динистора считается закрытым, а падение напряжения приходится на переход П2.

Величина тока определяется током утечки и находится в границах от сотых долей мкрА (участок ОА). При плавном увеличении напряжения, ток будет расти медленно, при достижении напряжением величины переключения близкого к величине пробивного напряжения p-n-перехода П2, то ток его возрастает резким скачком, соответственно напряжение падает.

Положение прибора открытое, его рабочая составляющая переходит в область БВ. Дифференциальное сопротивление устройства в этой области имеет положительное значение и лежит в незначительных границах от 0,001 Ом до нескольких единиц сопротивления (Ом).

Чтобы выключить динистор необходимо уменьшить величину тока до значения тока удержания. В случае приложения к прибору обратного напряжения, переход П2 открывается, переход П1 и П3 закрыты.

Рис. №2. (а) Структура динистора; (б) ВАХ

Область применения динистора

Динистор может использоваться для формирования импульса предназначенного для отпирания тиристора, благодаря своей несложной конструкции и невысокой стоимости динистор считается идеальным элементом для применения в схеме тиристорного регулятора мощности или импульсного генератора

Еще одно распространенное применение динистора – это использование в конструкции высокочастотных преобразователей для работы с электрической сетью 220В для питания ламп накаливания, и люминесцентных ламп в компактном исполнении (КЛЛ) в виде компонента, входящего в устройство «электронного трансформатора» Это так называемый DB3 или симметричный динистор. Для этого динистора характерен разброс пробивного напряжения. Устройство используется для обычного и поверхностного монтажа.

Реверсивно-включаемые мощные динисторы

Широкое распространение получила разновидность динисторов, обладающих реверсивно-импульсными свойствами. Эти приборы позволяют выполнить микросекундную коммутацию в сотни и даже в миллионы ампер.

Реверсивно-импульсные динисторы (РВД) используются в конструкции твердотельного ключа для питания силовых установок, РВД и работают в микросекундном и субмиллисекундном диапазонах. Они коммутируют импульсный ток до 500 кА в схемах генераторов униполярных импульсов в частотном режиме многократного действия.

Рис. №3. Маркировка РВД используемого в моноимпульсном режиме.

Внешний вид ключей собранных на основе РВД

Рис. №4. Конструкция бескорпусного РВД.

Рси.№5. Конструкция РВД в метало-керамическом таблеточном герметичном корпусе.

Число РВД зависит от величины напряжения для рабочего режима коммутатора, если коммутатор рассчитан на напряжение 25 kVdc, то их число – 15 штук. Конструкция коммутатора на основе РВД схожа с конструкцией высоковольтной сборки с последовательно соединенными тиристорами с таблеточным устройством и с охладителем. И прибор, и охладитель выбираются с учетом рабочего режима, который задается пользователем.

Структура кристалла силового РВД

Полупроводниковая структура реверсивного-включаемого динистора включает в свой состав несколько тысяч тиристорных и транзисторных секций, обладающих общим коллектором.

Включение прибора происходит после изменения на короткое время полярности внешнего напряжения и прохождения через транзисторные секции короткого импульсного тока. Происходит инжектирование электронно-дырочной плазмы в n-базу, по плоскости всего коллектора создается тонкий плазменный слой. Насыщающийся реактор L служит для разделения силовой и управляющей части цепи, через доли микросекунды происходит насыщение реактора и к прибору приходит напряжение первичной полярности. Внешнее поле вытягивает дырки из слоя плазмы в p-базу, что приводит к инжекции электронов, происходит независимое от величины площади переключение прибора по всей его поверхности. Именно благодаря этому имеется возможность производить коммутацию больших токов с высокой скоростью нарастания.

Рис. №6. Полупроводниковая структура РВД.

Рис. №7. Типичная осциллограмма коммутации.

Перспектива использования РВД

Современные варианты динисторов изготовленных в доступном в настоящее время диаметре кремния позволяют коммутировать ток величиной до 1 млА. Для элементов в основу, которых положен карбид кремния характерна: высокая насыщенность скорости электронов, напряженность поля лавинного пробоя с высоким значением, утроенное значение теплопроводности.

Их рабочая температура намного выше из-за широкой зоны, вдвое превышающая радиационная стойкость – вот все основные преимущества кремниевых динистров. Эти параметры дают возможность повысить качество характеристик всех силовых электронных устройств, изготовленных на их основе.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Динистор: структура и принцип действия

Динистор — это неуправляемый тиристор, имеющий четырехслойную p-n-p-n-структуру, изготовленную на основе кремния (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Структура динистора

Анодом (А), который обычно связан с положительным полюсом источника напряжения, является область р-типа, катодом (К)- область n-типа.

Крайние области динистора (р1 и n2) называются эмиттерами, средние (р2 и n1) — базами. Между областями с различным типом проводимости образуются p-n-переходы (П1, П2, П3), каждый из которых в равновесии характеризуется контактной разностью потенциалов Dj0i (см. п. 1.2.1) величиной примерно один вольт за счет специального подбора степени легирования (концентрации примесей) каждой области.

Переходы П1 и П2 называются эмиттерными, а переход П3 — коллекторным.

При приложении напряжения переходы П1 и П3 в прямом, а П2 в обратном смещении, поэтому все напряжение припадет к П2. 1 — если увеличивать напряжение, то в области p1 и p2 будут инжектироваться заряды, эти носители приближаются к переходу П2 и, перебрасываясь через него, образуют ток I0, при малом напряжении это напряжение почти полностью поглощается на П2.

2 — Ток через П2 увеличивается, но сопротивление уменьшается значительно сильнее, поэтому напряжение П2 уменьшается

3 – При открытии всех переходов ток возрастает и ограничивается внешним сопротивлением

Динистор: вах , основные соотношения для токов

3 – При открытии всех переходов ток возрастает и ограничивается внешним сопротивлением

Alpha1 и alpha2 – коэф передачи тока соответствующих переходов

Тиристор: структура, принцип действия

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).

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).

Режим обратного запирания

Два основных фактора ограничивают режим обратного пробоя и прямого пробоя:

— Лавинный пробой.

— 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. 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

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.

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…

Динистор db3 где выпаять — Морской флот

Динисторы – это разновидность полупроводниковых приборов, точнее – неуправляемых тиристоров. В своей структуре он содержит три p — n перехода и имеет четырёхслойную структуру.

Его можно сравнить с механическим ключом, то есть, прибор может переключаться между двумя состояниями – открытое и закрытое. В первом случае электрическое сопротивление стремится к очень низким величинам, во втором же, наоборот – может достигать десятков и сотен Мом. Переход между состояниями происходит скачкообразно.

Динистор DB 3

Данный элемент не получил широкого распространения в радиоэлектронике, но всё равно часто применяется в схемах устройств с автоматическим переключением, преобразователях сигналов и генераторов релаксационных колебаний.

Как работает прибор?

Для пояснения принципа работы динистора db 3 обозначим имеющиеся в нём p — n переходы как П1, П2 и П3 следуя по схеме от анода к катоду.

В случае прямого включения прибора к источнику питания, прямое смещение приходится на переходы П1 и П3, а П2, в свою очередь, начинает работать в обратном направлении. При таком режиме, db 3 считается закрытым. Падение напряжения происходит на П2 переход.

Ток в закрытом состоянии определяется током утечки, который имеет очень маленькие значения (сотые доли МкА). Медленное и плавное увеличение подаваемого напряжения, вплоть до максимального напряжения закрытого состояния (напряжения пробоя), не будет способствовать значительному изменению тока. Но при достижении этого напряжения, ток увеличивается скачком, а напряжение, наоборот – падает.

В таком режиме работы, прибор на схеме приобретает минимальные значения сопротивления (от сотых долей ом до единиц) и начинает считаться открытым. Для того чтобы закрыть прибор, то на нём нужно уменьшить напряжение. В схеме с обратным подключением, переходы П1 и П3 закрыты, П2 открыт.

Динистор db 3. Описание, характеристики и аналоги

Динистор db 3 – одна из популярнейших разновидностей неуправляемых тиристоров. Применяется чаще всего в преобразователях напряжения люминесцентных лам и трансформаторов. Принцип работы данного прибора такой же, как и у всех неуправляемых тиристоров, отличия лишь в параметрах.

Напряжение открытого динистора – 5В
Максимальный ток открытого динистора – 0.3А
Импульсный ток в открытом состоянии – 2А
Максимальное напряжение закрытого прибора – 32В
Ток в закрытом приборе – 10А

Динистор db 3 может работать при температурах от -40 до 70 градусов Цельсия.

Проверка db 3

Выход из строя такого прибора– редкое событие, но, тем не менее оно всё-таки может случиться. Поэтому проверка динистора db 3 – важный вопрос для радиолюбителей и ремонтников радиоаппаратуры.

К сожалению, из-за технических особенностей данного элемента, проверить его обычным мультиметром не получится. Единственное действие, которое можно реализовать с помощью тестера – это прозвонка. Но подобная проверка не даст нам точных ответов на вопросы о работоспособности элемента.

Однако это совсем не означает, что проверить прибор невозможно или просто тяжело. Для действительно информативной проверки о состоянии этого элемента, нам необходимо собрать простенькую схему, состоящую из резистора, светодиода и самого динистора. Подключаем элементы последовательно в следующем порядке – анод динистора к блоку питания, катод к резистору, резистор к аноду светодиода. В качестве источника питания необходимо использовать регулируемый блок с возможностью поднятия напряжения до 40 вольт.

Процесс проверки по данной схеме заключается в постепенном увеличении напряжения на источнике с целью загорания светодиода. В случае рабочего элемента, светодиод загорится при напряжении пробоя и открытии динистора. Проведя операцию в обратном порядке, то есть уменьшая напряжение, мы должны увидеть, как светодиод погаснет.

При подобной проверке рекомендуется замерять напряжение, при котором загорается светодиод. То есть, напряжение пробоя, которое понадобится для дальнейшей работы с прибором.

Помимо данной схемы, существует способ проверки с помощью осциллографа.

Схема проверки будет состоять из резистора, конденсатора и динистора, включение которого будет параллельным конденсатору. Подключаем питание 70 вольт. Резистор – 100кОм. Схема работает следующим образом – конденсатор заряжается до напряжения пробоя и резко разряжается через db3. После процесс повторяется. На экране осциллографа мы обнаружим релаксационные колебания в виде линий.

Аналоги db 3

Несмотря на редкость выхода прибора из строя, иногда это происходит и необходимо искать замену. В качестве аналогов, на которые можно заменить наш прибор, предлагаются следующие виды динисторов:

Как мы видим, аналогов прибора очень мало, но его можно заменить некоторыми полевыми транзисторами, по особым схемам включения, например, STB120NF10T4.

Популярные динисторы однополярные и симметричные. Справочные данные.

Динистор! Редкий зверь в наших краях. У него уши вот такие, глаза — такие, и сам он такой. Сразу видно — пришло животное из далёких стран. Надо звать людей, пусть кто-нибудь расскажет, что это за скотина.

Секундочку, я уже здесь, только подгребу немного и переключусь на открытый канал.
Итак, давайте определимся, что такое ДИНИСТОР.
Когда молчит википедия — чёткой формулировки, переходящей от источника в источник, не существует, каждый трактует её по-своему, порой не совсем адекватно. Потренируемся и мы.

Динистор — это двухэлектродный ключевой полупроводниковый элемент, открытие которого происходит при достижении между выводами анода и катода определённого напряжения, зависящего от типа данного динистора, а закрытие — снижением до определённого уровня тока через него.
К количеству наращённых в динисторе p-n переходов отнесёмся идентифирентно, а вот ВАХ (вольт-амперные характеристики), как нельзя лучше, помогут нам разобраться в работе данного типа полупроводников.

Рис.1

На Рис.1 (слева) приведена ВАХ однополярного (несимметричного) динистора, который работает только при наличии положительного смещения. При обратном смещении, превышающем Uобр max, прибор может выйти из строя.

Для снятия вольт-амперной характеристики динистора нам понадобится источник регулируемого напряжения от 0В до некоторого значения, превышающего напряжение открывания Uвкл полупроводника и эквивалент нагрузки Rн (Рис.2).
Установим на источнике самый низкий уровень напряжения и начнём его постепенно повышать.
Участок 1 на ВАХ: динистор закрыт, ток через нагрузку равен току утечки динистора (десятки микроампер), напряжение на Rн≈0.
При дальнейшем увеличении напряжения ничего не меняется до тех пор, пока не будет достигнут уровень Uвкл. В этот момент динистор триггерно открывается (участок 2), и дальнейшая величина тока через нагрузку будет зависеть от входного напряжения, сопротивления Rн и сопротивления открытого динистора (участок 3). Напряжение на нагрузке Uн при этом равно напряжению источника питания минус напряжение (около 5В) падения на открытом динисторе. Ясен пень, что Iн=Uн/Rн=(Uпит-Uпад)/Rн .
Как теперь закрыть динистор?
Начинаем уменьшать напряжение источника. Ток нагрузки по прежнему равен Iн=(Uпит-Uпад)/Rн.
В определённый момент времени, когда ток через динистор уменьшится до величины, называемой током удержания (Iуд), динистор мгновенно закроется, ток нагрузки упадёт до «0». Итог — ключ закрылся.

Симметричные (двухполярные) динисторы работают точно таким же образом, как и однополярные, только всё вышесказанное верно не только для положительных напряжений, но и для отрицательных. Проверяется незамысловатым изменением полярности подключённого источника питания.

Для наглядной иллюстрации изложенного материала, давайте рассмотрим работу динисторного генератора пилообразного напряжения.

Рис.3

Вот как описывает работу приведённого генератора автор издания «Практическая электроника от транзистора до кибернетической системы» Р.В.Майер.

«Нами использовались динистор типа КН102А (открывается при 11 В), резистор на 2 — 5 ком, конденсатор ёмкостью 1 — 10 мкФ; напряжение питания 20 — 100 В. При включении динистор закрыт, конденсатор C1 медленно заряжается от источника питания через резистор R1. Напряжение на конденсаторе растёт до напряжения открывания динистора (Рис.3.2). Когда динистор открывается, его сопротивление резко падает, и конденсатор быстро разряжается через него. При уменьшении анодного напряжения до напряжения закрывания динистор закрывается, после чего все повторяется снова.
Время заряда τ=RC, поэтому при увеличении R и C период колебаний растёт, частота импульсов уменьшается. С ростом напряжения питания конденсатор заряжается быстрее, частота генерируемых импульсов увеличивается».

Подобьём сказанное перечислением основных параметров динистора:

— Напряжение открывания (включения), Uвкл;
— Минимальный ток удержания, Iуд;
— Максимально допустимый прямой ток, Iпр;
— Ток утечки в закрытом состоянии, Iут;
— Максимально допустимое обратное напряжение, Uобр max;
— Падение напряжения на открытом динисторе, Uпр;
— Скорость нарастания напряжения при переключении, dUзакр/dt, либо
Время нарастания напряжения, tr.

Электрические характеристики распространённых однополярных динисторов КН102 и симметричных (двуполярных) DB3-D34 динисторов сведём в итоговую таблицу.

Да пребудут с вами Силы СВЕТА!

Главная
»
Наука и Техника
»
Электроника
»
Осциллограф DSO138
»
Тестер DB3
»
Индикаторная отвёртка

2019-07-14
Добавлено изречение
№65

2017-01-19
Добавлен раздел
Веды

Универсальный тестер проверки DB3, оптронов, стабилитронов и других компонентов

Мне в последнее время приходилось возиться с разными электронными балластами и в их составе с динистором DB3, оптронами и стабилитронами из других устройств. Поэтому для быстрой проверки этих компонентов пришлось разработать и изготовить специализированный тестер. Дополнительно, кроме динисторов и оптронов, чтобы не создавать ещё тестеры для подобных компонентов, тестер может проверять стабилитроны, светодиоды, диоды, переходы транзисторов. В нём использована световая и звуковая индикация и дополнительно цифровой измеритель напряжения для оценки уровня срабатывания динисторов и падения напряжения на переходе проверяемых стабилитронов, диодов, светодиодов, транзисторов.

! Примечание: Все права на схему и конструкцию принадлежат мне, Анатолию Беляеву.

Описание схемы

Схема тестера представлена ниже на Pic 1.

Примечание: для подробного просмотра картинки – кликните по ней.

Pic 1. Схема тестера DB3 (динисторов), оптронов, стабилитронов, диодов, светодиодов и переходов транзисторов

Основу тестера составляет генератор высоковольтных импульсов, который собран на транзисторе VT1 по принципу преобразователя DC-DC, то есть высоковольтные импульсы самоиндукции поступают в накопительный конденсатор C1 через высокочастотный диод VD2. Трансформатор генератора намотан на ферритовом кольце, взятом от электронного балласта (можно использовать любое подходящее). Количество витков около 30 на каждую обмотку (не критично и намотка может быть выполнена одновременно двумя проводами сразу). Резистором R1 добиваются максимального напряжения на конденсаторе C1. У меня получилось около +73.2 В. Выходное напряжение поступает через R2, BF1, HL1 на контакты панельки XS1, в которую вставляются проверяемые компоненты.

На контакты 15, 16 панельки XS1 подключен цифровой вольтметр PV1. Куплен на Алиэкспрессе за 60 Р . При проверке динисторов, вольтметр показывает напряжение открывания динистора. Если на эти контакты XS1[15, 16] подключать светодиоды, диоды, стабилитроны, переходы транзисторов, то вольтметр PV1 показывает напряжение на их переходе.

При проверке динисторов индикаторный светодиод HL1 и звуковой излучатель BF1 работают в импульсном режиме – указывая на исправность динистора. Если динистор пробит , то светодиод будет светиться постоянно и напряжение на вольтметре будет около 0 В. Если динистор в обрыве , то напряжение на вольтметре будет около 70 В, а светодиод HL1 светиться не будет. Аналогично проверяются оптроны, только индикаторный светодиод для них – HL2. Чтобы работа светодиода была импульсная в контакты XS1[15, 2] вставлен исправный динистор DB3 (КН102). При исправном оптроне свечение индикаторного светодиода импульсное. Оптроны имеют исполнение в корпусах DIP4, DIP6 и их необходимо устанавливать в соответствующие им контакты палельки XS1. Для DIP4 – это XS1[13, 12, 4, 5], а для DIP6 – XS1[11, 10, 9, 6, 7, 8].

Если проверять стабилитроны, то их подключать к XS1[16, 1]. Вольтметр будет показывать либо напряжение стабилизации, если катод стабилитрона подключен к контакту 16, либо напряжение на переходе стабилитрона в прямом направлении, если к контакту 16 подключить анод.

На контакты XS1[14, 3] выведено напрямую напряжение с конденсатора C1. Иногда есть необходимость засветить мощный светодиод или использовать полное выходное напряжение высоковольтного генератора.

Питание на тестер подаётся только во время проверки компонентов, при нажатии на кнопку SB1. Кнопка SB2 предназначена для контроля напряжения питания тестера. При одновременном нажитии на кнопки SB1 и SB2, вольтметр PV1 показывает напряжение на батарейках. Так сделал, чтобы можно было своевременно поменять батарейки, когда они разрядятся, хотя, думаю, что это будет не скоро , так как работа тестера кратковременная и потеря энергии батареек скорее за счёт их саморазряда, чем из-за работы самого тестера при проверке компонентов. Для питания тестера использованы две батарейки типа AAA.

Для работы цифрового вольтметра использовал покупной преобразователь DC-DC. На его выходе установил +4.5 В – напряжение поступающее и на питание вольтметра и на цепь светодиода HL2 — контроль работы выходного каскада оптронов.

В тестере использовал планарный транзистор 1GW, но можно использовать любой подходящий и не только планарный, который обеспечит напряжение на конденсаторе C1 больше 40 В. Можете попробовать использовать даже отечественный КТ315 или импортный 2N2222.

Фотообзор по изготовлению тестера

Далее небольшой фотоотчёт об этапах сборки окончательной конструкции тестера.

Pic 2. Печатная плата тестера. Вид со стороны панельки.

На этой стороне платы устанавливаются панелька, звуковой излучатель, трансформатор, индикаторные светодиоды и кнопки управления.

Pic 3. Печатная плата тестера. Вид со стороны печатных проводников.

На этой стороне платы устанавливаются планарные компоненты и больше-габаритные детали – конденсаторы С1 и С2, подстроечный резистор R1. Печатная плата была изготовлена упрощенным методом – прорезанием канавок между проводниками, хотя можно и провести травление. Файл с разводкой печатной платы можно скачать внизу страницы.

Pic 4. Внутреннее содержимое тестера.

Корпус тестера состоит из двух частей: верхней и нижней. В верхнюю часть устанавливается вольтметр и плата тестера. В нижнюю часть установлен преобразователь DC-DC для питания вольтметра и контейнер для батареек питания. Обе части корпуса соединяются за счёт защёлок. Традиционно корпус изготовлен из пластика ABS толщиной 2.5 мм. Размеры тестера 80 х 56.5 х 33 мм (без учёта ножек).

Pic 5. Основные части тестера.

Перед установкой преобразователя на его место в корпусе, произведена настройка выходного напряжения на +4.5 В.

Pic 6. Перед сборкой.

В верхней крышке прорезаны отверстия под индикатор вольтметра, под контактную панельку, под индикаторные светодиоды и под кнопки. Отверстие индикатора вольтметра закрыто кусочком оргстекла красного цвета (можно любым подходящим, к примеру, у меня с оттенком пурпурного, фиолетового). Отверстия под кнопки зазенкованы так, чтобы можно было нажать на кнопку, которая не имеет толкателя.

Pic 7. Сборка и подключение частей тестера.

Вольтметр и плата тестера крепятся на саморезах. Плата крепится так, чтобы индикаторные светодиоды, панелька и кнопки прошли в соответствующие им отверстия в верхней крышке.

Pic 8. Перед проверкой работы собранного тестера.

В панельку установлен оптрон PC111. В контакты 15 и 2 панельки вставлен заведомо исправный динистор DB3. Он будет использоваться как генератор импульсов подаваемых на входную цепь для проверки правильной работоспособности выходной части оптрона. Если использовать простое свечение светодиода через выходную цепь, то это было бы неправильно, так как если бы выходной транзистор оптрона был бы пробит , то светодиод светился бы тоже. А это неоднозначная ситуация. При использовании импульсной работы оптрона видим однозначно работоспособность оптрона в целом: как входную, так и выходную его части.

Pic 9. Проверка работоспособности оптрона.

При нажатии на кнопку проверки компонента, видим импульсное свечение первого индикаторного светодиода (HL1), указывающего на исправность динистора, работающего как генератор, и одновременно видим свечение второго индикаторного светодиода (HL2), который импульсной работой показывает на исправность оптрона в целом.

На вольтметре выводится напряжение срабатывания генераторного динистора, оно может быть от 28 до 35 В, в зависимости от индивидуальных особенностей динистора.

Аналогично проверяется и оптрон с четырьмя ножками, только устанавливается он в соответствующие ему контакты панельки: 12, 13, 4, 5.

Контакты панельки нумеруются по кругу против часовой стрелки, начиная с нижнего левого и далее вправо.

Pic 10. Перед проверкой оптрона с четырьмя ножками.

Pic 11. Проверка динистора DB3.

Проверяемый динистор вставляется в контакты 16 и 1 панельки и нажимается кнопка проверки. На вольтметре выводится напряжение срабатывания динистора, а первый индикаторный светодиод импульсной работой указывает на исправность проверяемого динистора.

Pic 12. Проверка стабилитрона.

Проверяемый стабилитрон устанавливается в контакты где проверяется и динисторы, только свечение первого индикаторного светодиода будет не импульсным, а постоянным. Работоспособность стабилитрона оценивается по вольтметру, где выводится напряжение стабилизации стабилитрона. Если стабилитрон вставить в панельку контактами наоборот, то при проверке на вольтметре будет выводиться падение напряжения на переходе стабилитрона в прямом направлении.

Pic 13. Проверка другого стабилитрона.

Точность показаний напряжения стабилизации может быть несколько условной, так как не задан определённый ток через стабилитрон.. Так, в данном случае проверялся стабилитрон на 4.7 В, а показания на вольтметре 4.9 В. Ещё может на это влиять и индивидуальная характеристика конкретного компонента, так как стабилитроны на определённое напряжение стабилизации имеют между собой некоторый разброс. Тестер же показывает напряжение стабилизации конкретного стабилитрона, а не значение его типа.

Pic 14. Проверка яркого светодиода.

Для проверки светодиодов можно использовать либо контакты 16 и 1, где проверяются динисторы и стабилитроны, тогда будет выведено падение напряжение на работающем светодиоде, либо использовать контакты 14 и 3, на которые напрямую выводится напряжение с накопительного конденсатора С1. Этот способ удобен для проверки свечения более мощных светодиодов.

Pic 15. Контроль напряжения на конденсаторе С1.

Если не подключать никакие компоненты для проверки, то вольтметр покажет напряжение на накопительном конденсаторе С1. У меня оно достигает 73.2 В, что даёт возможность проверять динисторы и стабилитроны в широком диапазоне рабочих напряжений.

Pic 16. Проверка напряжения питания тестера.

Приятная функция тестера – контроль напряжения на батареях питания. При нажатии одновременно на две кнопки, на индикаторе вольтметра показывается напряжение батарей питания и одновременно светится первый индикаторный светодиод (HL1).

Pic 17. Разные ракурсы на корпус тестера.

На виде сбоку видно, что кнопки управления не выступают за верхнюю сторону крышки, сделал так, чтобы не было случайного нажатия на кнопки, если тестер положить в карман.

Pic 18. Разные ракурсы на корпус тестера.

Корпус снизу имеет небольшие ножки, для устойчивого положения на поверхности и чтобы не протирать и не шоркать нижнюю крышку.

Pic 19. Законченный вид.

На фото законченный вид тестера. Его размеры можно представить по размещённому рядом стандартному коробку спичек. В миллиметрах же размеры тестера 80 х 56.5 х 33 мм (без учёта ножек), как и указывал выше.

Pic 20. Цифровой вольтметр.

В тестере применён покупной цифровой вольтметр. Использовал измеритель от 0 до 200 В, но можно и от 0 до 100 В. Стоит он недорого, в пределах 60. 120 P .

динистор | Электрознайка. Домашний Электромастер.

♦Динистор и тиристор в цепях постоянного тока.

♦ Как мы уже выяснили – тиристор, это полупроводниковый прибор, обладающий свойствами электрического вентиля. Тиристор с двумя выводами (А — анод, К — катод), это динистор. Тиристор с тремя выводами (А – анод, К – катод, Уэ – управляющий электрод), это тринистор, или в обиходе его называют просто тиристор.

♦ С помощью управляющего электрода (при определенных условиях) можно изменять электрическое состояние тиристора, то есть переводить его из состояния «выключено» в состояние «включено».
Тиристор открывается в случае, если приложенное напряжение между анодом и катодом превысит величину U = Uпр, то есть величину напряжения пробоя тиристора;
Тиристор можно открыть и при напряжении меньше, чем Uпр между анодом и катодом (U < Uпр), если подать импульс напряжения положительной полярности между управляющим электродом и катодом.

♦ В открытом состоянии тиристор может находиться сколько угодно долго, пока на него подано питающее напряжение.
Тиристор можно закрыть:

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

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

Работа динистора и тиристора в цепях постоянного тока.

Рассмотрим несколько практических примеров.
Первый пример применения динистора, это релаксационный генератор звуковых сигналов.

В качестве динистора используем КН102А-Б.

♦   Работает генератор следующим образом.
При нажатии кнопки Кн, через резисторы R1 и R2 постепенно заряжается конденсатор С (+ 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 протекает, так как динистор еще «заперт».
♦   При достижении на конденсаторе напряжения, при котором пробивается динистор, через катушку телефонного капсюля проходит импульс тока разряда конденсатора (С – катушка телефона – динистор — С). Слышен щелчок из телефона, конденсатор разрядился. Далее снова идет заряд конденсатора С и процесс повторяется.
Частота повторения щелчков зависит от емкости конденсатора и величины сопротивления резисторов R1 и R2.
♦   При указанных на схеме номиналах напряжения, резисторов и конденсатора, частоту звукового сигнала с помощью резистора R2 можно менять в пределах 500 – 5000 герц. Телефонный капсюль необходимо использовать с низкоомной катушкой 50 – 100 Ом, не более, например телефонный капсюль ТК-67-Н.
Телефонный капсюль необходимо включать с соблюдением полярности, иначе не будет работать. На капсюле есть обозначение +(плюс) и – (минус).

♦ У этой схемы (рис 1) есть один недостаток. Из-за большого разброса параметров динистора КН102 (разное напряжение пробоя), в некоторых случаях, нужно будет увеличить напряжение источника питания до 35 – 45 вольт, что не всегда возможно и удобно.

Устройство управления, собранное на тиристоре, для включения – выключения нагрузки с помощью одной кнопки показано на рис 2.

Устройство работает следующим образом.
♦ В исходном состоянии тиристор закрыт и лампочка не горит.
Нажмем на кнопку Кн в течении 1 – 2 секунды. Контакты кнопки размыкаются, цепь катода тиристора разрывается.

В этот момент конденсатор С заряжается от источника питания через резистор R1. Напряжение на конденсаторе достигает величины U источника питания.
Отпускаем кнопку Кн.
В этот момент конденсатор разряжается по цепи: резистор R2 – управляющий электрод тиристора – катод — замкнутые контакты кнопки Кн – конденсатор.
В цепи управляющего электрода потечет ток, тиристор «откроется».
Загорается лампочка по цепи: плюс батареи – нагрузка в виде лампочки – тиристор — замкнутые контакты кнопки – минус батареи.
В таком состоянии схема будет находиться сколько угодно долго.
В этом состоянии конденсатор разряжен: резистор R2, переход управляющий электрод – катод тиристора, контакты кнопки Кн.
♦ Для выключения лампочки необходимо кратковременно нажать на кнопку Кн. При этом основная цепь питания лампочки обрывается. Тиристор «закрывается». Когда контакты кнопки замкнутся, тиристор останется в закрытом состоянии, так как на управляющем электроде тиристора Uynp = 0 (конденсатор разряжен).

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

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

Схема аналога тиристора состоит из двух транзисторов и изображена на рис 3.
Транзистор Тр 1 имеет p-n-p проводимость, транзистор Тр 2 имеет n-p-n проводимость. Транзисторы могут быть как германиевые, так и кремниевые.

Аналог тиристора имеет два управляющих входа.
Первый вход: А – Уэ1 (эмиттер — база транзистора Тр1).
Второй вход: К – Уэ2 (эмиттер – база транзистора Тр2).

Аналог имеет: А – анод, К — катод, Уэ1 – первый управляющий электрод, Уэ2 – второй управляющий электрод.

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

♦ Пару транзисторов, для аналога тиристора, надо подбирать одинаковой мощности с током и напряжением выше, чем необходимо для работы устройства. Параметры аналога тиристора (напряжение пробоя Unp, ток удержания Iyд), будут зависеть от свойств применяемых транзисторов.

♦ Для более устойчивой работы аналога в схему добавляют резисторы R1 и R2. А с помощью резистора R3 можно регулировать напряжение пробоя Uпр и ток удержания Iyд аналога динистора – тиристора. Схема такого аналога изображена на рис 4.

Если в схеме генератора звуковых частот (рис 1), вместо динистора КН102 включить аналог динистора, получится устройство с другими свойствами (рис 5).

Напряжение питания такой схемы составит от 5 до 15 вольт. Изменяя величины резисторов R3 и R5 можно изменять тональность звука и рабочее напряжение генератора.

Переменным резистором R3 подбирается напряжение пробоя аналога под используемое напряжение питания.

Потом можно заменить его на постоянный резистор.

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

♦ Интересна схема стабилизатора напряжения с защитой от короткого замыкания в нагрузке (рис 6).

Если ток в нагрузке превысит 1 ампер, сработает защита.

Стабилизатор состоит из:

— управляющего элемента– стабилитрона КС510, который определяет напряжение выхода;
— исполнительного элемента–транзисторов КТ817А, КТ808А, исполняющих роль регулятора напряжения;
— в качестве датчика перегрузки используется резистор R4;
— исполнительным механизмом защиты используется аналог динистора, на транзисторах КТ502 и КТ503.

♦ На входе стабилизатора в качестве фильтра стоит конденсатор С1. Резистором R1 задается ток стабилизации стабилитрона КС510, величиной 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 нем выделяется напряжение, пропорциональное току.

В исходном состоянии, когда нагрузка на выходе стабилизатора мала или отключена, аналог тиристора закрыт. Приложенного к нему напряжения 10 вольт (от стабилитрона) не хватает для пробоя. В этот момент падение напряжения на резисторе R4 почти равно нулю.
Если постепенно увеличивать ток нагрузки, будет увеличиваться падение напряжения на резисторе R4. При определенном напряжении на R4, аналог тиристора пробивается и установится напряжение, между точкой Тчк1 и общим проводом, равное 1,5 — 2,0 вольта.
Это есть напряжение перехода анод — катод открытого аналога тиристора.

Одновременно загорается светодиод Д1, сигнализируя об аварийной ситуации. Напряжение на выходе стабилизатора, в этот момент, будет равно 1,5 — 2,0 вольта.
Чтобы восстановить нормальную работу стабилизатора, необходимо выключить нагрузку и нажать на кнопку Кн, сбросив блокировку защиты.
На выходе стабилизатора вновь будет напряжение 9 вольт, а светодиод погаснет.
Настройкой резистора R3, можно подобрать ток срабатывания защиты от 1 ампера и более. Транзисторы Т1 и Т2 можно ставить на один радиатор без изоляции. Сам же радиатор изолировать от корпуса.

/span

22. Динистор. Вах. Схема включения:

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

Итак, сопротивление резистора максимально, прибор показывает «0». Начинаем уменьшать сопротивление резистора. Напряжение на динисторе растет, ток по-проежнему не наблюдается. При дальнейшем уменьшении сопротивления в определенный момент времени на динисторе окажется напряжение, которое в состоянии его открыть ( U_откр). Динистор тут же открывается и величина тока будет зависеть лишь от сопротивления цепи и самого открытого динистора – «ключ» сработал.

Как же 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 определенной величины, которую принято называть током удержания (I_уд). Динистор мгновенно закроется, ток упадет до «0» — ключ закрылся.

Таким образом динистор открывается, если напряжение на его электродах достигнет U_откр и закрывается, если ток через него меньше I_уд. Для каждого типа динистора, само собой, эти величины различны, но принцип работы остается один и тот же. Что произойдет если динистор включить «наоборот»? Собираем еще одну схему, поменяв полярность включения батареи.

Сопротивление резистора максимально, тока нет. Увеличиваем напряжение – тока все равно нет и не будет до тех пор, пока напряжение на динисторе не превысит максимально допустимое. Как только привысит – динистор просто сгорит. Попробуем то, о чем мы с вами говорили, изобразить на координатной плоскости, на которой по оси Х отложим напряжение на динисторе, по Y — ток через него:

Таким образом, в одну сторону динистор ведет себя как обычный диод в обратном включении (просто заперт, закрыт), в другую лавинообразно открывается но лишь при определенном на нем напряжении или так же закрывается, как только ток через открытый прибор снизится ниже заданного паспортного значения.

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

— Напряжение открывания; — Минимальный ток удержания; — Максимально допустимый прямой ток; — Максимально допустимое обратное напряжение; — Падение напряжени на открытом динисторе.

ВАХ:

Рис. 5.4. Вольт-амперная характеристика динистора

Динистор характеризуется максимально допустимым значением прямого тока (рис. 5.4), при котором на приборе будет небольшое напряжение . Если уменьшать ток через прибор, то при некотором значении тока, называемом удерживающим током , ток резко уменьшается, а напряжение резко повышается, т. е. динистор переходит обратно в закрытое состояние, соответствующее участку 1. Напряжение между анодом и катодом, при котором происходит переход тиристора в проводящее состояние, называют напряжением включения .

При подаче на анод отрицательного напряжения коллекторный переход смещается в прямом направлении, а эмиттерные переходы в обратном направлении. В этом случае не возникает условий для открытия динистора и через него протекает небольшой обратный ток.

Схема включения:

Переход 1 представляет собой эмиттерный переход первого транзистора, через который дырки инжектируют из области р₁ в область n₁, выполняющую роль базы для этого транзистора. Пройдя базу и коллекторный переход 2, инжектированные дырки появляются в коллекторе р₂ первого транзистора, который в то же время служит базой второго транзистора.

Этот ток определяется выражением I_p = I_p _КО + α₁I_н, где I_р _КО — обратный дырочный ток коллекторного перехода; α₁ — коэффициент передачи тока эмиттера первого транзистора.

Появление дырок в базе р₂ второго транзистора (n₂ = p₂ = n₁) приводит к образованию нескомпенсированного объемного заряда. Этот заряд, понижая высоту потенциального барьера эмиттерного перехода 3 второго транзистора, вызывает встречную инжекцию электронов из эмиттерной области n₂ второго транзистора в область р₂, являющуюся базой для второго транзистора и коллектором для первого. Инжектированные электроны проходят через коллекторный переход 2 и попадают в коллектор n₁ второго транзистора, служащий одновременно базой первого транзистора (p₁ — n₁ — p₂). Значение электронного тока равноI_n = I_n _КО + α₂I_н, где I_n
КО — обратный электронный ток коллекторного перехода; α₂ — коэффициент передачи тока эмиттера второго транзистора.

Учитывая, что дырки и электроны движутся навстречу друг другу, суммарный ток рассматриваемой структуры I_н = I_р + I_n = I_p_КО + I_n_КО + (α₁ + α₂) I_н = I_КВО + α_Σ I_н, где I_КВО — обратный ток тиристора, а α_Σ — суммарный коэффициент передачи тока эмиттера.

Решая полученное выражение относительно I_н, получают

I_н = I_КВО / (1 — α_Σ).