МИНИСТРЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕРЕДАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ЮЖНО – УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Филиал ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ) в г.Златоусте

Кафедра «Электрооборудование и автоматизация производственных процессов»

Устройство, принцип действия и характеристики тиристоров, варикапов

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Общая электротехника и электроника»

ЗлМ-349.270102.2012.887.08 Р

Нормоконтроль:

Е.В. Шведова

_____________

«__»______2012 г.

Руководитель:

Е.В. Шведова

_____________

«__»______2012 г.

Автор проекта:

студент группы ЗлМ-349

Пургина Е.А.

_____________

«__»______2012 г.

Проект защищен

с оценкой

_____________

«__»______2012 г.

Златоуст

2012

АННОТАЦИЯ

Пургина Е.А. Устройство, принцип действия и

характеристики тиристоров, варикапов.

—Филиал ГОУ ВПО ЮУрГУ в г.Златоусте.

Машиностроительный факультет. 2012, с.

Библиографический список — 5 наименований.

В данном реферате описаны характеристики, устройство и принцип действия тиристоров, варикапов.

Филиал ГОУ ВПО ЮУрГУ в г.Златоусте

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….4

1.ТИРИСТОРЫ…………………………………………………………………5

1.1. Устройство тиристора………………………………………………………

1.2. Принцип действия тиристора………….…………………………………..

1.3. Характеристики тиристоров ……………………………………………….

2. ВАРИКАПЫ…………………………………………………………………...

2.1. Устройство варикапов……………………………………………………....

2.2. Принцип действия варикапов………………………………………………

2.3. Характеристики варикапов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………..

ВВЕДЕНИЕ

Развитие полупроводниковой электроники идет в двух основных направлениях: улучшение параметров полупроводниковых приборов, использование их в новых режимах. Сегодня полупроводниковые диоды применяют в большом количестве областей.

Полупроводниковый диод стали широко использовать и как управляемую емкость (варикап). Как известно, в качестве управляемой емкости можно использовать реактивные лампы. Однако варикапы могут работать на более высоких частотах, чем реактивные лампы, варикапы долговечнее и надежнее реактивных ламп, потребляют меньше энергии схемы с варикапами проще. Варикапы успешно соперничают с варикондами, так как они имеют ряд серьезных недостатков: сравнительно низкую добротность, сильную зависимость емкости от температуры, нестабильность во времени.

Варикапы применяются для параметрического усиления слабых сигналов, для электронной настройки контуров и фильтров, в счетных устройствах и во многих других схемах. Также существуют фотоварикапы, которые используются для параметрического усиления слабых фототоков.

Об основных параметрах, принципе действия и области применения варикапов в данном реферате. Также приведены теоретическое и практическое описания принципа действия тиристоров и схемы этих устройств.

1. Тиристоры

Тиристор - полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние, то есть состояние низкой проводимости, и открытое состояние, то есть состояние высокой проводимости.

Тиристор можно рассматривать как электронный выключатель (ключ). Основное применение тиристоров — управление мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов, а также переключающие устройства. Существуют различные виды тиристоров, которые подразделяются, главным образом, по способу управления и по проводимости.

Тиристор имеет нелинейную вольт-амперную характеристику (ВАХ) (Рис. 1). 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 I_h.

• Участок между 0 и 4 описывает режим обратного запирания прибора.

• Участок между 4 и 5 — режим обратного пробоя.

По сравнению, например, с транзисторными ключами, управление тиристором имеет некоторые особенности. Переход тиристора из одного состояния в другое в электрической цепи происходит скачком (лавинообразно) и осуществляется внешним воздействием на прибор: либо напряжением (током), либо светом (для фототиристора).

Рис. 1 – Вольт-амперная характеристика тиристора

1. Устройство тиристора

Основная схема структуры тиристора показана на рис. 2. Она представляет собой четырёхслойный полупроводник структуры p-n-p-n, 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 до двух управляющих электродов (баз), присоединённых к внутренним слоям. Подачей сигнала на управляющий электрод производится управление тиристором (изменение его состояния). Прибор без управляющих электродов называется диодным тиристором или динистором. Такие приборы управляются напряжением, приложенным между основными электродами. Прибор с одним управляющим электродом называют триодным тиристором или тринистором. В зависимости от того, к какому слою полупроводника подключён управляющий электрод, тринисторы бывают управляемыми по аноду и по катоду.

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

Описанные выше приборы бывают двух разновидностей: пропускающие ток в одном направлении (от анода к катоду) и пропускающие ток в обоих направлениях. В последнем случае соответствующие приборы называются симметричными (так как их ВАХ симметрична) и обычно имеют пятислойную структуру полупроводника. Симметричный тринистор называется также симистором или триаком. Следует заметить, что вместо симметричных динисторов, часто применяются их интегральные аналоги, обладающие лучшими параметрами.

Тиристоры, имеющие управляющий электрод, делятся на запираемые и незапираемые. Незапираемые тиристоры, как следует из названия, не могут быть переведены в закрытое состояние с помощью сигнала, подаваемого на управляющий электрод. Такие тиристоры закрываются, когда протекающий через них ток становится меньше тока удержания. На практике это обычно происходит в конце полуволны сетевого напряжения.

Рис. 2 – Обозначение тиристора на схемах

Рис. 3 - Обозначения на схемах: а) симистора б) динистора в) тринистора.