Контрольні запитання та завдання

1. Дайте визначення термінам «транзистор», «польовий транзистор».

2. Поясніть відмінності польових транзисторів з переходами та із ізольованим затвором.

3. Охарактеризуйте кожен з виводів та поясніть принцип дії польового транзистора з переходами.

4. Нарисуйте умовні графічні позначення польових транзисторів. Запишіть назви виводів на рисунку.

5. Поясніть принцип дії та будову польового транзистора із ізольованим затвором.

6. Наведіть типові статичні характеристики польового транзистора та коротко охарактеризуйте їх.

7. Розкажіть, який порядок проведення дослідження стоко-затворних і стокових характеристик польового транзистора в програмному середовищі Electronics Workbench.

8. Поясніть, як визначити крутизну стоко-затворної характеристики та активну вихідну провідність.

9. Стисло охарактеризуйте особливості роботи та сферу застосування польових транзисторів.

Лабораторна робота 4

ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТИРИСТОРІВ

Мета роботи

1. Ознайомитись з основними параметрами та ВАХ тиристорів.

2. Закріплення на практиці теоретичних положень щодо властивостей тиристорів.

3. За допомогою програмного середовища Electronics Workbench дослідити ВАХ тиристора.

Завдання

1. За рекомендованою літературою ознайомитися з основними теоретичними положеннями щодо властивостей тиристорів та побудови схем в середовищі Electronics Workbench для дослідження їх характеристик.

2. За паспортними даними заданого тиристора визначити межі досліджуваних параметрів – анодних струму і напруги, струму керування та узгодити їх з викладачем.

3. Скласти схему для дослідження ВАХ тиристора.

4. Змоделювати роботу тиристора для трьох значень керуючого струму, зняти та побудувати вольт-амперні характеристики.

5. За отриманими характеристиками визначити напругу вмикання, струм вмикання, стримувальний струм, анодну напругу в відкритому стані та струм у закритому стані.

6. Оформити протокол лабораторної роботи, зробити письмові висновки за результатами досліджень.

Короткі теоретичні відомості

Тиристори – це напівпровідникові керовані прилади з трьома і більше переходами, які здатні під дією сигналу керування переходити від закритого (непровідного) стану до відкритого (провідного). Цей перехід відбувається стрибкоподібно.

Найбільш розповсюдженими є тиристори на чотиришаровій структурі, показаній на рис. 4.1, а. Вольт-амперна характеристика такої структури наведена на рис. 4.1, б, а на рис. 4.1, в – умовне графічне позначення такого тиристора з трьома виводами (електродами) до зовнішнього кола. Електроди приладу називаються: А – анод, К – катод, КЕ – керуючий електрод.

Якщо ввімкнути тиристор у показане на рис. 4.1, а коло, то, за відсутності сигналу на керуючому електроді КЕ, струму в колі не буде. Для показаної полярності прикладеної до тиристора напруги перехід П2 закритий і тиристор знаходиться на ділянці І своєї вольт-амперної характеристики (рис. 4.1, б). Збільшення напруги до значення напруги вмикання викликає перехід дірок структури до , а електронів зі структури до . Ці не основні для структур та носії під дією великої зовнішньої напруги з великою швидкістю проходять перехід П2, створюючи лавинне збільшення нових носіїв заряду. Напруга на тиристорі швидко падає (ділянка ІІ), а напруга на опорі (рис. 4.1, а) зростає. Тиристор переходить на ділянку ІІІ своєї ВАХ.

а б в Рис. 4.1. Тиристор: а – структура; б – вольт-амперна характеристика; в – умовне графічне позначення

Отже, для переведення тиристора у провідний стан без використання КЕ, треба подати імпульс анодної напруги . Для гасіння тиристора треба змінити полярність анодної напруги.

Якщо ж подати на КЕ напругу, додатну по відношенню до катода К, то це викличе перехід електронів з структур і до . Концентрація неосновних носіїв зарядів у збільшується і вмикання тиристора відбувається за наявності напруги . Після зняття сигналу керування тиристор зберігає відкритий стан і для його закриття слід змінити полярність анодної напруги .

Основні параметри тиристорів:

1. Напруга вмикання – основна напруга в точці ввімкнення тиристора при якій струм через прилад починає різко зростати.

2. Струм ввімкнення – основний струм, який протікає через прилад при прикладеній напрузі .

3. Стримувальний струм – мінімальний основний струм, який необхідний для підтримання тиристора у відкритому стані при визначеному режимі в колі КЕ.

4. Напруга у відкритому стані – основна напруга при визначеному струмові у відкритому стані тиристора.

5. Струм у закритому стані – основний струм при визначеній напрузі в закритому стані, при визначеному режимі в колі КЕ.

6. Зворотний струм – анодний струм при визначеній зворотній напрузі.

7. Постійний відкриваючий струм КЕ – мінімальне значення постійного струму КЕ, яке забезпечує перемикання тиристора із закритого стану в відкритий стану в відкритий при визначених режимах к колах основних і керуючого електродів.

8. Час вмикання – інтервал часу між моментом на початку відкриваючого імпульсу, що відповідає 0,1 його амплітуди, і моментом, коли основна напруга падає до 0,1 значення різниці напруг у закритому та відкритому станах тиристора.

9. Час вимкнення – час, протягом якого основний струм зменшується до нуля при перемиканні тиристора по колу основних електродів із відкритого стану до закритого.