Лабораторна робота №4

1. Завдання

Тема: Дослідження напівпровідникового тиристора.

Мета: Експериментальне дослідження характеристик напів-провідникового тиристора.

2. Короткі теоретичні відомості

Тиристор — це перемикальний напівпровідниковий прилад, що проводить струм тільки в одному напрямку. Цей радіоелемент часто порівнюють з керованим діодом і називають напівпровідниковим керованим вентилем (англ. Silicon Controlled Rectifier, SCR).

Тиристор має три виходи, один з яких — керуючий електрод — використовується для різкого переводу тиристора у включений стан.

Тиристор суміщає в собі функції випрямляча, вимикача і підсилювача. Часто він використовується як регулятор, головним чином, коли схема живиться змінною напругою. Основні властивості тиристора:

• тиристор, як і діод, проводить в одному напрямку, проявляючи себе як випрямляч;

• тиристор переводиться з вимкненого стану у ввімкнений при подачі сигналу на керуючий електрод і, як вимикач, має два стійкі стани. Проте для повернення тиристора у вимкнений стан необхідно виконати спеціальні умови;

• керуючий струм, необхідний для переводу тиристора із вимкненого стану у ввімкнений, значно менший (декілька міліампер) при робочому струмі в декілька ампер і навіть в декілька десятків ампер. Тому тиристор володіє властивостями підсилювача струму;

• середній струм через навантаження, включене послідовно з тиристором, можна точно регулювати залежно від тривалості сигналу на керуючому електроді. Тиристор при цьому є регулятором потужності.

Структура тиристора

Тиристором називається керований трьохелектродний напівпровідниковий прилад, що складається з тих, що чергуються чотирьох кремнієвих шарів типу р і n. Напівпровідниковий прилад з чотиришаровою структурою представлений на рис. 2.1.

Крайню область р-структури, до якої підключається позитивний полюс джерела живлення, прийнято називати анодом, а крайню область n, до якої підключається негативний полюс цього джерела, - катодом.

Рис. 2.1 – Структура і позначення тиристора

3. Хід роботи

1. у програмі National Instruments – Multisim зібрати схему, моделі якої зображено на рисунках 3.2 і 3.3, що використовується для дослідження ВАХ тиристора відповідно прямої та зворотної гілки. Тип тиристору вибрати згадно варіанту за таблицею 3.1.

Таблиця 3.1 – Типи тиристорів відповідно до варіантів

№ варіанту	0, 1	2, 3	4, 5	6, 7	8, 9
Тип тиристора	2N1778	2N3650	2N3870	BT145_500R	BTW40_400R

Рисунок 3.2 – Модель схеми, пряма гілка.

Рисунок 3.3 – Модель схеми, зворотня гілка.

2) змінюючи напругу джерела зніміть залежність струму тиристора (I_тр) від напруги тиристора (U_тр) (пряма гілка). Виміряні значення занести до таблиці (не менше10 вимірювань).

3) змініть полярність напруги живлення схеми (тиристор буде включений у зворотньому напрямку) зніміть залежність струму тиристора (I_тр) від напруги тиристора (U_тр) (зворотня гілка). Виміряні значення занести до таблиці (не менше 10 вимірювань).

Таблиця 3.2 – Результати вимірів для прямої/зворотньої гілки ВАХ тиристора

№ Виміри	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Uдж, В
Uтр, В
Iтр, мА

4) за даними вимірюваннь побудуйте графіки прямої і зворотньої гілки вольт-амперної характеристики тиристорів– рисунок 3.4.

Рисунок 3.4 – приклад ВАХ напівпровідникового тиристора

5) зробити висновки щодо виконаної роботи