2.6.2.Триністор(керованийдіод)

Диністори не знайшли широкого розповсюдження (використовувались для фіксування досягнення напругоюпевного значення). Зате тріодний тиристор (триністор), який є керованим перемикаючим приладом і час­тіше називається просто тиристором, став основою енергетичної елек-тронікиЗО-хроківминулогостоліття.

Тиристор - це чотиришаровий перемикаючий прилад, у якого від однієї з базових областей зроблено вивід - керуючий електрод.

Структура та умовне позначення триністора (надалі - тиристор) на­ведені на рис. 2.35.

Керуючий електрод \

А ноді

Анод

'кер

Катод

'кер

Катод

Керуючий електрод

Рис. 2.35- Стуктура та умовне позначення тиристора Подаючи між керуючим електродом та катодом пряму напругу на P~n перехід, що працює у прямому напрямку, можна регулювати вели-^Н^ • Ц^ю головну властивість тиристора демонструє його BAX, на рис. 2.36.

2. Напівпровідниковіприлади та їх стисла характеристика

Схема вмикання тиристора зображена на рис. 2.37.

Якщо подати в керуюче коло імпульс прямої напруги, тиристор вмикається і зали­шається увімкненим після зняття сигналу керування.

Вимкнути тиристор можна лише зниженням струму у його анодному колі нижче струму утримання/_т.

У колах постійного струму

'VS1

я„

+

и_А

а)

Рис. 2.38 - Однофазний регулятор: а) електрична схема; б) часові діаграми роботи

Рис. 2.36 - BAX тиристора вимикання тиристора здійснюєть­ся шляхом вмикання паралельно тири­стору попередньо зарядженого конден­сатора з напругою, полярність якої зворот­на щодо тиристора (примусова комутація). У колах змінного струму вимикання ти­ристора здійснюється природно в момент проходження струму через нуль (невиму-Рис. 2.37 - Найпростіша шена комутація) - тому найширшого вико-схемавмиканнятиристора ристання тиристори набули саме у колах змінного струму у якості напівкерованих електронних перемикачів.

На рис. 2.38 наведено схему найпростішого однофазного регулято­ра та часові діаграми його роботи. Змінюючи затримку подачі сигналу керування відносно переходунапруги мережі U через нуль - кут ре­гулювання а. - від 0 до я, можна регулювати напругу на навантаженні U від нуля до максимуму.

Тиристори мають багато параметрів (біля ста). Наведемо основні з них.

1) Статичніпараметри:

• струм вмйісання,/;

• струм утримання (мінімальний прямий струм увімкненого тирис­ тора при розімкненому колі керування, при подальшому зниженні якого тиристор переходить у непровідний стан), становить (0,01 + 0,7) А;

• порогова напруга U_n, становить до 2 В.

2) Граничні параметри:

• максимально допустиме значення середнього струму через тирис­ тор за певних умов охолодження /,, складає (0,1+2000) А;

• максимально допустиме амплітудне значення зворотної напруги t^=(100 + 24000)B;

• струм робочого перевантаження, сягає 3/,;

• ударний струм у відкритому стані, що не повторюється, сягає 20/ ;

• допустима середня потужність втрат у відкритому стані.

3) Динамічні параметри:

• час вмикання т (час переходу тирис­ тора з непровідного стану у провідний), що становить (1 *• 10 ) мкс;

• час вимикання т_яи)І (мінімальний про­ міжок часу між проходженням через нуль прямого струму та повторним прикладен­ ням напруги до тиристора (див. рис. 2.39), Що не викликає самовільного вмикання

приладу - час відновлення запірних власти- Рис. 2.39 - Часова діаграма востей), становить (10 н- 500) мкс; вимикання тиристора

- допустима швидкість зростання відновлюваної напруги на тиристорі, Що не призводить до його самовільного вмикання за рахунок ємнісного ^струму зміщення структури (яка являє собою паразитний конденсатор) та

внутрішнього додатного зворотного зв'язку (du/dt)_Knm =20 - 500 В/мкс (для гарантованого забезпеПРчення неперевищення їїдопустимого значен­ня паралельно з тиристором зазвичай вмикають ЛС-ланцюжок);

- допустима швидкість зростання прямого струму, що не призво­ дить до виходу тиристора з ладу за рахунок локального перегріву струк­ тури (di/dt)_Kpum =lO-7QA/MKC (длягарантованогозабезпеченняне- перевищення її допустимого значення послідовно з тиристором вми­ кають невелику індуктивність - дросель).

4) Параметри кола керування:

- це значення постійного та імпульсного струмів кола керування при напрузі джерела у ньому 12 В, та відповідні їм падіння напруги в колі керування.

Слід зазначити, що тривалість імпульсу керування повинна бути більшою за час вмикання тиристора - звичайно становить (15 + 20) мкс для активного навантаження.

Симістор або си­метричний тиристор - прилад, який є ке­рованим як при по­зитивній, так і при негативній напрузі на ньому. BAX симіс-тора та його умовне позначення наведе­но на рис. 2.40.

Прилад являє со­бою п'ятишарову структуру. Його па­раметри подібні до параметрів три-ністора.

Анод