Лабораторная работа № 2 “Снятие и анализ вольт - амперной характеристики тиристора”
Цель работы: снятие экспериментальным путем вольт-амперной
характеристики тиристора и его пусковой
характеристики.
Тиристор- это четырехслойный полупроводниковый прибор, обладающий двумя устойчивыми состояниями: состоянием низкой проводимости (тиристор закрыт) и состояние высокой проводимости (тиристор откррыт). Перевод тиристора из закрытого состояния в открытое в электрической цепи осуществляется воздействием напряжением (током) или редко светом.
Простейшим тиристором с двумя выводами является диодный тиристор (динистор), Триодный тиристор (тринистор) имеет дополнительный третий (управляющий) электрод (рис. 2.1.). В триодных
- 6 -
тиристорах по цепи управляющего электрода могут выполняться одна или две операции изменения состояния тиристора. В данной работе исследуются однооперационный тиристор, по цепи управляющего электрода которого осуществляется только отпирание тиристора.. С этой целью на управляющий электрод подается положительный относительно катода импульс напряжения.
Как диодный, так и триодный тиристоры имеют четырехслойную структуру с тремя р-п переходами (рис. 2.1). Крайняя р1- область в тиристоре выполняет функцию анода, а крайняя п2 – область функцию катода Условное обозначение тиристора приведено на рисунке2.2.
Рис.2.1.
В
ольт-амперные
характеристики тиристра при трех
различных постоянных напряжениях между
управляющим электродом и катодом
Vуп=сопst
показаны на рис 2.2. На участке ОА ток
изменяется
не значительно (закрытое состояние
тиристора).
В пределах этого участка
значение дифференциального
сопротивления положительное. На
каждой из вольт-амперных характе-
ристик можно отметить точку А
в близи которой при увеличении
напряжения происходит
переключение тиристора из
закрытого состояния в открытое,
соответственно различают ток
Рис. 2.2 включения Iвкл и напряжение
включения Vвкл Вблизи точки А ток через тиристор изменяется на значительную величину при небольшом увеличении напряжения.
На участке АБ дифференциальное сопротивление тиристора отрицательно; увеличение тока вызывает уменьшение напряжения, что
- 7 -
приводит к дальнейшему увеличению тока Режим, соответствующий данному участку вольт- амперной характеристики, неустойчив. В дальнейшем тиристор спонтанно переходит на участок БВ вольт – амперной характеристики, при этом дифференциальное сопротивление вновь становится положительным( открытое состояние тиристора) . Положение рабочей точки на участке БВ будет определяться питающего напряжения и сопротивлением, включенным последовательно с тиристором. Данный участок характеризуется параметрами: прямым максимальным током Iпр мах и средним допустимым остаточным напряжениемVост, соответствующим Iпр мах тиристор будет находиться во включенном состоянии до тех пор пока ток через него будет больше тока удержания Iуд.. При токе меньшем тока выключения тиристор выключается.
Зависимость Vвкл от тока управления Iупр называется пусковой характеристикой тиристора(рис. 2.3.).
С увеличением тока в цепи управляющего электрода Напряжение Vвкл уменьшается, при этом токе вольт- амперная характеристика тиристора видоизменяется (рис.2.2.). При некотором токе управления Iупр равным так называемому току спрямления Iспр, на вольт – амперной характеристике тиристора отсутствует участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением Ток спрямления Icпр является важным параметром тиристора. Наличие зависимости
Vвкл = Iупр позволяет использовать тиристор как управляемый ключ. Следует заметить, что мощность управляющего сигнала тиристора во много раз меньше мощности, кото-
Рис. 2.3 рой управляет тиристор.