7.1-Сурет. Тиристорды басқарылмалы түзеткіш ретінде пайдалану

Сонымен, басқару импульсінің берілетін мезетін (бұрышын) өзгерте отырып, жүктемедегі кернеуді де өзгерте аламыз. Түзеткіштің басқарылмалы деп айтылатын себебі де осыдан.

Түзеткіштік немесе вентильдік қасиет диодтардың бір жақты өткізу қасиеті. Бірақ тиристордың басқарылу мүмкіндігін екі жақты өткізу кезінде де пайдалануға болады. Екінші бағытта өткізуді қарсы қосылған екінші тиристормен қамтамасыз етуге болады. Осы екі тиристор бірге жасалса, симистор пайда болады. Сонымен, симистор деп ток шамасын екі бағытта да реттей алатын электрондық аспапты айтамыз. Сондықтан да оны айнымалы токты басқаратын электрондық аспап деп те атайды.

Тиристордың сипаттамалары мен көрсеткіштері. Тиристордың негізгі вольтамперлік шықпалы сипаттамасы жоғарыда келтірілді. Оларға қосымша оның кірмелік басқару сипаттамасын да атап өтуге болады. Басқару тізбегінің р-п өтпесінен тұратындығын ескере отырып, оның сипаттамасы бізге белгілі деп есептеуімізге болады. Ол р-п өтпесінің немесе диодтың сипаттамасын қайталайды.

Тиристор жалпы қуатты электрондық аспап. Оның тоқ шамасы килоамперге, ал кернеу шамасы бірнеше киловольтқа жетуі мүмкін. Транзистормен салыстырып, оның қолдану аймағын айқындағанда осы жағдай ескеріледі. Қазіргі кезде шамамен 10 кВт-қа дейінгі аралықты транзисторлар "жайласа", одан жоғарғы қуат шамаларында, сөз жоқ, тиристорлардың артықшылықтары еркіндік алады.

8 Дәріс. Оптоэлектронды құрылғылар

Қарастырылатын сұрақтар:

1. Оптоэлектронды құрылғылар.

2. Оптоэлектронды құрылғылардың қолдану саласы.

3. Оптоэлектронды құрылғылардың сипаттамалары мен көрсеткіштері.

Негізгі әдебиет:

1. М.В.Гальперин Электронная техника. М., Форум-ИНФРА-М. 2005-352 с.

Қосымша әдебиет:

1. Ф.И.Вайсбурд, Г.А.Панаев, Б.Н.Савельев. Электроные приборы и усилители. Изд.3-е, стереотипное. – М.: КомКнига, 2005. – 472 с.

Электр сигналдарын оптикалық сигналдарына түрлендіріп және оның энергиясын мидикатор немесе фотоэлектрлік түрлендіргішке беретін құрылғыларды оптоэлектрондық құрылғылар деп атайды. Бір корпустың ішіне ендірілген оптоэлектрондық құрылғыларды қысқаша

етіп оптрондар деп те атайды.

Электрондық құрылғыларда оптрондар байланыс элементі ретінде қолданады. Оптикалық орта қабылдағыш пен сәулеленгішті қосып тұрушы материал болып (ол оптикалық клей, лак, силиконды майлағыш болуы мүмкін) энергия берісінде, оның жоғалуының аз мөлшерінде болуы керек.

Сәулеленгіш ретінде жарық диоды қолданылып, ол оптрондардың тез әрекеттігін қамтамасыз етеді, ал қабылдағыштар - фотокедергі, фотодиод, фототранзистор немесе фототиристор болуы мүмкін. Фотоқабылдағыштың қолдану түріне қарай оптрондар фотокедергілі, фотодиодты, фототранзисторлы, фототиристорлы болады.

Кірмелі және шықпалы сипаттамалары мұндағы қолданылған сәулеленгіш пен қабылдағышқа байланысты. Оптрондардың негізгі параметрі - беріліс сипаттамасы. Фотокедергілік оптрондарда қараңғы-лық кедергінің жарықтық кедергіге қатнасы β=R_қ/R_ж; Фотодиод және фототранзисторлы бойынша беріліс коэфиценті К_i = I_мың/I_кір .

Фотокедергілі оптрондардың шықпалы ВАС-ы сызықты (R_қ/R_ж=10⁷; жану, сөну уақыты t_ж-с=10^-1-10^-2с) олардың қолдану аясыы шектеулі.

Фотодиодты оптрондардың беріліс коэффиценті үлкен емес, дегенмен t_ж-с=10^-8с тез қабылдайды. Фототранзисторлы оптрондардың беріліс коэффиценті K_i=6-8. Диодты оптрондарда жарық көзі ретінде арсенид диоды, ал қабылдағыш болып кремнийлі фотодиодты алады. Бұл түрдегі оптронды кілт ретінде қолданады және жиілігі 10^13-10¹⁵ Гц тоқты коммутация жасайды. Жабық күйдегі қараңғылық кедергісі 10⁸-10¹⁰ Ом, ашық күйде – бірнеше жүздеген килоомға дейін болады. Кірмелі және шықпалы тізбек арасындағы кедергісі 10¹³-10¹⁵ Ом.

Транзисторлы оптрондар фотоқабылдағыштың сезімталдығының жоғарлығынан диодты оптрондардан қарағанда үнемді болады. Дегенімен олардың тез әрекеттігі төмен, максималды коммутация жиілігі 10⁵Гц. Диодтағыдай секілді кірмелі және шықпалы тізбек арасындағы гальваникалық шешілуді қамтамасыз етеді және ашық кезінде кіші, ал жабық кезінде үлкен кедергіге ие болады.

Егер фототранзистор екі шықпалы эмитерлі болса, онда өлшенуі тұрақты және айнымалы ток сигналдарын коммутация жасай алатын кілт тізбек ретінде қолданылады. Бұл жағдайда фототоктар компенсацияланушы кілт ретінде болады. Биполярлық транзитор негізіндегі компенсациялаушы кілтпен басқару тәсілімен және ВАС айырмашылығы болады. ВАС симетриялы (t_ж-с=10^-3c). Кернеу көзіне қосылғанда қалдық кернеуі өте кіші –бірнеше жүздеген мВ, динамикалық кедергісі бірнеше Ом. Сыртқы кернеу көзі болмағанда фототранзистор кедергісі үлкен-10⁶-10⁸ Омнан артық болады. Бұл оптрондар схемадағы трансфарматорда алып тастауға мүмкіндік

береді. Фототранзисторды кремнилі фототранзисторға ауыстырсақ, шықпалы ток импульсі 5А және одан артық мәнге өсіру мүмкіншілігіне ие боламыз. Мұнда қосылу уақыты t_ж-с-10^-5с, ал кірмелі тогы 10мА – ден аспайды.

Диодты, транзисторлы оптрондар тез әрекеті жоғары эффективті кілт ретінде жұмыс жасау үшін қолданылады.

Фоторезисторлар негізінде түзілген аналогты оптрондар автоматты басқару жйелерінде қалтықсыз басқару үшін қолданады. Резисторлы оптрондардың қаранғылық кедергісі 10⁷-10⁹ Ом. Жарықталған кезде ол бірнеше кОм-ға дейін кемиді. Олардың тез әрекеттігіне жоғары емес, жұмыс жиілігі бірнеше кГц.