Исследование тиристора

Цель работы: изучение принципа действия тиристора, снятие и анализ вольт-амперных характеристик.

Оборудование и принадлежности: лабораторный стенд, тиристор КУ 101, провода соединительные.

Основные теоретические сведения

Тиристоры - полупроводниковые приборы с тремя или более p-n-переходами, имеющие на вольт-амперной характеристике участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Тиристор может находиться в двух устойчивых состояниях: открытом и закрытом.

В работе исследуется одна из разновидностей тиристоров -триодный тиристор, который может иметь одну из структур, приведенных на рис. 18.

Рис.18

Тиристор имеет четырехслойную p-n-p-n структуру, т.e. три р-n перехода П1, П2, ПЗ. Выводы от слоев р₁ и n_2, соответственно, называются анодом А и катодом К, явля­ются основными электродами тиристора и включаются в цепь нагрузки. Вывод управляющего электрода УЭ выполняется от слоев р₂ или n₁ и служит для включения тиристора - перевода его в открытое состояние.

Тириcтор с управляющим электродом p-типа и его условное обозначение даны на рис 18 а,б. Такой прибор переключается в открытое состояние при подаче на управляющий электрод положительного сигнала. Именно такой тирис­тор (КУ 101) необходимо исследовать в лабораторной работе.

Тиристор с управляющим электродом n-типа и его услов­ное обозначение показаны на рис. 18 в,г. Такой прибор переключа­ется в открытое состояние при подаче на управляющий электрод отрицательного по отношению к аноду сигнала.

Н а рис.19 приведены ВАХ тиристора для различных токов управляющего элект­рода. Из ВАХ видно, что при токе I_y =0 тиристор переключается в открытое состояние при мак­симальном напряжении на основных электродах без использования управляющего электрода. Так работа­ет диодный тиристор, имеющий толь­ко основные электроды: -анод и катод.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему исследования тиристора (см. рис. 20)

2. Выполнить измерения и занести результаты в табл.4. Для этого использовать:

ГТ - генератор тока стенда;

ГН3 - генератор напряжения стенда;

Iу (РА1)– измеритель тока управляющего электрода (ИВ стенда, переключатель в положение «ГТ - 1мА»);

РА 2 – измеритель тока нагрузки I_a (АВМ1 на пределах измерения «50мА» и «10мА» );

U_у (PV1) - измеритель напряжение на управляющем электроде (АВМ2 на пределах измерения «5В» и «1В») ;

PV2 - измеритель напряжения на аноде тиристора U_а (АВМ2 на пределах измерения "100В", "50B", "10В", "5В");

V₁ - тиристор КУ 101;.

R - резистор сопротивлением З кОм.

3. При снятии ВАХ (прибор PV₁ не используется) следует разорвать цепь управляющего электрода (I_y =0). Увеличивая вы­ходное напряжение генератора ГН3, добиться переключения тиристора в открытое состояние. Напряжение, при котором начнется заметное увеличение анодного тока I_a и тиристор переключится, U_{a max} = U_a4 . Уменьшая до 0 напряжение на выходе ГН3 ( предел измерений поставить 5В), добиться перехода тиристора в закрытое состояние. Значения токов и напряжений записать в таблицу 4.

Таблица 4.

Ua ,В	Ia ,мА
Ua4

4. Снять зависимость напряжения включения тиристора от тока управления. Подключить ГТ, установить на его выходе минимальный ток, повернув регуляторы "Грубо" и "Точно" ГТ против часовой стрелки до упора. Установить на вы­ходе ГН3 напряжение, равное U_a1, и, увеличивая ток ГТ, добиться включения тиристора в открытое состояние. За­нести, значение тока I_y управляющего электрода в табл. 5. Принять U_a1=0,25 U_a4 ; U_a2=0,5 U_a4; U_a3 =0,75 U_a4.

Таблица 5.

Прямое напряжение Ua, В	Ток управления Iy, мА
Ua1
Ua2
Ua3
Ua4

Обработка результатов измерения

В отчете должны быть приведены результаты измерений и гра­фик вольт-амперной характеристики тиристора и зависимости U_a =F(I_y).

Контрольные вопросы

1. Структура и принцип действия тиристора.

2. Какой должна быть полярность напряжения для нормальной работы тиристора?

3. Укажите способы выключения тиристора.

Лабораторная работа 6