Сделай Сам Свою Работу на 5

Структура и принцип действия





Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО “Магнитогорский государственный технический

университет им. Г.И. Носова”

 

Кафедра механизации и электрификации

Горных производств

 

 

 

Исследование

Триодного тиристора

 

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплине “Силовая преобразовательная

техника и элементы автоматики”

для студентов специальности 150402

 

 

Магнитогорск


Составители: Шебаршов А.А.

Савельев В.И.

 

Исследование триодного тиристора: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине “Силовая преобразовательная техника и элементы автоматики” для студентов специальности 150402. Магнитогорск: ГОУ ВПО “МГТУ”, 2011. 9 с.

 

Содержат теоретические сведения о триодных тиристорах. Приведены краткое описание стенда, порядок выполнения работы, требования к содержанию отчета и контрольные вопросы для подготовки и защиты лабораторной работы.

 

 

Рецензент

 

 

© А.А. Шебаршов,

В.И. Савельев, 2011

 




Цель работы: имитация двух устойчивых состояний тиристора и переключения между ними с помощью тока управления с использованием ЭВМ.

Используемое оборудование: ЭВМ с установленным программным продуктом схемотехнического моделирования Electronics Workbench Multisim версии 10.1 или выше и модель лабораторного стенда для исследования триодного тиристора в виде схемы замещения, разработанную на кафедре МиЭГП.

 

Общие СВЕДЕНИЯ

Структура и принцип действия

 

Тиристор – это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три (или более) выпрямляющих перехода, который может переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот.

Диодный тиристор (динистор) – это тиристор, имеющий два вывода, через которые проходит как основной ток, так и ток управления.

Триодный тиристор (тринистор) – это тиристор, имеющий два основных и один управляющий вывод.

В триодном тиристоре, имеющем управляющий вывод от одной из базовых областей с омическим переходом между управляющим электродом и базой (рис. 1, а), уровень инжекции через прилегающий к этой базе эмиттерный переход можно увеличить путем подачи положительного по отношению к катоду напряжения на управляющий электрод.



 

 

Рис. 1. Схематическое изображение структур триодных

транзисторов:

а - с омическим переходом между управляющим электродом и базой;

б - с дополнительным p-n-переходом под управляющим электродом;

в - ВАХ триодного тиристора при различных токах через управляющий электрод

 

Поэтому триодный тиристор можно переключить из закрытого состояния в открытое в необходимый момент времени даже при небольшом анодном напряжении (рис. 1, в).

Переключение триодного тиристора с помощью подачи прямого напряжения на управляющий электрод или тока через этот электрод можно представить с другой точки зрения как перевод транзисторной n-p-n-структуры в режим насыщения при большом токе базы. При этом коллекторный переход транзисторной структуры смещается в прямом направлении.

Баланс токов в триодном тиристоре можно записать:

или

Таким образом, уравнение ВАХ триодного тиристора в закрытом состоянии:

где , а анодный ток зависит от управляющего тока (рис. 1, в).

Условие переключения триодного тиристора из закрытого состояния в открытое:

В условии переключения триодного тиристора (4) дифференциальный коэффициент передачи тока эмиттера одномерной теоретической модели первой транзисторной структуры зависит от напряжения на коллекторном переходе, а также от основного и управляющего токов. Аналогичный коэффициент второй транзисторной структуры зависит только от напряжения на коллекторе и от основного тока.



Из формулы (4) видно, что напряжение включения триодного тиристора зависит от управляющего тока. Формула может быть справедлива при меньших напряжениях на аноде тиристора, если через управляющий электрод будут проходить большие значения управляющего тока в прямом направлении. Кроме того, из условия (4) можно сделать вывод о целесообразности осуществления управляющего вывода от тонкой базы триодного тиристора, так как управлять коэффициентом передачи тока эмиттера транзисторной структуры с тонкой базой значительно легче, чем с толстой базой.

В открытом состоянии через тиристор проходит большой анодный ток, поэтому управляющий ток практически не оказывает влияния на участок ВАХ, соответствующий открытому состоянию триодного тиристора.

Управляющий электрод может быть сделан не только с омическим переходом между электродом и базовой областью, но и с дополнительным p-n-переходом (рис. 1, б). При определенной полярности напряжения на управляющем электроде относительно катода дополнительный переход окажется смещенным в прямом направлении, через него будет происходить инжекция неосновных носителей заряда с последующим накоплением в другой базовой области. Такой процесс может привести к переключению триодного тиристора в открытое состояние.

Триодный тиристор, у которого управляющий электрод соединен с n-областью, ближайшей к катоду, и который переводится в открытое состояние при подаче на управляющий электрод отрицательного по отношению к катоду сигнала, называют тиристором с инжектирующим управляющим электродом n-типа.

Триодный тиристор, структура которого представлена на рис. 1, б, можно рассматривать также как два диодных тиристора, имеющих общие анод, одну эмиттерную и обе базовые области. Структура основного тиристора выполнена с зашунтированным эмиттерным переходом. Поэтому напряжение включения основного тиристора больше, чем управляющего. При подаче отрицательного потенциала на управляющий электрод, т. е. на катод управляющего тиристора, можно переключить его из закрытого состояния в открытое. А так как обе структуры имеют общие области, то при переключении управляющего тиристора основной тиристор также окажется в открытом состоянии.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.