Тиристори й сімістори

1. Зміст
2. структура тиристора
3. Властивості тиристора в закритому стані
4. Принцип відмикання за допомогою керуючого електрода
5. відключення тиристора
6. симистор
7. структура симистора
8. функціонування симістора
9. відмикання сімістора
10. Обмеження при використанні
11. Зміст

Наша сеть партнеров Banwar

документація

Головна довідник документація

"Документація" - технічна інформація щодо застосування електронних компонентів, особливості побудови різних радіотехнічних та електронних схем, а також документація щодо особливостей роботи з інженерним програмним забезпеченням і нормативні документи (ГОСТ).

Зміст

тиристор

Тиристор - це перемикаючий напівпровідниковий прилад, що пропускає струм в одному напрямку. Цей радіоелемент часто порівнюють з керованим діодом і називають напівпровідниковим керованим вентилем (Silicon Controlled Rectifier, SCR).

Тиристор має три висновки, один з яких - керуючий електрод, можна сказати, "спусковий гачок" - використовується для різкого перекладу тиристора у включений стан.

Тиристор суміщає в собі функції випрямляча, вимикача і підсилювача. Часто він використовується як регулятор, головним чином, коли схема харчується змінною напругою. Перелічені нижче пункти розкривають чотири основні властивості тиристора:

• тиристор, як і діод, проводить в одному напрямку, виявляючи себе як випрямляч;
• тиристор переводиться з вимкненого стану у включене при подачі сигналу на керуючий електрод і, отже, як вимикач має два стійких стани. Проте для повернення тиристора у вимкнений (розімкнуте) стан необхідно виконати спеціальні умови;
• керуючий струм, необхідний для перекладу тиристора із закритого стану у відкрите, значно менше (кілька міліампер) при робочому струмі в декілька ампер і навіть в кілька десятків ампер. Отже, тиристор володіє властивостями підсилювача струму;
• o середній струм через навантаження, включену послідовно з тиристором, можна точно регулювати залежно від тривалості сигналу на керуючому електроді. Тиристор при цьому є регулятором потужності.

структура тиристора

Тиристором називається керований трьохелектродний напівпровідниковий прилад, що складається з чергуються чотирьох кремнієвих шарів типу р і n. Напівпровідниковий прилад з чотиришаровій структурою представлений на рис. 1.

Крайню область р-структури, до якої підключається позитивний полюс джерела живлення, прийнято називати анодом, а крайню область n, до якої підключається негативний полюс цього джерела, - катодом.

Рис.1. Структура і позначення тиристора

Властивості тиристора в закритому стані

Відповідно до структури тиристора можна виділити три електронно-доручених переходу і замінити тиристор еквівалентної схемою, як показано на рис. 2.

Ця еквівалентна схема дозволяє зрозуміти поведінку тиристора з відключеним керуючим електродом.

Якщо анод позитивний по відношенню до катода, то діод D2 закритий, що призводить до закриття тиристора, зміщеного в цьому випадку в прямому напрямку. При іншій полярності діоди D1 та D2 зміщені у зворотному напрямку, і тиристор також закритий.

Рис.2. Подання тиристора трьома діодами

Принцип відмикання за допомогою керуючого електрода

Еквівалентну уявлення структури р-npn у вигляді двох транзисторів показано на рис. 3.

Подання тиристора у вигляді двох транзисторів різного типу провідності призводить до еквівалентної схеми, представленої на рис. 1.4. Вона наочно пояснює явище відмикання тиристора.

Задамо струм IGT через керуючий електрод тиристора, зміщеного в прямому напрямку (напруга VAK позитивне), як показано на рис. 4.

Так як струм IGT стає базовим струмом транзистора npn, то струм колектора цього транзистора дорівнює B1xIGT, де B1 - коефіцієнт посилення по току транзистора Т1.

Цей струм одночасно є базовим струмом транзистора р-n-р, що призводить до його відмикання. Струм колектора транзистора Т2 становить величину B1xB2xIGT і підсумовується зі струмом IGT, що підтримує транзистор Т1 у відкритому стані. Тому, якщо керуючий струм IGT досить великий, обидва транзистора переходять в режим насичення.

Ланцюг внутрішнього зворотного зв'язку зберігає провідність тиристора навіть в разі зникнення початкового струму керуючого електрода IGT, при цьому струм анода (1А) залишається досить високим.

Типова схема запуску тиристора наведена на рис. 5

.

Рис.3. Розбиття тиристора на два транзистора

Рис.4. Подання тиристора у вигляді двухтранзісторного схеми

Рис.5. Типова схема запуску тиристора

відключення тиристора

Тиристор перейде в закритий стан, якщо до керуючого електрода відкритого тиристора нього не додається жоден сигнал, а його робочий струм спаде до деякого значення, званого струмом утримання (гіпостатична струмом).

Відключення тиристора відбудеться, зокрема, якщо була розімкнути ланцюг навантаження (рис. 6а) або напруга, прикладена до зовнішньої ланцюга, змінило полярність (це трапляється в кінці кожного напівперіоду змінної напруги живлення).

Рис.6. Способи відключення тиристора

Коли тиристор працює при постійному струмі, відключення може бути зроблено за допомогою механічного вимикача.

Включений послідовно з навантаженням цей ключ використовується для відключення робочої ланцюга.

Включений паралельно основним електродів тиристора (рис. 6б) ключ шунтує анодний струм, і тиристор при цьому переходить в закритий стан. Деякі тиристори повторно включаються після розмикання ключа. Це пояснюється тим, що при розмиканні ключа заряджається паразитна ємність р-n переходу тиристора, викликаючи перешкоди.

Тому вважають за краще розміщувати ключ між керуючим електродом і катодом тиристора (рис. 1.6В), що гарантує правильне відключення за допомогою відсікання утримує струму. Одночасно зміщується в зворотному напрямку перехід р-n, відповідний діоду D2 зі схеми заміщення тиристора трьома діодами (рис. 2).

На рис. 6а-д представлені різні варіанти схем відключення тиристора, серед них і раніше згадувані. Інші, як правило, застосовуються, коли потрібно відключати тиристор за допомогою додаткової ланцюга. У цих випадках механічний вимикач можна замінити допоміжним тиристором або ключовим транзистором, як показано на рис. 7.

Рис.7. Класичні схеми відключення тиристора за допомогою додаткового ланцюга

симистор

Сіміcmop - напівпровідниковий прилад, який широко використовується в системах, що харчуються змінною напругою. Спрощено він може розглядатися як керований вимикач. У закритому стані він поводиться як розімкнутий вимикач. Навпаки, подача керуючого струму на керуючий електрод Симис-тора веде до переходу його в провідний стан. В цей час симистор подібний замкнутому вимикача.

При відсутності керуючого струму симистор під час будь-якого напівперіоду змінної напруги живлення неминуче переходить зі стану провідності в закритий стан.

Крім роботи в релейному режимі в термостаті або світлочутливому вимикачі, розроблені і широко використовуються системи регулювання, що функціонують за принципом фазового управління напругою навантаження, або, іншими словами, плавні регулятори.

структура симистора

Симистор можна представити двома тиристорами, включеними зустрічно-паралельно. Він пропускає струм в обох напрямках. Структура цього напівпровідникового приладу показана на рис. 8. Симистор має три електроди: один керуючий і два основних для пропускання робочого струму.

Рис.8. структура симистора

функціонування симістора

Симистор відкривається, якщо через керуючий електрод проходить отпирающий ток або якщо напруга між його електродами А1 і А2 перевищує деяку максимальну величину (насправді це часто призводить до несанкціонованих спрацьовувань симистора, що відбувається при максимумі амплітуди напруги живлення).

Симистор переходить в закритий стан після зміни полярності між його висновками А1 і А2 або якщо значення робочого струму менше струму утримання Iу.

відмикання сімістора

В режимі змінного харчування зміна станів симистора викликається зміною полярності напруги на робочих електродах А1 і А2. Тому в залежності від полярності керуючого струму можна визначити чотири варіанти управління симистором, як показано на рис. 9.

Кожен квадрант відповідає одному способу відкривання симистора. Всі способи коротко описані в табл. 1.

Рис.9. Чотири можливих варіанти управління симистором
Таблиця 1. Спрощене уявлення способів відкривання симистора

Квадрант VA2-A1 VG-A1 IGT Позначення I> 0> 0 Слабкий + + II> 0 Середній + - III Середній - - IV> 0 Високий - +

Наприклад, якщо між робочими електродами симистора прикладають напругу VA1-A2> 0 і напруга на керуючому електроді негативно по відношенню до анода А1, то зміщення симистора відповідає квадранту II і спрощеним позначенню + -.

Для кожного квадранта визначені отпирающий ток I від (IGT), що утримує струм Iуд (Iн) і струм включення Iвикл (IL).

Отпирающий ток повинен зберігатися до тих пір, поки робочий струм не перевищить в два-три рази величину утримує струму Iн. Цей мінімальний отпирающий ток і є струмом включення симистора IL.

Потім, якщо прибрати ток через керуючий електрод, симистор залишиться в провідному стані до тих пір, поки анодний струм буде перевищувати струм утримання Iн.

Обмеження при використанні

Симистор накладає ряд обмежень при використанні, зокрема при індуктивному навантаженні. Обмеження стосуються швидкості зміни напруги (dV / dt) між анодами симистора і швидкості зміни робочого струму di / dt.

Дійсно, під час переходу сімістора із закритого стану в провідний зовнішньої ланцюгом може бути викликаний значний струм. У той же час миттєвого падіння напруги на висновках симистора не відбувається. Отже, одночасно будуть присутні напруга і струм, розвиваючі миттєву потужність, яка може досягти значних величин. Енергія, розсіяна в малому просторі, викличе різке підвищення температури р-п переходів. Якщо критична температура буде перевищена, то відбудеться руйнування симистора, викликане надмірною швидкістю наростання струму di / dt.

Обмеження також поширюються на зміну напруги двох категорій: на dV / dt стосовно закритому сімісторов і на dV / dt при відкритому сімісторов (останнє також називається швидкістю перемикання).

Надмірна швидкість наростання напруги, прикладеного між висновками А1 і А2 закопаного симистора, може викликати його відкриття при відсутності сигналу на керуючому електроді. Це явище викликається внутрішньою ємністю симистора. Струм заряду цієї ємності може бути достатнім для відмикання сімістора.

Однак не це є основною причиною несвоєчасного відкриття. Максимальна величина dV / dt при перемиканні сімістора, як правило, дуже мала, і занадто швидка зміна напруги на висновках симистора в момент його замикання може негайно ж спричинити за собою нове включення. Таким чином, симистор заново відмикається, в той час як повинен закритися.

Рис.10. Симистор із захисною RC-ланцюжком

При індуктивному навантаженні симистора або при захисті від зовнішніх перенапруг для обмеження впливу dV / dt і струму перевантаження бажано використовувати захисну RC-ланцюжок (рис. 10).

Розрахунок значень R і С залежить від декількох параметрів, серед яких - величина струму в навантаженні, значення індуктивності і номінального опору навантаження, робочої напруги, характеристик симистора.

Сукупність цих параметрів насилу піддається точному опису, тому часто беруть до уваги емпіричні значення. Включення опору 100-150 Ом і конденсатора 100 нФ дає задовільні результати. Однак зазначимо, що значення опору повинно бути набагато менше (або одного порядку), ніж величина повного навантаження, будучи досить високим для того, щоб обмежити струм розряду конденсатора з метою дотримання максимального значення di / dt в момент відмикання.

RC-ланцюжок додатково покращує включення в провідний стан симистора, керуючого індуктивним навантаженням. Дійсно, струм розряду конденсатора усуває вплив затримки індуктивного струму, підтримуючи робочий струм вище мінімального значення утримує струму Iуд (Iн).

Рис.11. Захист симистора за допомогою варистора

Додатковий захист, заслуговує на увагу, може бути забезпечена за допомогою варистора, підключеного до висновків індуктивного навантаження. Інший варістор, включений паралельно живлячої напруги, затримає перешкоди, що поширюються по мережі живлення. Захист симистора також забезпечується при підключенні варистора паралельно його висновків А1 і А2 (рис. 11).

джерело

1. Кадино Е. цветомузикальная установкі.-М .: ДМК Пресс, 2000.

Дата публікації: 29.05.2003

Зміст

думки читачів

• Олександр /
  Не можу зрозуміти як зібрати терісторную схему управління двигуном постійного струму. Як закрити теристори, сталим струмом.
• kola-kora /
  а p819xa діод або симистор?
• Шелковський Едвард Олександрович /
  т 00 40 10 512 (тиристор) На жаль не знайшов ні характеристики, ні даташит на дані тиристори. трифазний випрямний міст? Чому тиристори складаються з катод і анода, 2 (!) Керуючих електрода. Хто - небудь знає про тиристор такого типу?
• анатоллі /
  FT1208NG-це тиристор або симистор?
• admin /
  Ім'я / 16.09.2014 17:06 Ще раз напишіть, можливо випадково видалений. Якщо без матюків, тоді без проблем розмістимо :)
• ім'я /
  Я як читач маю право на коментар, прошу аміністрацію сайту повернути мій одзив, в даному повідомленні був зроблений висновок стосовно відповідей читачів. Спам і реклама легко распростроніна на вашому блозі, висновок? Робіть самі.
• Fredy_Tema /
  MJE 13003E C16 це тиристор або симистор і яким аналогом можна замінити?
• Іван /
  у нас ви можете придбати силові тиристори діоди сімістори http://silovyha.ru/
• Іван /
  Допоможу продати б / у силові тиристори і діоди http://silovyha.ru/
• Євген /
  Cоставить функціальную схему тиристора
• коля /
  скажіть, чим можна замінить китайськи тиристор мас 97а6
• Андрій /
  Симистор здатний на багато що?
• Олег /
  Підкажіть, будь ласка, FT1208NG це тиристор або симистор і є інший аналог. Не можу знайти для модуля морозильної камери
• григорій /
  параметричний стабілізатор краще, стабілітрон і баластнік
• вова /
  я нічого не знаю помогите пожалуйста
• михайло /
  шукаю схему ртв2-1ухл4,2
• толя /
  не можу знайти тех.параметрів тиристора К2400Е7
• nicco /
  Стаття шкідлива. Вона плутає поняття тринистора і тиристора. Динистор, тринистор, симистор, ... - це все різновиди тиристорів. Сказати "У цій схемі краще застосувати сісістор, ніж тиристор", все одно, що сказати "Слон важче тваринного". Симистор різновид тиристорів, слон різновид тварин. Давайте називати речі своїми іменами, і ми позбудемося багатьох проблем.
• игорь /
  маркування сімісторов BT 136 І BT131 ЛАСКА ПОДСКАЖИТЕ
• Миколай /
  підкажіть як продзвонити симистор ВТА 41600В

Ви можете залишити свій коментар, думка або питання по наведеним вишематеріалу: