Тиристор и симистор работа и устройство
Абсолютно любой тиристор может быть в двух устойчивых состояниях — закрыт или открыт
В закрытом состоянии он находится в состоянии низкой проводимости и ток почти не идет, в открытом, наоборот полупроводник будет находится в состоянии высокой проводимости, ток проходит через него фактически без сопротивления
Можно сказать, что тиристор это электрический силовой управляемый ключ. Но по сути управляющий сигнал может только открыть полупроводник. Чтобы запереть его обратно, требуется выполнить условия, направленные на снижение прямого тока почти до нуля.
Структурно тиристор представляет последовательность четырех, слоев p и n типа, образующих структуру р-n-р-n и соединенных последовательно.
Одна из крайних областей, на которую подключают положительный полюс питания называют анод
, р – типа
Другая, к которой подсоединяют отрицательное полюс напряжения, называют катод
, – n типа
Для того чтоб разобраться с работой тиристора рассмотрим несколько случаев, первый: напряжение на управляющий электрод не подается , тиристор подсоединен по схеме динистора – положительное напряжение поступает на анод, а отрицательное на катод, смотри рисунок.
В этом случае коллекторный p-n-переход тиристора находится в закрытом состоянии, а эмиттерный – открыт. Открытые переходы имеют очень низкое сопротивление, поэтому почти все напряжение, следующее от источника питания, приложено к коллекторному переходу, из-за высокого сопротивления которого протекающий через полупроводниковый прибор ток имеет очень низкое значение.
На графике ВАХ это состояние актуально для участка отмеченного цифрой 1 .
При увеличении уровня напряжения, до определенного момента ток тиристора почти не растет. Но достигая условного критического уровня — напряжение включения
U вкл , в динисторе появляются факторы, при которых в коллекторном переходе начинается резкий рост свободных носителей заряда, которое почти сразу же носит лавинный характер .
В результате происходит обратимый электрический пробой (на представленном рисунке – точка 2). В p
-области коллекторного перехода появляется избыточная зона накопленных положительных зарядов, в n
-области, наоборот происходит накопление электронов. Рост концентрации свободных носителей заряда приводит к падению потенциального барьера на всех трех переходах , через эмиттерные переходы начинается инжекция носителей заряда. Лавинообразный характер еще сильнее увеличивается, и приводит к переключению коллекторного перехода в открытое состоянии. Одновременно увеличивается ток по всем областям полупроводника, в результате происходит падением напряжения между катодом и анодом, показанный на графике выше отрезком отмеченным цифрой три. В этот момент времени динистор обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением. На сопротивлении После открытия коллекторного перехода ВАХ динистора становится такой же, как на прямой ветви — отрезок №4.
После переключения полупроводникового прибора, напряжение снижается до уровня одного вольта. В дальнейшем увеличение уровня напряжения или снижение сопротивления приведет к увеличению выходного тока, один в один, как и работе диода при его прямом включении. Если же уровень напряжение питания снизить, то высокое сопротивление коллекторного перехода, практически мгновенно восстанавливается, динистор закрывается, ток резко падает
.
Напряжение включения U вкл , можно настраивать, внося в любой из промежуточных слоев, рядом с к коллекторным переходом, неосновные, для него носители заряда.
С этой целью используется специальный управляющий электрод , запитываемый от дополнительного источника, с которого следует управляющее напряжение – U упр . Как хорошо видно из графика – при росте U упр напряжение включения снижается.
Основные характеристики тиристоровU вкл
напряжение включения – при нем осуществляется переход тиристора в открытое состояние
U o6p.
max
– импульсное повторяющееся обратное напряжение при нем происходит электрический пробой p-n перехода. Для многих тиристоров будет верно выражение U o6p.max . = U вкл
I max
— максимально допустимое значение тока
I ср
— среднее значение тока за период
U np
— прямое падение напряжения при открытом тиристоре
I o6p.max
— обратный максимальный ток начинающий течь при приложении
I удерж ток удержания – значение анодного тока, при котором осуществляется запирание тиристора
P max — максимальная рассеиваемая мощность
t откл — время отключения необходимое для запирания тиристора
Запираемые тиристоры
— имеет классическую четырехслойную p-n-p-n
структуру, но при этом обладает рядом конструктивных особенностей, дающих такую функциональную возможность, как полная управляемость. Благодаря такому воздействию от управляющего электрода, запираемые тиристоры могут переходить не только в открытое состояние из закрытого, но и из открытого в закрытое.
Для этого на управляющий электрод поступает напряжение, противоположное тому, которое ранее открывает тиристор. Для запирания тиристора на управляющей электрод следует мощный, но короткий по длительности импульс отрицательного тока. При применении запираемых тиристоров следует помнить, что их предельные значения на 30% ниже, чем у обычных. В схемотехнике, запираемые тиристоры активно применяются в роли электронных ключей в преобразовательной и импульсной технике.
В отличие от своих четырехслойных родственников — тиристоров, они имеют пятислойную структуру.
Благодаря такой структуре полупроводника они имеют возможность пропускать ток в обоих направлениях – как от катода к аноду, так и от анода к катоду, а на управляющий электрод поступает напряжение обоих полярностей. Благодаря этому свойству вольт-амперная характеристика симистора имеет симметричный вид в обоих осях координат. Узнать о работе симистора вы можете из видеоурока, по ссылке ниже.
youtube.com/embed/DeMERkZKaA4″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»»>Принцип работы симистора
Если у стандартного тиристора имеются анод и катод то электроды симистора так описать нельзя т.к каждый уго электрод является и анодом и катодом одновременно. Поэтому симистор способен пропускать ток в обоих направлениях. Именно поэтому он отлично работает в цепях переменного тока.
Очень простой схемой, поясняющей принцип симистора является регулятор симисторный регулятор мощности.
После подачи напряжения на один из выводов симистора поступает переменное напряжение. На электрод, являющийся управляющим с диодного моста поступает отрицательное управляющее напряжение. При превышении порога включения симистор отпирается и ток поступает в подключенную нагрузку. В момент времени, когда на входе симистора меняется полярность напряжения он запирается. Затем алгоритм повторяется.
Чем выше уровень управляющего напряжения тем быстрее срабатывает симистор и длительность импульса на нагрузке увеличивается.
Итак симистор управляется как отрицательным так и положительным напряжением. Давайте выделим его минусы и плюсы.
Плюсы: низкая стоимость, большой срок службы, отсутствие контактов и, как следствие, отсутствие искрения и дребезга.
Минусы: достаточно чувствителен к перегреву и его обычно монтируют на радиаторе. Не работает на высоких частотах, так как не успевает переходить из открытого состояния в закрытое. Реагирует на внешниепомехи, вызывающие ложное срабатывание.
Следует также упомянуть о особенностях монтажа симисторов в современной электронной техники.
При малых нагрузках или если в ней протекают короткие импульсные токи, монтаж симисторов можно осуществлять без теплоотводящего радиатора.
Во всех остальных случаях – его наличие строго обязательно.
К теплоотводу тиристор может фиксироваться крепежным зажимом или винтом
Для снижения вероятности ложного срабатывания из-за шумов, длина проводов должна быть минимальна. Для подсоединения рекомендуется использовать экранированный кабель или витую пару.
Или оптотиристоры специализированные полупроводники, конструктивной особенностью которого является наличие фотоэлемента, который является управляющим электродом.
Современной и перспективной разновидностью симистора являетсяо оптосимистор. Вместо управляющего электрода в корпусе имеется светодиод и управление происходит с помощью изменения напряжения питания на светодиоде. При попадании светового потока задонной мощности фотоэлемент переключает тиристор в открытое положение. Самой основной функцией в оптосимисторе является то, что между цепью управления и силовой имеется полная гальваническая развязка. Это создает просто отличный уровень и надежности конструкции.
Силовые ключи . Одним из главных моментов, влияющих на востребованность таких схем, служит низкая мощность, которую способен рассеять тиристор в схемах переключения. В запертом состоянии мощность практически не расходуется, т.к ток близок к нулевым значениям. А в открытом состоянии рассеиваемая мощность невелика благодаря низким значениям напряжения
Пороговые устройства – в них реализуется главное свойство тиристоров – открываться при достижении напряжением нужного уровня. Это используется в фазовых регуляторах мощности и релаксационных генераторах
Для прерывания и включения-выключения используются запирающие тиристоры. Правда, в данном случае схемам необходима определенная доработка.
Экспериментальные устройства – в них применяется свойство тиристора обладать отрицательным сопротивление, находясь в переходном режиме
Принцип работы и свойства динистора, схемы на динисторах |
Динистор это разновидность полупроводниковых диодов относящихся к классу тиристоров.
Динистор состоит из четырех областей различной проводимости и имеет три p-n перехода. В электроники он нашел довольно ограниченное применение, ходя его можно найти в конструкциях энергосберегающих ламп под цоколь E14 и E27, где он применяется в схемах запуска. Кроме того он попадается в пускорегулирующих аппаратах ламп дневного света.
Симисторы: от простого к сложному
В 1963 году у многочисленного семейства тринисторов появился еще один «родственник» — симистор. Чем же он отличается от своих «собратьев» — тринисторов (тиристоров)? Вспомните о свойствах этих приборов. Их работу часто сравнивают с действием обычной двери: прибор заперт — ток в цепи отсутствует (дверь закрыта — прохода нет), прибор открыт — в цепи возникает электрический ток (дверь отворилась — входите). Но у них есть общий недостаток. Тиристоры пропускают ток только в прямом направлении — так обычная дверь легко открывается «от себя», но сколько ни тяни ее на себя — в противоположную сторону, все усилия окажутся бесполезными.
Увеличив число полупроводниковых слоев тиристора с четырех до пяти и снабдив его управляющим электродом, ученые обнаружили, что прибор с такой структурой (названный впоследствии симистором) способен пропускать электрический ток как в прямом, так и в обратном направлениях.
Посмотрите на рисунок 1, изображающий строение полупроводниковых слоев симистора. Внешне они напоминают транзисторную структуру р-n-р типа, но отличаются тем, что имеют три дополнительные области с n-проводимостью. И вот что интересно: оказывается, две из них, расположенные у катода и анода, выполняют функции только одного полупроводникового слоя — четвертого. Пятый образует область с n-проводимостью, лежащая около управляющего электрода.
Ясно, что работа такого прибора основана на более сложных физических процессах, чем у других типов тиристоров. Чтобы лучше разобраться в принципе действия симистора, воспользуемся его тиристорным аналогом. Почему именно тиристорным? Дело в том, что разделение четвертого полупроводникового слоя симистора не случайно. Благодаря такой структуре при прямом направлении тока, протекающего через прибор, анод и катод выполняют свои основные функции, а при обратном они как бы меняются местами — анод становится катодом, а катод, наоборот, анодом, то есть симистор можно рассматривать как два встречно-параллельно включенных тиристора (рис. 2).
Тринисторный аналог симистора
Представим, что на управляющий электрод подан отпирающий сигнал. Когда на аноде прибора напряжение положительной полярности, а на катоде — отрицательной, электрический ток потечет через левый по схеме тринистор. Если полярность напряжения на силовых электродах поменять на противоположную, включится правый по схеме тринистор. Пятый полупроводниковый слой, подобно регулировщику, руководящему движением автомобилей на перекрестке, направляет отпирающий сигнал, зависимости от фазы тока на один из тринисторов. При отсутствии отпирающего сигнала симистор закрыт.
В целом его действие можно сравнить, например, с вращающейся дверью на станции метро — в какую сторону ни толкни ее, она обязательно откроется. Действительно, подадим отпирающее напряжение на управляющий электрод симистора — «подтолкнем» его, и электроны, словно спешащие на посадку или выход пассажиры, потекут через прибор в направлении, диктуемом полярностью включения анода и катода.
Этот вывод подтверждается и вольтамперной характеристикой прибора (рис. 3). Она состоит из двух одинаковых кривых, повернутых относительно друг друга на 180°. Их форма соответствует вольтамперной характеристике динистора, а области непроводящего состояния, как и у тринистора, легко преодолеваются, если на управляющий электрод подать отпирающее напряжение (изменяющиеся участки кривых показаны штриховыми линиями).
Благодаря симметричности вольтамперной характеристики новый полупроводниковый прибор был назван симметричным тиристором (сокращенно — симистор). Иногда его называют триаком (термин, пришедший из английского языка).
Симистор унаследовал от своего предшественника — тиристора все его лучшие свойства. Но самое главное достоинство новинки в том, что в ее корпусе расположили сразу два полупроводниковых прибора. Судите сами. Для управления цепью постоянного тока необходим один тиристор, для цепи переменного тока приборов должно быть два (включены встречно-параллельно). А если учесть, что для каждого из них нужен отдельный источник отпирающего напряжения, который к тому же должен включать прибор точно в момент изменения фазы тока, становится ясно, каким сложным будет такой управляющий узел. Для симистора же род тока не имеет значения. Достаточно лишь одного такого прибора с источником отпирающего напряжения, и универсальное управляющее устройство готово. Его можно использовать в силовой цепи постоянного или переменного тока.
Близкое родство тиристора и симистора привело к тому, что у этих приборов оказалось много общего. Так электрические свойства симистора характеризуются теми же параметрами, что и у тиристора. Маркируются они тоже одинаково — буквами КУ, трехзначным числом и буквенным индексом в конце обозначения. Иногда симисторы обозначают несколько иначе — буквами ТС, что означает «тиристор симметричный».
Условное графическое обозначение симисторов на принципиальных схемах показано на рисунке 4.
Для практического знакомства с симисторами выберем приборы серии КУ208 — триодные симметричные тиристоры п-р-п-р типа. На разновидности приборов указывают буквенные индексы в их обозначении — А, Б, В или Г. Постоянное напряжение, которое выдерживает в закрытом состоянии симистор с индексом А, составляет 100 В, Б — 200 В, В — 300 В и Г — 400 В. Остальные параметры у этих приборов идентичные: максимальный постоянный ток в открытом состоянии — 5 А, импульсный —10 А, ток утечки в закрытом состоянии — 5 мА, напряжение между катодом и анодом в проводящем состоянии — -2 В, величина отпирающего напряжения на управляющем электроде равна 5 В при токе 160 мА, рассеиваемая корпусом прибора мощность— 10 Вт, предельная рабочая частота — 400 Гц.
А теперь обратимся к электроосветительным приборам. Нет ничего проще управлять работой любого из них. Нажал, к примеру, клавишу выключателя — ив комнате загорелась люстра, нажал еще раз — погасла. Иногда, правда, это достоинство неожиданно превращается в недостаток, особенно если вы хотите сделать свою комнату уютной, создать ощущение комфорта, а для этого так важно удачно подобрать освещение. Вот если бы свечение ламп менялось плавно…
Оказывается, в этом нет ничего невозможного. Нужно только вместо обычного выключателя подсоединить электронное устройство, управляющее яркостью светильника. Функции регулятора, «командующего» лампами, в таком приборе выполняет полупроводниковый симистор.
Построить простое регулирующее устройство, которое поможет управлять яркостью свечения настольной лампы или люстры, изменять температуру электроплитки или жала паяльника, вы сможете, воспользовавшись схемой, представленной на рисунке 5.
Рис. 5. Принципиальная схема регулятора
Трансформатор Т1 преобразует сетевое напряжение 220 В в 12 — 25 В. Оно выпрямляется диодным блоком VD1—VD4 и подается на управляющий электрод симистора VS1. Резистор R1 ограничивает ток управляющего электрода, а переменным резистором R2 регулируют величину управляющего напряжения.
Рис. 6. Временные диаграммы напряжения: а — в сети; б — на управляющем электроде симистора, в — на нагрузке.
Чтобы легче было разобраться в работе прибора, построим три временные диаграммы напряжений: сетевого, на управляющем электроде симистора и на нагрузке (рис. 6). После включения устройства в сеть на его вход поступает переменное напряжение 220 В (рис. 6а). Одновременно на управляющий электрод симистора VS1 подается отрицательное напряжение синусоидальной формы (рис. 66). В момент, когда его величина превысит напряжение включения, прибор откроется и сетевой ток потечет через нагрузку. После того как величина управляющего напряжения станет ниже пороговой, симистор остается открытым за счет того, что ток нагрузки превышает ток удержания прибора. В тот момент, когда напряжение на входе регулятора меняет свою полярность, симистор закрывается. Далее процесс повторяется. Таким образом, напряжение на нагрузке будет иметь пилообразную форму (рис. 6в)
Чем больше амплитуда управляющего напряжения, тем раньше включится симистор, а следовательно, больше будет и длительность импульса тока в нагрузке. И наоборот, чем меньше амплитуда управляющего сигнала, тем меньше будет длительность этого импульса. При крайнем левом по схеме положении движка переменного резистора R2 нагрузка станет поглощать полные «порции» мощности. Если регулятор R2 повернуть в противоположную сторону, амплитуда управляющего сигнала окажется ниже порогового значения, симистор останется в закрытом состоянии и ток через нагрузку не потечет.
Нетрудно догадаться, что наш прибор регулирует мощность, потребляемую нагрузкой, изменяя тем самым яркость свечения лампы или температуру нагревательного элемента.
В устройстве можно применить следующие элементы. Симистор КУ208 с буквой В или Г. Диодный блок КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом, подойдут также четыре полупроводниковых диода серий Д226, Д237. Постоянный резистор — МЛТ-0,25, переменный — СПО-2 или любой другой мощностью не менее 1 Вт. ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка. Трансформатор Т1 рассчитан на напряжение вторичной обмотки 12—25 В.
Если подходящего трансформатора нет, изготовьте его самостоятельно. Сердечник из пластин Ш16, толщина набора 20 мм, обмотка I содержит 3300 витков провода ПЭЛ-1 0,1, а обмотка II — 300 витков ПЭЛ-1 0,3.
Тумблер — любой сетевой, предохранитель должен быть рассчитан на максимальный ток нагрузки.
Регулятор собирается в пластмассовом корпусе. На верхней панели крепятся тумблер, переменный резистор, держатель предохранителя и розетка. Трансформатор, диодный блок и симистор устанавливаются на дне корпуса. Симистор необходимо снабдить теплорассеивающим радиатором толщиной 1 — 2 мм и площадью не менее 14 см2. В одной из боковых стенок корпуса просверлите отверстие для сетевого шнура.
Устройство не нуждается в налаживании и при правильном монтаже и исправных деталях начинает работать сразу после включения в сеть.
ПОЛЬЗУЯСЬ РЕГУЛЯТОРОМ, НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О МЕРАХ БЕЗОПАСНОСТИ. ВСКРЫВАТЬ КОРПУС МОЖНО, ТОЛЬКО ОТКЛЮЧИВ ПРИБОР ОТ СЕТИ!
В. Янцев.
симисторы и тиристорные диоды
симисторы и тиристорные диодыВетко Электроникс • 425-641-7275
Ардуино Искусство, игрушки и ремесла Аудио оборудование Автомобильный A/V конвертеры и удлинители Аудио/видео разветвители и переключатели Батареи и держатели Управление кабелями Кабели Кабельное ТВ конденсаторы Химикаты Распродажа/излишек Запчасти для компьютеров/ПК Соединители и адаптеры Диоды Электрический Корпуса и проектные коробки Фанаты Предохранители Любительское радио и связанное с ним Аппаратное обеспечение HDMI Термоусадка Праздничные и сезонные товары Светодиоды и освещение Магниты Maker / Сделай сам / Обучение Аксессуары для мобильных телефонов и планшетов Сеть/ИТ Шумоподавители Шнуры питания и полоски Источники питания Raspberry Pi Реле Резисторы Полуфабрикаты и комплектующие Солнечная энергия и панели Пайка Предметы специального заказа Переключатели Клеммные колодки Испытательное оборудование Инструменты Крепления для телевизоров и проекторов USB Видео, карты PCI и игровые устройства Настенные тарелки Водонепроницаемый и устойчивый Носимые Провод и кабель
- {{ атрибут[1] }} ({{ атрибут[2] }})
Диоды
- Наборы диодов / Ассортимент
- Диоды общего назначения
- Штыревые диоды
- Выпрямительные диоды
- SCR (силиконовые управляемые выпрямители)
- Симисторы и тиристорные диоды
- Диоды для подавления переходных напряжений
- Варакторные диоды
- Стабилитроны
|
{{ кластеры[cluster_index]. |
|
Часть №: {{ кластеры[индекс_кластера].продукты[кластеры[индекс_кластера].выбранный_продукт].sku }} |
{{ кластер.продукты[кластер.выбранный_продукт].атрибуты[имя] }}
{{кластер.количество}} Изменить количество
Выберите из {{ get_attribute_values(cluster.active_attribute).length }} {{ cluster.active_attribute }}s:
Отмена
Добавить сколько в корзину?
| Купить {{ price.low }}+ | ${{ _.round(price.price, 2).toFixed(2) }} | Сохранить {{ Math.floor(((cluster.products[cluster.selected_product].pricing[0].price — price.price) / cluster.products[cluster.selected_product].pricing[0].price) * 100) }}% |
Отмена
Китайский производитель реле, фильтровальной бумаги, поставщик систем выравнивания плитки
Основная продукция
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Горячие продажи
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Новое поступление
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Рекомендуется для вас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Профиль компании
{{ util. each(imageUrls, функция(imageUrl){}}
{{ }) }}
{{ если (изображениеUrls.length > 1){ }}
{{ } }}
| Тип бизнеса: | Производитель/завод, Торговая компания | |
| Основные продукты: |
Реле
,
Фильтровальная бумага
,
Система выравнивания плитки
,
Датчик
,
Таймер
,
Прилавок
,
Регулятор температуры
,
. ..
|
|
| Зарегистрированный капитал: | 500000 юаней | |
| Площадь завода: | 1001~2000 квадратных метров | |
| Сертификация системы менеджмента: | ИСО 9001, ИСО 14001 | |
| Среднее время выполнения: |
Время выполнения заказа в сезон пиковой нагрузки: один месяц Время выполнения заказа в межсезонье: в течение 15 рабочих дней |
Компания была основана в 2012 году с новаторской идеей в разработке и производстве, наш девиз «Прямой путь» теперь расширился от концепции продукта до философии бизнеса.
