ტირისტორის და ტრიაკის სამუშაო და მოწყობილობა
აბსოლუტურად ნებისმიერი ტირისტორი შეიძლება იყოს ორ სტაბილურ მდგომარეობაში - დახურულიან გახსნა
დახურულ მდგომარეობაში ის არის დაბალი გამტარობის მდგომარეობაში და თითქმის არ მიედინება დენი, ღია მდგომარეობაში, პირიქით, ნახევარგამტარი იქნება მაღალი გამტარობის მდგომარეობაში, მასში დენი გადის პრაქტიკულად წინააღმდეგობის გარეშე.
შეიძლება ითქვას, რომ ტირისტორი არის ელექტროენერგიის კონტროლირებადი გასაღები. მაგრამ სინამდვილეში, საკონტროლო სიგნალს შეუძლია მხოლოდ ნახევარგამტარის გახსნა. მის უკან დასაბლოკად, საჭიროა შეასრულოთ პირობები, რომლებიც მიმართულია წინა დენის თითქმის ნულამდე შემცირებაზე.
სტრუქტურულად, ტირისტორი არის ოთხი ფენის თანმიმდევრობა გვდა ნსტრუქტურის ფორმირების ტიპი პ-ნ-პ-ნდა დაკავშირებულია სერიებში.
ერთ-ერთ უკიდურეს უბანს, რომელსაც დადებითი დენის პოლუსი უკავშირდება, ე.წ ანოდი, p - ტიპი
მეორე, რომელსაც უარყოფითი ძაბვის პოლუსი უკავშირდება, ე.წ კათოდი, – n ტიპის
საკონტროლო ელექტროდიდაკავშირებულია შიდა ფენებთან.
ტირისტორის მუშაობის გასაგებად, განიხილეთ რამდენიმე შემთხვევა, პირველი: ძაბვა არ გამოიყენება საკონტროლო ელექტროდზე, ტირისტორი შეერთებულია დინისტორის წრედის მიხედვით - დადებითი ძაბვა მიეწოდება ანოდს, ხოლო უარყოფითი ძაბვა კათოდს, იხ.
ამ შემთხვევაში, ტირისტორის კოლექტორის p-n-შეერთება დახურულ მდგომარეობაშია, ხოლო ემიტერი ღიაა. ღია კვანძებს აქვთ ძალიან დაბალი წინააღმდეგობა, ამიტომ ელექტრომომარაგებიდან თითქმის მთელი ძაბვა გამოიყენება კოლექტორის კვანძზე, რომლის მაღალი წინააღმდეგობის გამო ნახევარგამტარულ მოწყობილობაში გამავალი დენი ძალიან დაბალია.
CVC გრაფიკზე ეს მდგომარეობა შესაბამისია ნომრით მონიშნული უბნისთვის 1 .
ძაბვის დონის მატებასთან ერთად, გარკვეულ მომენტამდე, ტირისტორის დენი თითქმის არ იზრდება. მაგრამ პირობითი კრიტიკული დონის მიღწევა - ჩართვის ძაბვა U on, ფაქტორები ჩნდება დინისტორში, რომლის დროსაც იწყება უფასო დამუხტვის მატარებლების მკვეთრი ზრდა კოლექტორის კვანძში, რომელიც თითქმის მაშინვე ცვივა. ზვავის ხასიათი. შედეგად, ხდება შექცევადი ელექტრული ავარია (პუნქტი 2 ნაჩვენები ფიგურაში). AT გვ- კოლექტორის შეერთების ფართობი, ჩნდება დაგროვილი დადებითი მუხტების ჭარბი ზონა ნ- რეგიონში, პირიქით, ხდება ელექტრონების დაგროვება. თავისუფალი მუხტის მატარებლების კონცენტრაციის მატება იწვევს პოტენციური ბარიერის ვარდნას სამივე შეერთებაზე და მუხტის მატარებლების ინექცია იწყება ემიტერის კვანძებით. ზვავის ხასიათი კიდევ უფრო იზრდება და იწვევს კოლექტორის შეერთების გადართვას ღია მდგომარეობაში. ამავდროულად, დენი იზრდება ნახევარგამტარის ყველა უბანში, რის შედეგადაც ხდება ძაბვის ვარდნა კათოდსა და ანოდს შორის, რომელიც ნაჩვენებია ზემოთ მოცემულ დიაგრამაზე სამი ნომრით მონიშნული სეგმენტის სახით. დროის ამ მომენტში დინიტორს აქვს უარყოფითი დიფერენციალური წინააღმდეგობა. წინააღმდეგობაზე R nძაბვა მატულობს და ნახევარგამტარი იცვლება.
კოლექტორის შეერთების გახსნის შემდეგ დინისტორის I–V მახასიათებელი ხდება იგივე, რაც სწორ ტოტზე - სეგმენტ No4. ნახევარგამტარული მოწყობილობის გადართვის შემდეგ ძაბვა ეცემა ერთ ვოლტამდე. მომავალში, ძაბვის დონის მატება ან წინააღმდეგობის შემცირება გამოიწვევს გამომავალი დენის ზრდას, ერთიდან ერთზე, ისევე როგორც დიოდის მუშაობას, როდესაც ის პირდაპირ ჩართულია. თუ მიწოდების ძაბვის დონე მცირდება, მაშინ კოლექტორის შეერთების მაღალი წინააღმდეგობა აღდგება თითქმის მყისიერად, დინიტორი იხურება, დენი მკვეთრად ეცემა.
ჩართვის ძაბვა U on, შეიძლება დარეგულირდეს რომელიმე შუალედურ ფენაში, კოლექტორის შეერთების გვერდით, მისთვის მცირე დამუხტვის მატარებლების შეყვანით.
ამ მიზნით სპეციალური საკონტროლო ელექტროდი, იკვებება დამატებითი წყაროდან, საიდანაც მოდის კონტროლის ძაბვა - U კონტროლი. როგორც გრაფიკიდან ნათლად ჩანს, U კონტროლის მატებასთან ერთად, ჩართვის ძაბვა მცირდება.
ტირისტორების ძირითადი მახასიათებლებიU onჩართვის ძაბვა - მასზე ტირისტორი გადადის ღია მდგომარეობაში
Uo6p.max- იმპულსური განმეორებადი საპირისპირო ძაბვა, რომლის დროსაც ხდება p-n შეერთების ელექტრული ავარია. მრავალი ტირისტორისთვის ეს გამოთქმა ჭეშმარიტი იქნება U o6p.max. = U ჩართულია
იმაქს- მაქსიმალური დასაშვები მიმდინარე მნიშვნელობა
მე ვქორწინდი- მიმდინარე პერიოდის საშუალო მნიშვნელობა U np- პირდაპირი ძაბვის ვარდნა ღია ტირისტორით
Io6p.max- შებრუნებული მაქსიმალური დენი, რომელიც იწყებს გადინებას გამოყენებისას Uo6p.max, მცირე მუხტის მატარებლების გადაადგილების გამო
მიკავიადამჭერი დენი - ანოდის დენის მნიშვნელობა, რომელზედაც ტირისტორი იკეტება
Pmax- ენერგიის მაქსიმალური გაფრქვევა
გამორთვა- გამორთვის დრო საჭიროა ტირისტორის გამორთვისთვის
ჩამკეტი ტირისტორები- აქვს კლასიკური ოთხფენიანი პ-ნ-პ-ნსტრუქტურა, მაგრამ ამავე დროს მას აქვს მრავალი დიზაინის მახასიათებელი, რომელიც უზრუნველყოფს ისეთ ფუნქციონირებას, როგორიცაა სრული კონტროლირებადი. საკონტროლო ელექტროდის ამ მოქმედების გამო, ჩამკეტი ტირისტორები შეიძლება გადავიდნენ არა მხოლოდ ღია მდგომარეობაში დახურულიდან, არამედ ღიადან დახურულამდე. ამისათვის ძაბვა გამოიყენება საკონტროლო ელექტროდზე, იმის საპირისპიროდ, რასაც ტირისტორი ადრე ხსნის. საკონტროლო ელექტროდზე ტირისტორის ჩასაკეტად, მოყვება ძლიერი, მაგრამ ხანმოკლე, უარყოფითი დენის პულსი. ჩაკეტილი ტირისტორების გამოყენებისას უნდა გვახსოვდეს, რომ მათი ზღვრული მნიშვნელობები 30%-ით დაბალია, ვიდრე ჩვეულებრივი. მიკროსქემის ინჟინერიაში, ჩამკეტი ტირისტორები აქტიურად გამოიყენება, როგორც ელექტრონული გადამრთველები კონვერტორისა და პულსის ტექნოლოგიაში.
მათი ოთხფენიანი ნათესავების - ტირისტორებისგან განსხვავებით, მათ აქვთ ხუთფენიანი სტრუქტურა.
ამ ნახევარგამტარული სტრუქტურის გამო, მათ შეუძლიათ გადაიტანონ დენი ორივე მიმართულებით - როგორც კათოდიდან ანოდამდე, ასევე ანოდიდან კათოდამდე და ორივე პოლარობის ძაბვა ვრცელდება საკონტროლო ელექტროდზე. ამ თვისების გამო, ტრიაკის დენის ძაბვის მახასიათებელს აქვს სიმეტრიული ფორმა ორივე კოორდინატულ ღერძში. თქვენ შეგიძლიათ შეიტყოთ ტრიაკის მუშაობის შესახებ ვიდეო გაკვეთილიდან ქვემოთ მოცემულ ბმულზე.
ტრიაკის მოქმედების პრინციპი
თუ სტანდარტულ ტირისტორს აქვს ანოდი და კათოდი, მაშინ ტრიაკ ელექტროდების აღწერა შეუძლებელია, რადგან თითოეული კუთხის ელექტროდი ერთდროულად არის ანოდი და კათოდი. მაშასადამე, ტრიაკს შეუძლია დენის გავლა ორივე მიმართულებით. ამიტომ ის მშვენივრად მუშაობს AC სქემებში.
ძალიან მარტივი წრე, რომელიც ხსნის ტრიაკის პრინციპს, არის ტრიაკ სიმძლავრის რეგულატორი.
ტრიაკის ერთ-ერთ გამოსავალზე ძაბვის გამოყენების შემდეგ, მიეწოდება ალტერნატიული ძაბვა. უარყოფითი კონტროლის ძაბვა მიეწოდება ელექტროდს, რომელიც აკონტროლებს დიოდურ ხიდს. როდესაც ჩართვის ბარიერი გადააჭარბებს, ტრიაკი იბლოკება და დენი მიედინება დაკავშირებულ დატვირთვაში. იმ მომენტში, როდესაც ძაბვის პოლარობა იცვლება ტრიაკის შეყვანისას, ის იკეტება. შემდეგ ალგორითმი მეორდება.
რაც უფრო მაღალია საკონტროლო ძაბვის დონე, მით უფრო სწრაფად ირთვება ტრიაკი და იზრდება პულსის ხანგრძლივობა დატვირთვაზე. საკონტროლო ძაბვის დონის შემცირებით, დატვირთვაზე იმპულსების ხანგრძლივობა ასევე მცირდება. ტრიაკ რეგულატორის გამოსავალზე, ძაბვა იქნება ხერხემლიანი პულსის რეგულირებადი ხანგრძლივობით. ამრიგად, საკონტროლო ძაბვის რეგულირებით, ჩვენ შეგვიძლია შევცვალოთ ინკანდესენტური ნათურის სიკაშკაშე ან დატვირთვის სახით დაკავშირებული შედუღების რკინის წვერის ტემპერატურა.
ასე რომ, ტრიაკს აკონტროლებს როგორც უარყოფითი, ასევე დადებითი ძაბვა. მოდით გამოვყოთ მისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები.
დადებითი: დაბალი ღირებულება, ხანგრძლივი მომსახურების ვადა, კონტაქტების გარეშე და, შედეგად, ნაპერწკლებისა და ჭორების გარეშე.
მინუსები: საკმაოდ მგრძნობიარეა გადახურების მიმართ და ჩვეულებრივ დამონტაჟებულია რადიატორზე. ის არ მუშაობს მაღალ სიხშირეებზე, რადგან არ აქვს დრო ღიადან დახურულზე გადასვლის. რეაგირებს გარე ჩარევაზე, რომელიც იწვევს ცრუ სიგნალიზაციას.
ასევე უნდა აღინიშნოს ტრიაკების დამონტაჟების თავისებურებები თანამედროვე ელექტრონულ ტექნოლოგიაში.
დაბალი დატვირთვის დროს ან თუ მასში მიედინება მოკლე იმპულსური დენები, ტრიაკების დამონტაჟება შეიძლება განხორციელდეს გამათბობელის გარეშე. ყველა სხვა შემთხვევაში, მისი ყოფნა მკაცრად არის საჭირო.
ტირისტორი შეიძლება დამაგრდეს გამათბობელზე სამონტაჟო სამაგრით ან ხრახნით
ხმაურის გამო ყალბი სიგნალიზაციის შესაძლებლობის შესამცირებლად, სადენების სიგრძე უნდა იყოს მინიმუმამდე დაყვანილი. დასაკავშირებლად რეკომენდებულია ფარული კაბელის ან გრეხილი წყვილის გამოყენება.
ან ოპტოტირისტორები არის სპეციალიზებული ნახევარგამტარები, რომელთა დიზაინის მახასიათებელია ფოტოცელის არსებობა, რომელიც არის საკონტროლო ელექტროდი.
ტრიაკის თანამედროვე და პერსპექტიული ტიპია ოპტოსიმისტორი. საკონტროლო ელექტროდის ნაცვლად, კორპუსში არის LED და კონტროლი ხორციელდება LED-ზე მიწოდების ძაბვის შეცვლით. როდესაც უკანა დენის მსუბუქი ნაკადი მოხვდება, ფოტოცელი ცვლის ტირისტორს ღია მდგომარეობაში. ოპტოტრიაკში ყველაზე ძირითადი ფუნქცია არის სრული გალვანური იზოლაცია საკონტროლო წრესა და დენის წრეს შორის. ეს ქმნის დიზაინის უბრალოდ შესანიშნავ დონეს და საიმედოობას.
დენის გასაღებები. ერთ-ერთი მთავარი პუნქტი, რომელიც გავლენას ახდენს ასეთ სქემებზე მოთხოვნაზე, არის დაბალი სიმძლავრე, რომელიც ტირისტორს შეუძლია დახარჯოს გადართვის სქემებში. ჩაკეტილ მდგომარეობაში, ენერგია პრაქტიკულად არ მოიხმარება, რადგან დენი ახლოს არის ნულოვანი მნიშვნელობებით. ხოლო ღია მდგომარეობაში დენის გაფრქვევა დაბალია დაბალი ძაბვის მნიშვნელობების გამო.
ბარიერი მოწყობილობები- ისინი ახორციელებენ ტირისტორების ძირითად თვისებას - გახსნას, როდესაც ძაბვა მიაღწევს სასურველ დონეს. იგი გამოიყენება ფაზის დენის კონტროლერებში და რელაქსაციის ოსცილატორებში.
შეფერხებისთვის და ჩართვისთვისტირისტორები გამოიყენება. მართალია, ამ შემთხვევაში სქემებს გარკვეული დახვეწა სჭირდება.
ექსპერიმენტული მოწყობილობები- ისინი იყენებენ ტირისტორის თვისებას, რომ ჰქონდეთ უარყოფითი წინააღმდეგობა, გარდამავალ რეჟიმში ყოფნისას
დინისტორის მუშაობის პრინციპი და თვისებები, სქემები დინიტორებზე |
დინიტორი არის ნახევარგამტარული დიოდის ტიპი, რომელიც მიეკუთვნება ტირისტორების კლასს. დინიტორი შედგება სხვადასხვა გამტარობის ოთხი რეგიონისაგან და აქვს სამი p-n შეერთება. ელექტრონიკაში მან იპოვა საკმაოდ შეზღუდული გამოყენება, ფეხით მისი ნახვა შესაძლებელია ენერგიის დაზოგვის ნათურების დიზაინში E14 და E27 ბაზისთვის, სადაც ის გამოიყენება დამწყებ სქემებში. გარდა ამისა, ის გვხვდება ფლუორესცენტური ნათურების ბალასტებში.