Tristör ve triyak iş ve cihaz

Kesinlikle herhangi bir tristör iki kararlı durumda olabilir - kapalı veya açık

Kapalı durumda, düşük iletkenlik durumundadır ve neredeyse hiç akım akmaz, açık durumda, aksine, yarı iletken yüksek iletkenlik durumunda olacaktır, akım neredeyse hiç direnç olmadan içinden geçer.

Tristörün elektrik gücü kontrollü bir anahtar olduğunu söyleyebiliriz. Ama aslında, kontrol sinyali sadece yarı iletkeni açabilir. Geri kilitlemek için ileri akımı neredeyse sıfıra indirmeyi amaçlayan koşulların yerine getirilmesi gerekir.

Yapısal olarak, tristör dört katmanlı bir dizidir. p ve n yapıyı oluşturan tip p-n-p-n ve seri olarak bağlanır.

Pozitif güç direğinin bağlı olduğu uç bölgelerden birine denir. anot, p - tipi
Negatif voltaj kutbunun bağlı olduğu diğerine denir. katot, – n tipi
Kontrol elektrodu iç katmanlara bağlanır.

Tristörün çalışmasını anlamak için, ilk önce birkaç durumu göz önünde bulundurun: kontrol elektroduna voltaj uygulanmaz, tristör dinistor devresine göre bağlanır - anoda pozitif voltaj ve katoda negatif voltaj verilir, şekle bakın.

Bu durumda tristörün toplayıcı p-n-bağlantısı kapalı durumdadır ve emitör açıktır. Açık bağlantıların direnci çok düşüktür, bu nedenle, yarı iletken cihazdan akan akımın çok düşük olduğu yüksek direnç nedeniyle, güç kaynağından gelen voltajın neredeyse tamamı kolektör bağlantısına uygulanır.

CVC grafiğinde bu durum, bir sayı ile işaretlenmiş alan için geçerlidir. 1 .

Voltaj seviyesindeki bir artışla, belirli bir noktaya kadar, tristör akımı neredeyse artmaz. Ama şartlı kritik bir seviyeye ulaşmak - açma gerilimi U açık, neredeyse hemen aşınan kollektör bağlantısında serbest yük taşıyıcılarında keskin bir artışın başladığı dinistorda faktörler ortaya çıkar. çığ doğa. Sonuç olarak, tersine çevrilebilir bir elektrik arızası meydana gelir (gösterilen şekilde 2. nokta). AT p- kollektör bağlantısının alanı, birikmiş pozitif yüklerin fazla bölgesi belirir, n-bölgede ise tam tersine elektron birikimi vardır. Serbest yük taşıyıcılarının konsantrasyonundaki bir artış, üç bağlantı noktasında potansiyel bariyerde bir düşüşe yol açar ve yük taşıyıcıların enjeksiyonu, yayıcı bağlantılardan başlar. Çığ karakteri daha da artar ve açık durumda kollektör bağlantısının değişmesine yol açar. Aynı zamanda, yarı iletkenin tüm alanlarındaki akım artar, bu da katot ile anot arasında bir voltaj düşüşüne neden olur, yukarıdaki grafikte üç numara ile işaretlenmiş bir segment olarak gösterilir. Bu noktada, dinistör negatif bir diferansiyel dirence sahiptir. Direnç üzerine R n voltaj yükselir ve yarı iletken anahtarlar.

Kollektör bağlantısını açtıktan sonra, dinistorun I–V özelliği, 4 numaralı düz daldaki ile aynı hale gelir. Yarı iletken cihazı değiştirdikten sonra voltaj bir volt seviyesine düşer. Gelecekte, voltaj seviyesindeki bir artış veya dirençte bir azalma, doğrudan açıldığında diyotun çalışmasının yanı sıra çıkış akımında bire bir artışa yol açacaktır. Besleme voltajı seviyesi düşürülürse, kollektör bağlantısının yüksek direnci neredeyse anında geri yüklenir, dinistor kapanır, akım keskin bir şekilde düşer.

Açma gerilimi U açık, kollektör bağlantısının yanındaki ara katmanlardan herhangi birine, bunun için küçük yük taşıyıcıları eklenerek ayarlanabilir.

Bu amaçla özel bir kontrol elektrodu, kontrol voltajının takip ettiği ek bir kaynaktan güç alır - U kontrolü. Grafikten de açıkça görüldüğü gibi, U kontrolünün artmasıyla açma gerilimi azalır.

Tristörlerin temel özellikleri

U açık açma voltajı - bu durumda tristör açık duruma geçer
Uo6p.maks- p-n bağlantısının elektriksel bir arızasının meydana geldiği darbeli tekrarlayan bir ters voltaj. Birçok tristör için ifade doğru olacaktır. U o6p.maks. = U açık
Imaks- izin verilen maksimum akım değeri
ben evliyim- dönem için ortalama akım değeri U np- açık bir tristör ile doğrudan voltaj düşüşü
Io6p.maks- uygulandığında akmaya başlayan ters maksimum akım Uo6p.maks, küçük yük taşıyıcılarının hareketi nedeniyle
tutuyorum tutma akımı - tristörün kilitlendiği anot akımının değeri
Pmaks- maksimum güç kaybı
kapalı- tristörü kapatmak için gereken kapanma süresi

Kilitlenebilir tristörler- klasik dört katmanlı p-n-p-n ancak aynı zamanda tam kontrol edilebilirlik gibi işlevsellik sağlayan bir dizi tasarım özelliğine sahiptir. Kontrol elektrodunun bu hareketi sayesinde kilitlenebilir tristörler sadece kapalıdan açık duruma değil, aynı zamanda açıktan kapalıya da gidebilirler. Bunu yapmak için, kontrol elektroduna, tristörün daha önce açtığının tersine bir voltaj uygulanır. Tristörü kontrol elektroduna kilitlemek için güçlü fakat kısa süreli bir negatif akım darbesi gelir. Kilitlenebilir tristörler kullanılırken limit değerlerinin klasik tristörlere göre %30 daha düşük olduğu unutulmamalıdır. Devre mühendisliğinde, kilitlenebilir tristörler, dönüştürücü ve darbe teknolojisinde elektronik anahtarlar olarak aktif olarak kullanılmaktadır.

Dört katmanlı akrabalarının aksine - tristörler, beş katmanlı bir yapıya sahiptirler.

Bu yarı iletken yapı nedeniyle, hem katottan anoda hem de anottan katoda her iki yönde de akım geçirebilirler ve kontrol elektrotuna her iki polaritenin voltajı uygulanır. Bu özelliğinden dolayı triyakın akım-voltaj karakteristiği her iki koordinat ekseninde de simetrik bir forma sahiptir. Aşağıdaki linkteki videolu eğitimden triyakın çalışması hakkında bilgi edinebilirsiniz.

Triyak çalışma prensibi

Standart bir tristörde bir anot ve bir katot varsa, o zaman triyak elektrotları bu şekilde tanımlanamaz, çünkü her köşe elektrotu aynı anda hem anot hem de katottur. Bu nedenle triyak her iki yönde de akım geçirebilir. AC devrelerinde harika çalışmasının nedeni budur.

Triyak prensibini açıklayan çok basit bir devre, bir triyak güç regülatörüdür.

Triyak çıkışlarından birine voltaj uygulandıktan sonra alternatif bir voltaj verilir. Diyot köprüsünü kontrol eden elektrota negatif bir kontrol voltajı verilir. Açma eşiği aşıldığında, triyak kilidi açılır ve akım bağlı yüke akar. Triyak girişindeki voltajın polaritesi değiştiği anda kilitlenir. Daha sonra algoritma tekrarlanır.

Kontrol voltajı seviyesi ne kadar yüksek olursa, triyak o kadar hızlı ateşlenir ve yükteki darbe süresi artar. Kontrol voltajı seviyesindeki bir azalma ile yük üzerindeki darbelerin süresi de azalır. Triyak regülatörün çıkışında voltaj, darbe süresi ayarlanabilen testere dişi olacaktır. Böylece, kontrol voltajını ayarlayarak, bir akkor ampulün parlaklığını veya yük olarak bağlı bir havya ucunun sıcaklığını değiştirebiliriz.

Böylece triyak hem negatif hem de pozitif voltaj tarafından kontrol edilir. Artılarını ve eksilerini vurgulayalım.

Artıları: düşük maliyet, uzun hizmet ömrü, temas yok ve sonuç olarak kıvılcım ve gevezelik yok.
Eksileri: aşırı ısınmaya karşı oldukça hassastır ve genellikle bir radyatöre monte edilir. Açıktan kapalıya geçmek için zamanı olmadığı için yüksek frekanslarda çalışmaz. Yanlış alarmlara neden olan harici parazitlere yanıt verir.

Modern elektronik teknolojisindeki triyakların montaj özelliklerinden de bahsetmek gerekir.

Düşük yüklerde veya içinde kısa darbeli akımlar varsa, triyakların montajı bir soğutucu olmadan gerçekleştirilebilir. Diğer tüm durumlarda, varlığı kesinlikle gereklidir.
Tristör, bir montaj klipsi veya vida ile soğutucuya sabitlenebilir
Gürültü nedeniyle yanlış alarm olasılığını azaltmak için kabloların uzunluğu minimumda tutulmalıdır. Bağlantı için blendajlı kablo veya bükümlü çift kullanılması tavsiye edilir.

Veya optotristörler, tasarım özelliği bir kontrol elektrotu olan bir fotoselin varlığı olan özel yarı iletkenlerdir.

Modern ve umut verici bir triyak türü optosimatördür. Gövde içerisinde kontrol elektrodu yerine led bulunmakta ve led üzerindeki besleme gerilimi değiştirilerek kontrol gerçekleştirilmektedir. Geri gücün bir ışık akısı çarptığında, fotosel tristörü açık konuma getirir. Bir opto-triyaktaki en temel işlev, kontrol devresi ile güç devresi arasında tam galvanik izolasyon olmasıdır. Bu, tasarımın tek kelimeyle mükemmel bir seviyesini ve güvenilirliğini yaratır.

Güç Tuşları. Bu tür devrelere olan talebi etkileyen ana noktalardan biri, anahtarlama devrelerinde bir tristörün kaybedebileceği düşük güçtür. Kilitli durumda, akım sıfıra yakın olduğu için pratikte güç tüketilmez. Ve açık durumda, düşük voltaj değerleri nedeniyle güç kaybı düşüktür.

Eşik cihazları- tristörlerin ana özelliğini uygularlar - voltaj istenilen seviyeye ulaştığında açılırlar. Bu, faz güç kontrolörlerinde ve gevşeme osilatörlerinde kullanılır.

Kesinti ve açma-kapama için tristörler kullanılır. Doğru, bu durumda, şemaların biraz iyileştirmeye ihtiyacı var.

deneysel cihazlar- tristörün özelliğini, geçici modda olmak, negatif dirence sahip olmak için kullanırlar

Dinistörün çalışma prensibi ve özellikleri, dinistörlerdeki devreler

Bir dinistör, tristör sınıfına ait bir tür yarı iletken diyottur. Dinistör, farklı iletkenliğe sahip dört bölgeden oluşur ve üç p-n bağlantısına sahiptir. Elektronikte oldukça sınırlı bir kullanım bulmuştur, yürüyüş, başlangıç devrelerinde kullanıldığı E14 ve E27 tabanı için enerji tasarruflu lambaların tasarımlarında bulunabilir. Ayrıca floresan lambaların balastlarında da karşımıza çıkmaktadır.