Temat: Tyrystor i triak.

Transkrypt

1 Temat: Tyrystor i triak. Tyrystor jest to półprzewodnikowy element który składa się z 4 warstw w układzie P N P N. Jest on wyposażony w 3 elektrody, z których dwie są przyłączone do warstw skrajnych, a trzecia do jednej z warstw środkowych. Dwie skrajne warstwy są spolaryzowane w kierunku przewodzenia.pierwsza warstwa P jest anodą a ostatnia N katodą. Druga warstwa P (środkowa) jest warstwą sterującą, zwaną bramką (G ang. gate bramka) i spolaryzowana w kierunku zaporowym. Tyrystor przewodzi napięcie w kierunku od anody do katody. Jeżeli anoda ma dodatnie napięcie względem katody, to złącza skrajne typu p-n są spolaryzowane w kierunku przewodzenia, a złącze środkowe typu n-p są w kierunku zaporowym. Dopóki do bramki nie doprowadzi się napięcia, dopóty tyrystor praktycznie wcale nie przewodzi prądu. Doprowadzenie do bramki napięcia dodatniego względem katody spowoduje przepływ prądu bramkowego i właściwości zaporowe złącza środkowego zanikają w ciągu kilku mikrosekund; moment ten nazywany jest czasami "zapłonem" tyrystora (określenie to pochodzi z czasów, kiedy funkcję tyrystorów pełniły lampy elektronowe - gazotrony, w których przewodzenie objawiało się świeceniem zjonizowanego gazu.

2 Załączenie tyrystora jest to przejście ze stanu blokowania w stan przewodzenia, możliwe jest po przekroczeniu danej wartości prądu i napięcia anodowego. Ze względu na załączanie tyrystora jedną z ważniejszych charakterystyk jest charakterystyka przełączania prądem bramki. Tą charakterystykę obrazuje się w postaci zamkniętej powierzchni, ograniczonej skrajnymi przebiegami dla danego typu tyrystorów. Powierzchnia ta obejmuje wszystkie egzemplarze danego typu tyrystora. 1. Obszar nieprzełączania obszar który zawiera takie wartości prądów i napięć bramkowych które nie spowodują przełączenia któregokolwiek egzemplarza tyrystora danego typu. 2. Obszar możliwych przełączeń można w nim uzyskać przełączenie wybranych egzemplarzy tyrystorów danego typu. Obszar ten jest ograniczany napięciem przełączającym bramki U GT i prądem przełączającym bramki I GT.

3 3. Obszar pewnych przełączeń wyznacza wartości prądów i napięć bramkowych, które gwarantują przełączenie ze stanu blokowania do przewodzenia wszystkich egzemplarzy tyrystorów danego typu. 4. Obszar możliwych uszkodzeń obwodu bramkowego znajduje się poza krzywą dopuszczalnej wartości strat mocy w bramce. Zaletami tyrystorów jest niewielka masa i małe rozmiary. Również posiadają dużą odporność na wstrząsy. Mogą pracować w temperaturach 65 do +125 stopni Celsjusza. Wadą jest ich jednokierunkowe przewodzenie (oprócz tyrystora dwukierunkowego- triaka). Charakterystyka prądowo - napięciowa:

4 Zastosowanie tyrystorów: Tyrystory mają zastosowanie w wielu dziedzinach. Jako sterowniki prądu stałego są stosowane w stabilizatorach napięcia stałego i w automatyce silników prądu stałego. Jako sterowniki prądu przemiennego w automatyce silników indukcyjnych i w technice oświetleniowej. Jako łączniki i przerywacze prądu stałego i przemiennego w automatyce napędu elektrycznego, układach stabilizacji napięcia i w technice zabezpieczeń. Jako przemienniki częstotliwości oraz jako układy impulsowe w generatorach odchylenia strumienia elektronowego w kineskopach telewizorów kolorowych, w urządzeniach zapłonowych silników spalinowych w automatyce silników indukcyjnych, technice ultradźwięków. Odmiany tyrystorów Tyrystor triodowy blokujący wstecznie Tyrystor triodowy przewodzący wstecznie Tyrystor asymetryczny Fototyrystor Tyrystor wyłączalny prądem bramki Tyrystor elektrostatyczny Tyrystor sterowany Tyrystor dwukierunkowy triak

5 Parametry wybranych tyrystorów mocy Tyrystory specjalne: Diak-pięciowarstwowy element,mogący przewodzić prąd w obydwu kierunkach. Stosowany jest w układach zabezpieczających. Załącza się go podobnie jak dynistor. Dynistor-tyrystor załączany napięciem bez wyprowadzonej bramki. Triak-tyrystor dwukierunkowy. Stosuje się go sterownikach i układach zabezpieczeń. Tyrystor GTO - tyrystor wyłączalny prądem bramki. Jego konstrukcja umożliwiająca wyłączanie w dużym stopniu pogarsza wytrzymałość napięciową

6 w stanie zaworowym. Jest stosowany w układach wielkiej mocy przy częstotliwościach większych niż inne tyrystory-do 2kHz. Triak jest to tyrystor,który ma możliwość przewodzenia prądu w obu kierunkach(tyrystor dwukierunkowy). Triaki można załączać przy ujemnym jak i dodatnim napięciu anoda katoda. Triaki bardzo dobrze zastępują tyrystory i znacznie umożliwiają uproszczenie układów sterujących. Uproszczona struktura blokowa, oraz charakterystyka prądowonapięciowa:

7 Triak posiada charakterystykę prądowo-naopięciową, która jest symetryczna względem początku układu. Efekt załączania triaka przy dodatnim jak i ujemnym napięciu anodowym otrzymano poprzez wprowadzenie dodatkowej warstwy półprzewodnikowej w strukturę tyrystora. Bibliografia: Chwaleba A.,Moeschke B.,Płoszajski G.,ELEKTRONIKA 5 WSiP S.A. Warszawa Chochowski A., Podstawy elektrotechniki i elektroniki dla elektryków część 2 WSiP