LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI TYRYSTOR I TRIAK. DZ

Transkrypt

1 LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI TYRYSTOR I TRIAK. DZ

2 TYRYSTOR I TRIAK. Celem cwiczenia jest zapoznanie sie z charakterystykami podstawowych pólprzewodnikowych sterowanych elementów przelaczajacych takich jak tyrystor, triak i diak, oraz ze sposobami ich zalaczania i wylaczania. Przed zajeciami na podstawie podanego na koncu instrukcji wykazu literatury nalezy zapoznac sie z zasada dzialania, charakterystykami i oznaczeniami parametrów badanych elementów. Nalezy równiez opracowac schematy ukladów pomiarowych do badania tyrystora, diaka i triaka. Pr zebieg cwiczenia: A) TYRYSTOR 1) Zmontowac uklad pomiarowy wedlug rysunku 1(*). 2)Wyznaczyc zaleznosc pradu i napiecia przelaczania bramki tyrystora I GT od napiecia anoda-katoda tyrystora: I GT (U AK ). Prad przelaczajacy bramki tyrystora jest to najmniejsza wartosc pradu bramki powodujaca przelaczenie tyrystora ze stanu blokowania do stanu przewodzenia przy zadanym napieciu anoda-katoda. W czasie pomiar ów nalezy zwr acac uwage na wlasciwy dobór zakr esu amper omier za w obwodzie glównym - poniewaz przejscie ze stanu blokowania do przewodzenia tyrystora jest procesem raptownym bardzo latwo doprowadzic mozna do uszkodzenia miernika. Jedna z mozliwosci zapobiegania problemom jest ustawienie ograniczenie pradu zasilacza stosownie do zakresu pomiarowego zastosowanego amperomierza. Pomiary wykonac w zakresie U AK V. 3)Wyznaczyc charakterystyke pradowo-napieciowa obwodu glównego tyrystora w stanie blokowania I T (U AK ) przy I G =const. Wartosc pradu bramki dobrac tak aby tyrystor nie zalaczal sie w czasie pomiarów. Pomiary wykonac dla trzech róznych wartosci parametru, w tym dla I G =0 w zakresie napiecu AK V. 4) Wyznaczyc charakterystyke pradowo napieciowa obwodu glównego tyrystora I T (U AK ) przy I G =const w stanie przewodzenia. Pomiary wykonac dla trzech róznych wartosci pradu bramki, w maksymalnym mozliwym zakresie zmian pradu. Obwód glówny powinien byc zasilany z zasilacza typu Jaki uklad pomiarowy zastosujesz w tym przypadku? 5) Wyznaczyc charakterystyke pradowo-napieciowa obwodu glównego tyrystora I T (U AK ) przy I G =const w stanie zaworowym. Pomiary wykonac dla trzech róznych wartosci parametru, w zakresie napiec U AK V. Nalezy korzystac z zasilacza IZS-5. W czasie pomiar ów zachowac ostr oznosc z uwagi na obecnosc napiec zagr azajacych zyciu. 6)Wyznaczyc prad wylaczania (podtrzymania) tyrystora I H. Prad ten jest to najmniesza wartosc pradu przewodzenia niezbedna do utrzymania tyrystora w stanie przewodzenia. Pomiary zrealizowac dla malych napiec zasilania, oraz dla trzech róznych wartosci pradu bramki (w tym dla I G =0). 7)Wyznaczyc napiecie przelaczania tyrystora dla rozwartego obwodu bramki. Stosowac zasilacz IZS- 5. 8)Wyznaczyc charakterystyke obwodu bramkowego I G (U GK ) przy I T =const., pomiary przeprowadzic w zakresie I G..do 50mA (dla dwóch biegunowosci napiecia bramka -katoda). 9)Opcjonalne - obejrzec i przerysowac ch-ki tyrystora na charakterografie. (*)Schemat dostepny w instrukcji w laboratorium DZ B) TRIAK. 1) Zmontowac uklad pomiarowy wedlug rysunku 2(*). 2)Wyznaczyc zaleznosc pradu i napiecia przelaczania bramki tyrystora I GT od napiecia anoda-katoda triaka: I GT (U AK ). Prad przelaczajacy bramki triaka jest to najmniejsza wartosc pradu bramki DZ

3 powodujaca przelaczenie ze stanu blokowania do stanu przewodzenia przy zadanym napieciu anoda-katoda. W czasie pomiar ów nalezy zwr acac uwage na wlasciwy dobór zakr esu amper omier za w obwodzie glównym - poniewaz przejscie ze stanu blokowania do przewodzenia jest procesem raptownym bardzo latwo doprowadzic mozna do uszkodzenia miernika. Jedna z mozliwosci zapobiegania problemom jest ustawienie ograniczenie pradu zasilacza stosownie do zakresu pomiarowego zastosowanego amperomierza. Pomiary wykonac w zakresie U AK V. 3)Wyznaczyc charakterystyke pradowo-napieciowa obwodu glównego triaka w stanie blokowania I T (U AK ) przy I G =const. Wartosc pradu bramki dobrac tak aby triak nie zalaczal sie w czasie pomiarów. Pomiary wykonac dla trzech róznych wartosci parametru - w tym dla I G =0, w zakresie napiec U AK V. 4) Wyznaczyc charakterystyke pradowo napieciowa obwodu glównego triaka I T (U AK ) przy I G =const w stanie przewodzenia. Pomiary wykonac dla trzech róznych wartosci pradu bramki, dla dwóch biegunowosci napiecia anoda-katoda, w maksymalnym mozliwym zakresie zmian pradu. Obwód glówny powinien byc zasilany z zasilacza typu Jaki uklad pomiarowy zastosujesz w tym przypadku? 5)Wyznaczyc prad wylaczania (podtrzymania) triaka I H. Prad ten jest to najmniesza wartosc pradu przewodzenia niezbedna do utrzymania triaka w stanie przewodzenia. Pomiary zrealizowac dla malych napiec zasilania, oraz dla trzech róznych wartosci pradu bramki (w tym dla I G =0). 6)Wyznaczyc napiecie przelaczania triaka dla rozwartego obwodu bramki dla obu biegunowosci napiecia U AK. Zasosowac zasilacz IZS-5. 7)Wyznaczyc charakterystyke obwodu bramkowego I G (U GK ) przy I T =const., pomiary przeprowadzic w zakresie I G. -50 do 50mA (dla dwóch biegunowosci napiecia bramka -katoda). 8)Opcjonalne - obejrzec ch-ki triaka na charakterografie. DZ 2008 C) DIAK W ukladzie jak na rysunku 3 lub przy pomocy charakterografu wyznaczyc charakterystyke pradowo napieciowa diaka. Obejrzec nastepujace charakterystyki tyrystora i triaka za pomoca charakterografu: -glówna -bramkowe (dla obu polaryzacji U BK ) Opracowanie wyników: 1)Wykreslic zmierzone i ogladane na charakterografie charakterystyki. 2)Wyznaczyc na podstawie wykreslonych charakterystyk rezystancje dynamiczna i statyczna tyrystora i triaka w stanie przewodzenia i blokowania. 3) Porównac symetrie charakterystyk triaka. 4)Na charakterystykach bramkowych zaznaczyc punkty odpowiadajace pradom przelaczenia tyrystora i triaka. 5)Na podstawie zmierzonych charakterystyk w zakresie przewodzenia wyznaczyc napiecie progowe U TO badanych elementów. Napiecie progowe jest to wartosc napiecia wyznaczona przez przeciecie z osia napiec prostej przechodzacej przez punkty zmierzonej ch-ki o wspólrzednych 0.5 I T(AV) i 1 I T(AV). Wykreslona prosta jest jednoczesnie najprostsza aproksymacja ch-ki zaworu (dla zakresu przewodzenia), jej nachylenie odzwierciedla srednia rezystancje dynamiczna w tym zakresie. 6) Na podstawie przeprowadzonych pomiarów wyjasnic/omówic mozliwosc sterowania moca dostarczana do odbiornika\obciazenia z wykorzystaniem sterowanych zaworów pólprzewodnikowych. 7) Skomentowac otrzymane wyniki pomiarów. DZ 2008 Zalecana literatura: 1. A. Kusy Podstawy elektroniki skrypt PRz 2. W. Marciniak Przyrzady pólprzewodnikowe i uklady scalone 3. Miernictwo elementów pólprzewodnikowych i ukladów scalonych (praca zbiorowa) 4. Elementy pólprzewodnikowe i uklady scalone (katalog UNITRA-CEMI) DZ

4 Wartosci parametrów niektórych elementów przelaczajacych: Tyrystor BTP2/100: I TAV... 2A U DRM V U RRM...100V U DSM...120V U RSM...120V I DRM.....3mA I RRM.....3mA P T....4W P GAV...0.1W P GM W I GT...20mA I GTM...50mA I RG...5mA U GT V I H mA I HM...30mA TRIAK KT783: I TAV A I TSM....60A U DRM V P T W I GTM...80mA U GTM...3V I LM...240mA I HM...50mA DIAK KR105: P T mW I FRM mA U B V ± 4V I B <1mA I HM...50mA I B01 - I B02 <5V Parametry niektórych uzywanych w cwiczeniu przyrzadów: Multimetr V560 prod. MERATRONIK pomiar pradów stalych: dokladnosc: ± 0.5% wartosci mierzonej pomiar pradów przemiennych: dokladnosc (30Hz - 10kHz): ± 0.5% w.m. pomiar napiec stalych: dokladnosc: ± 0.1% w.m. rezystancja wejsciowe: 10MΩ pomiar napiec przemiennych: rezystancja wejsciowa 10MΩ dokladnosc dla zakresu 200mV: pasmo 30Hz - 10kHz: ± 0.5% w.m. pasmo 10kHz - 100kHz: ± 5% w.m. dokladnosc na pozostalych zakresach: j.w. Multimetr V562 prod. MERATRONIK pomiar pradów stalych: dokladnosc: ± 0.5% wartosci mierzonej ± 2 cyfry pomiar pradów przemiennych: dokladnosc (40Hz - 10kHz): ± 1% w.m. ± 5 cyfr pomiar napiec stalych: dokladnosc: ± 0.5% w.m. ± 1 cyfra rezystancja wejsciowe: 10MΩ pomiar napiec przemiennych: rezystancja wejsciowa 10M Ω DZ 2008 dokladnosc dla zakresu 200mV: pasmo 40Hz - 20kHz: ± 1% w.m. ± 5 cyfr pasmo 20kHz - 100kHz: ± 1% w.m. ± 10 cyfr dokladnosc na pozostalych zakresach: pasmo 40Hz - 20kHz: ± 1% w.m. ± 5 cyfr pasmo 20kHz - 100kHz: ± 1% w.m. ± 10 cyfr podzakresy pozostale: 1M Ω / 80pF czas ustalania wskazan: dla napiec o czestotliwosci 100Hz: 2s. dla napiec o czestotliwosci < 100Hz: 5s. Zasilacz typ 5121 Unitra Unima:...zakresy napiec wyjsciowych +6V; ± 20V,...prad maksymalny 2.5A (zakres 6V) oraz 0.5A (zakres 20V). DZ

5 Schemat ideowy ukladu dla pomiarów tyrystora. ma V A ZASILACZ UWAGA: dobrac wlasciwie zakresy mierników (zwlaszcza amperomierza w obwodzie glównym) i obciazalnosci r ezystor ów dekadowych! Schemat ideowy ukladu dla pomiarów triaka. ma V A ZASILACZ Schemat ideowy ukladu dla pomiarów diaka. + A DZ