41949
Изучение характеристик и определение параметров тиристоров
Лабораторная работа
Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы
Вольтамперная характеристика: а динистора б тринистора В отличие от динистора имеющего фиксированное напряжение включения у триодного тиристора Uвкл можно уменьшать увеличивая ток IУ тем самым управлять моментом его включения. Рисунок 3 Тринистор выключаемый Недостатком такого выключения является большое значение обратного тока управляющего электрода которое приближается к значению коммутируемого тока тиристора. Отношение амплитуды тиристора к амплитуде импульса выключающего тока управляющего электрода называется...
Русский
2013-10-26
450.47 KB
44 чел.
Лабораторная работа №4
ИССЛЕДОВАНИЕ ТИРИСТОРОВ.
Цель работы - изучение характеристик и определение параметров тиристоров.
Тиристоры четырехслойные полупроводниковые приборы, имеющие на вольт-амперной характеристике участок с отрицательным динамическим сопротивлением. Если тиристор имеет 2 вывода от крайних областей, то такой тиристор называется динистором. Если тиристор имеет выводы от крайних и одной из средних областей то такой прибор называется триодный тиристор или тринистор. Если тиристор имеет 4 вывода по одному от каждой из областей, то такой тиристор называется тетрод-тиристор.
Первый вид изучаемых тиристоров: триодный тиристор, запираемый в обратном направлении с управлением по катоду.
Рисунок 1 тринистор: структура, УГО, схема включения.
Область p1, в которую попадает ток из внешней цепи, называют анодом, область n2 катодом; области n1, p2 базами. База, имеющая внешний вывод, называют управляющим электродом.
Рисунок 2 Вольт-амперная характеристика: а) динистора, б) тринистора
В отличие от динистора, имеющего фиксированное напряжение включения, у триодного тиристора Uвкл можно уменьшать, увеличивая ток IУ, тем самым управлять моментом его включения.
Для того, чтобы запереть тиристор, нужно уменьшить ток управления до нуля и уменьшить рабочий ток до значения I<IВЫКЛ ( или IУД тока удержания) путем понижения питающего тиристор напряжения U.
У триодных выключаемых тиристоров (GTO) есть также возможность выключения путем подачи на управляющий электрод напряжения противоположной полярности и создания в его цепи противоположного направленного тока. Наличие его приводит к уменьшению концентрации носителей зарядов в базе и уменьшению коэффициентов и . При + < 1 тиристор выключается.
Рисунок 3 Тринистор выключаемый
Недостатком такого выключения является большое значение обратного тока управляющего электрода, которое приближается к значению коммутируемого тока тиристора. Отношение амплитуды тиристора к амплитуде импульса выключающего тока управляющего электрода называется коэффициент запирания:
.
Этот коэффициент характеризует эффективность выключения с помощью IУПР. Обычно у тиристоров он порядка 4 7. Выключаемые (или запираемые) тиристоры имеют повышенный коэффициент запирания.
Существует два типа симметричных тиристоров: тиристор диодный симметричный (диак или DIAC), и тиристор триодный симметричный (симистор или TRIAC).
Диак это двунаправленный диод, который начинает пропускать ток только после достижения напряжения включения. Большинство диаков представляет собой трехслойную структуру с напряжением включения порядка 15 40 вольт, в иностранной литературе их иногда изображают как транзистор в двумя эмиттерами (см рисунок 4).
Рисунок 4 Диак: типовая структура, УГО (русское и зарубежное), вольт-амперная характеристика.
Поскольку диак двусторонне проводящее устройство, его выводы имеют названия не анод и катод, а Анод 1 и Анод 2 (А1 и А2).
Симистор (симметричный тиристор) представляет собой пятислойный полупроводниковый прибор, по своей структуре является аналогом встречно-параллельного включения двух тиристоров. Способен пропускать электрический ток в обоих направлениях.
Рисунок 5 Симистор: структура, УГО, вольт-амперная характеристика.
Прямая ветвь ВАХ симистора открывается прямым током Iупр, обратная ветвь ВАХ открывается отрицательным током Iупр, который получается из прямого тока управления после прохождения его через токовый балласт. Именно поэтому обратная ветвь открывается при высоких токах Iупр, чем прямая.
Основными параметрами тиристоров являются:
Макет исследуемой схемы
Рисунок 6
В качестве источника питания управления в данной лабораторной работе будет применяться блок «Выходы ЦАП», контролируемые компьютером с помощью программного обеспечения «Delta Profi». В данном программном комплексе будет использоваться блок «ИТН» - источник тока-напряжения.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Предварительное домашнее задание:
а) изучить тему курса «Тиристоры» и содержание данной работы, быть готовым ответить на все контрольные вопросы;
б) пользуясь принципиальными схемами, приведенными в руководстве, начертить схемы соединений для проведения экспериментов, перечисленных в лабораторной работе.
1. Экспериментальное исследование триодного тиристора.
1.1 собрать схему для снятия вольт-амперной характеристики тиристора:
Рисунок 7
Сопротивления: RУ = 10 кОм, RН = 100 Ом.
Подключить в качестве источника E PV1 (блок «ВЫХОДЫ ЦАП»); в качестве источника Е взять любой источник постоянного напряжения.
Для использования источника питания блока «Выходы ЦАП» канал 1 (PV1) нужно включить компьютер, включить программу «Delta Profi», перейти на вкладку «Мнемосхемы» и двойным щелчком открыть желтый блок ИТН (источник тока-напряжения). Установить в ИТН ток на уровне 0.2 А и далее не менять, напряжение менять ползунком с помощью мыши или колесика мыши.
Для измерения тока I используем осциллограф: измеренное напряжение на резисторе RН, поделенное на его номинал будет равно току I, протекающему через тиристор.
1.2 Установить ЕУ равном нулю.
Плавно увеличивая подаваемое на тиристор напряжение Е, выписать несколько значений I и U в таблицу вида: (также найти значения IУД, UОС)
IУ = 0 А |
|||||||||||||||||
I, мА |
|||||||||||||||||
U, В |
|||||||||||||||||
IУД = ; UОС = |
минимум 10 точек: 5 до открытия, 5 после
1.3 Установить ЕУ равным 0.1 В. Снова плавно увеличивая ток выписать несколько значений I и U в таблицу:
EУ = ____В |
|||||||||
I, мА |
|||||||||
U, В |
|||||||||
IУД = ; UОС = |
минимум 7 точек
1.4 Снять зависимость напряжения переключения триодного тиристора от напряжения управления. Пошагово менять подаваемый на выключенный тиристор напряжение (15В 13В 10В и т.д.) и плавно меняя EУ отмечать напряжения включения во вольтметрам PV3 и PV4:
UВКЛ, В |
|||||||||
UУ, В |
минимум 7 точек
2. Экспериментальное исследование триодного выключаемого тиристора.
2.1 Собрать схему для снятия характеристик выключаемого тиристора:
Рисунок 8
Сопротивления: RУ = 10 кОм, RН = 470 Ом.
2.2 Снять зависимость напряжения переключения триодного тиристора от тока управления. Для этого пошагово менять подаваемое на тиристор напряжение E, записывая UВКЛ (вольтметр PV4) на каждом шаге, и производя включение и выключение тиристора с помощью положительного и отрицательного EУ (из блока ИТН в Delta Profi). Результаты эксперимента записать в таблицу вида (3-5 точек):
За переключением следить по вольтметру PV4 (резкий скачок 14 В > 1.1 В)
E = |
E = |
E = |
|||
UВКЛ = |
UВКЛ = |
UВКЛ = |
|||
ЕУ ВКЛ= |
ЕУ ВЫКЛ= |
ЕУ ВКЛ= |
ЕУ ВЫКЛ= |
ЕУ ВКЛ= |
ЕУ ВЫКЛ= |
UУ ВКЛ= |
UУ ВЫКЛ= |
UУ ВКЛ= |
UУ ВЫКЛ= |
UУ ВКЛ= |
UУ ВЫКЛ= |
IУ ВКЛ= |
IУ ВЫКЛ= |
IУ ВКЛ= |
IУ ВЫКЛ= |
IУ ВКЛ= |
IУ ВЫКЛ= |
где E напряжение, подаваемое на тиристор + RН;
UВКЛ напряжение включения тиристора (вольтметр PV4);
ЕУ ВКЛ / ЕУ ВЫКЛ напряжение управления включения/выключения (Delta Profi);
UУ ВКЛ / UУ ВЫКЛ напряжение управления включения/выключения тиристора (вольтметр PV3);
IУ ВКЛ / IУ ВЫКЛ ток управления включения/выключения тиристора (осциллограф).
3. Экспериментальное исследование ВАХ тиристоров с помощью осциллографа
3.1 Собрать схему в соответствии с рисунком 9, настроить осциллограф:
Рисунок 9
На тиристор подать переменное синусоидальное напряжение, к управляющему электроду подключить источник постоянного напряжения.
Заземляющие провода обоих лучей осциллографа (черные провода) подключить к земле на макете. Вход канала Х (Вход А > красный провод) осциллографа подключить к коллектору транзистора. Вход канала Y (Вход Б > красный провод) осциллографа подключить к шунту RШ.
Далее настроить осциллограф для снятия ВАХ:
3.2 Измерение ВАХ триодного тиристора (RУ = 10 кОм, RН = 100 Ом):
3.3 Измерение ВАХ триодного выключаемого тиристора (RУ = 1 кОм, RН = 100 Ом):
3.4 Измерение ВАХ симистора (RУ = 2.2 кОм, RН = 100 Ом):
3.5 Измерение ВАХ диака(RН = 47 Ом, вольтметр на источник ~ , перемычка):
На каждом рисунке зарисовать расположение осей начала координат, в углу подписать масштабы по току и напряжению. При этом учесть, что на вход Y осциллографа подается напряжение с шунтирующего резистора, откуда ток по оси OY:
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по работе должен содержать:
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
82381. | Экзистенциализм – это гуманизм | 59 KB | |
Экзистенциализм - это гуманизм является манифестом экзистенциальной философии декларацией ее основных принципов представленных в достаточно популярной форме. Сартар отвечает основным оппонентам критикующим экзистенциализм за пессимизм неверие в человека. | |||
82383. | Простые и составные числа. Разложение числа на простые множители. Конспект урока в 6 классе | 79.5 KB | |
Закрепить признаки делимости. Познакомить с понятием простого и составного числа, с таблицей простых чисел, научить применять полученные знания при разложении чисел на простые множители; развивать логическое мышление, память, познавательный интерес, продолжать формирование математической речи, отработка умения анализировать и сравнивать... | |||
82385. | Путешествие по странам мира. Великобритания | 91.5 KB | |
Государственный герб Соединенного Королевства Великобритании и Северной Ирландии изображен в виде щита, поддерживаемого с обеих сторон львом и лошадью - символы власти и труда. Щит разделен на четыре части, в каждой из которых заключены гербы Англии | |||
82387. | Классификация цепей поставок | 246 KB | |
Настоящий период развития рыночной экономики ознаменован возрастанием интереса к логистике и управлению цепями поставок. Глобализация рынка товаров и услуг, а также революционные изменения в информационных технологиях требуют обеспечения четкости физических потоков поставок как необходимого... | |||
82388. | Актуальные проблемы педагогики Высшей Школы | 44.86 KB | |
Нельзя делать из обучаемого кладовую фактов; попытки втиснуть в студентов массу фактов чисел; формул особенно эмпирических; формулировок; событий и дат это не обучение. Чтобы лекции не потеряли своей значимости и привлекательности для студентов необходимо повышение эмоциональной отдачи лектора: своего рода Закон сохранения эмоций. | |||