3. Напряжение на аноде не превышает 1-2 В, ток велик, тиристор открыт.
4. Напряжение на аноде отрицательное, ток мал, тиристор закрыт.
Основные параметры тиристоров:
- напряжение и ток включения – Uвкл, Iвкл;
- максимально допустимый прямой ток – Iпр max;
- остаточное напряжение – Uост;
- ток удержания – Iуд - минимальный ток, при котором сохраняется открытое состояние тиристора. Быстродействие тиристора характеризуется временем включения – tвкл ( < 0,5 мкс) и временем выключения – tвыкл ( < 6 мкс).
Основными способами включения тиристора являются:
1. Увеличение анодного напряжения до напряжения Uвкл.
2. Подача тока в цепь управляющего электрода. Чем больше управляющий ток – Iупр,- тем больше инжекция из управляющего эмиттерного перехода в базовую область, что приводит к уменьшению Uвкл (рис.3).
Основными способами выключения тиристора являются:
1. Разрыв цепи анодного тока. Тиристор оказывается в выключенном состоянии только после рассасывания неравновесных носителей заряда в базах. Этот процесс происходит за счет рекомбинации, поэтому время выключения в этом случае может быть довольно большим и зависит от времени жизни носителей заряда.
2. Изменение полярности анодного напряжения. Время выключения уменьшается за счет того, что рассасывание неравновесных зарядов происходит через открытый КП. При этом для эффективного рассасывания зарядов, значение обратного напряжения должно быть достаточно большим, с тем, чтобы довести эмиттерные переходы до состояния электрического пробоя. При этом условии практически все внешнее напряжение Uобр, будет приложено к КП, увеличивая скорость рекомбинации.
3. Подача обратного напряжения (обратного тока) в цепь управляющего электрода. Запирающий ток при этом имеет величину одного порядка с анодным током. Поэтому данный способ применяется при небольших анодных токах.
Кроме рассмотренных типов тиристоров (динисторов и тринисторов) существуют так называемые запираемые тиристоры. Принцип действия запираемых тиристоров основан на том, что из открытого состояния в закрытое его можно перевести с помощью обратного напряжения, подаваемого на управляющий электрод. При этом запирающий ток достаточно мал. Таким образом, запираемый тиристор способен включаться и выключаться с помощью управляющего электрода, путем подачи на него импульсов положительной и отрицательной полярности.
Недостаток триодных и запираемых тиристоров - невозможность проводить ток в обоих направлениях. Этого недостатка лишены симметричные тиристоры, которые позволяют управлять цепью переменного тока в течение как положительного, так и отрицательного полупериодов приложенного напряжения. Кроме того, они могут управляться импульсами любой полярности. Таким образом, симметричный тиристор (триак) имеет два устойчивых состояния "открытое" и "закрытое", и может проводить ток как в прямом так и в обратном направлении. Триаки имеют структуру p-n-p-n-p (4 p-n -перехода).
Диапазон применения тиристоров очень обширен и разнообразен. Они могут применяться для коммутации цепей постоянного и переменного тока, как выключатели и переключатели, выключатели с временной задержкой, защитные и сигнальные устройства, для создания световых эффектов и т.д.
Они применяются также как импульсные устройства: генераторы пилообразного напряжения, мультивибраторы и триггеры, генераторы импульсов специальной формы, счетчики импульсов, регистры сдвига и т.д.
Таким образом, тиристоры обладают высокой надежностью и долговечностью, постоянной готовностью к действию, малыми габаритами и высокой экономичностью. Современные импульсные тиристоры имеют рабочее напряжение до 1000 В, ток 1000 А и более, время включения по управляющему электроду 0,1-0,5 мкс, время выключения - не более 6 мкс. Мощные тиристоры на токи в сотни ампер и более имеют принудительное воздушное или жидкостное охлаждение.
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Транзисторные ключи являются простейшими устройствами, на базе которых строятся все современные импульсные и цифровые схемы. Поэтому качество ключей, прежде всего с точки зрения их быстродействия, определяет и качество всей аппаратуры.
В качестве мощных переключающих устройств используются тиристоры, которые обладают высокой надежностью и долговечностью, обладают малыми габаритами и всегда готовы к действию.
В дальнейшем, в развитии вопросов, рассмотренных в данной лекции, в курсе "Вычислительная техника и информационные технологии" будут изучены схемы реальных ключей и способы повышения их быстродействия.
Необходимо иметь в виду, что важность изученного в данной лекции материала определяется, прежде всего, широким внедрением в аппаратуру военной связи цифровых способов обработки сигналов, как перспективного направления дальнейшего совершенствования системы управления и связи.
Задание на самостоятельную подготовку
1. Изучить материал по учебнику [Л1] страницы 270-272, 279-281.
2. Повторить расчет режима неискаженного усиления.
Старший преподаватель кафедры N9
доцент п/п Г.Подлеский
Рецензент:
Доцент п/п
Б.Степанов
Занятие 7. Графоаналитический расчет режима
неискаженного усиления
Учебные, методические и воспитательные цели:
1. Проверить и оценить знания курсантов по расчету режима неискаженного усиления транзистора.
2. Прививать методические навыки по расчету режима неискаженного усиления транзистора.
3. Развивать инженерное мышление.
Время: 2 часа