Транзисторный аналог тиристора схема. Занимательные эксперименты: семейство тиристоров. Схема, описание. Для схемы "тиристорные регуляторы напряжения"

В былые времена, когда требовалось выполнять переключения в электрических цепях при возрастании напряжения до некоторого порогового уровня, прибегали к использованию поляризованных электромагнитных реле. Однако существенные габариты и масса, недостаточная надежность кинематики и контактных пар сильно ограничивали применение этих устройств. Нынче на смену им пришли миниатюрные бесконтактные приборчики, именуемые динисторами. Это четырехслойные полупроводниковые диоды, структура которых представляет собой как бы два транзистора: p-n-p и n-p-n типа, причем база одного соединена с коллектором второго, образуя внутренние положительные обратные связи (рис. 1).

Пока приложенное к динистору напряжение Uo невелико, оба транзистора заперты. В результате, общее сопротивление прибора - порядка сотен кОм. Однако при напряжении, несколько превышающем Uо, возросший микроток из коллектора одного транзистора, втекая в базу второго, приоткрывает его.

Вынужденное увеличение тока коллектора второго транзистора усиленно воздействует на базу первого, также приоткрывая его. Этот лавинообразно нарастающий процесс приводит к полному отпиранию всей транзисторной пары, и динистор переходит в проводящее состояние (то есть сопротивление его падает до долей Ома).

Наглядной иллюстрацией может служить вольт-амперная характеристика динистора. Сразу же обращает на себя внимание восходящая ветвь АБ, характеризующая напряжение Uэс, которое данный прибор выдерживает, не теряя закрытого состояния. Ему соответствует нормируемый ток утечки Iэс.

Видно, что при увеличении напряжения на динисторе до порогового уровня (Uвкл) рабочая точка «соскальзывает» по участку БВ характеристики в проводящее состояние (круто идущая вверх линия ВГ), где ток становится максимальным, равным Ioc. Ограничивается он допустимым нагревом, лимитируемым сопротивлением внешнего резистора.

Важным параметром для динистора является минимальный прямой ток удержания Iуд (точка В), ниже которого происходит самовыключение прибора. К числу основных технических характеристик при перемене полярности, несомненно, относятся также обратные напряжение Uо6р и ток Iобр. Для отечественных динисторов самой, пожалуй, распространенной серии КН102 характерны: Iос 200 мА, Uос 1,5 В, Iуд 0,1-15 мА, Iэс 0,15мА,Iобр 0,5 мА. Обозначаемые буквами модификации этих приборов отличаются лишь величинами Uэс, Uобр, Uвкл (см. таблицу). Не лишне также знать, что в реальности показатель Uвкл имеет разброс, нижняя граница которого примерно вдвое ниже обычно публикуемых типовых паспортных данных.

Из сказанного выше ясно: для того, чтобы перевести динистор в выключенное состояние, нужно кратковременно прервать его ток, либо уменьшить (по сравнению с табличным значением Iуд) протекающий через него ток. Конфигурация и габариты всех представителей серии КН102 (рис. 1) аналогичны выпрямительным диодам Д226.

На основе динисторов можно собрать множество устройств: от простейших мультивибраторов и триггеров до сложных конструкций, рассчитанных на опытных радиолюбителей. Публикуемая ниже разработка ориентирована в первую очередь на начинающих самодельщиков. Это нужная в быту (особенно, если дом или дача газифицированы) электронная зажигалка.

Как видно из принципиальной электрической схемы (рис. 2), в состав рекомендуемого устройства входят помехозащитный фильтр C1R1C2R2, включаемый кнопкой SB1 двухдиодный выпрямитель с накопительным конденсатором C3, динистор VS1, импульсный трансформатор Т1 и коаксиальный элемент поджига. Работая в так называемом режиме удвоения, выпрямитель заряжает от бытовой осветительной сети накопительный конденсатор. И когда напряжение на С3 достигнет уровня Uвкл динистора VS1, последний переходит в проводящее состояние. Накопительный конденсатор тут же разряжается на первичную обмотку I импульсного трансформатора Т1. Соответственно, во вторичной обмотке II индуцируется высоковольтный импульс, и между коаксиальными электродами S1, S2 происходит искровой пробой, поджигающий газ из горелки.

Магнитопроводом импульсного трансформатора является ферритовый стержень диаметром 8 мм и длиной около 60 мм. Марка феррита - 400НН. Сначала такой магнитопровод обматывают двумя слоями изоленты. Затем размещают вторичную обмотку, которая содержит 1800 витков провода ПЭВ2-0,08. Далее следуют два новых слоя изоленты, и уже на них укладывают первичную обмотку (десять витков провода ПЭВ2-0,5) Элемент поджига представляет собой металлическую трубку (электрод S1) диаметром до 8 мм со сквозными пропилами, в которой соосно размещается отрезок вязальной спицы (электрод S2). Коаксиальность обеспечивается двумя шайбами-вставками из огнестойкого диэлектрика

Приобретя опыт при изготовлении электронной зажигалки, можно переходить к более сложным схемам, где динистор играет не менее важную роль. Например, в устройстве (рис. 3), позволяющем своевременно заметить ослабление изоляции, скажем, в холодильнике, стиральной машине или любом другом бытовом электроприборе. Включенное между металлическим корпусом используемой техники и «землей», в качестве которой может выступать, например, стальная труба водопровода, оно своевременно просигнализирует о появлении нежелательных 30 В - спутника стареющего электрооборудования.

Указанный уровень напряжения не случаен. Именно он признан еще безопасным для человека, но уже достаточным, чтобы судить о неблагополучии с изоляцией и желательности своевременного ремонта. Поэтому когда на корпусе контролируемой бытовой техники появляется 30 В, динистор VS1 устройства срабатывает, быстро разряжая конденсатор С1 на резистор R2. Возникающий при этом всплеск напряжения кратковременно отпирает транзистор VT1 (КТ3107А), в коллекторной цепи которого - светодиод НИ красного свечения (АЛ307Б).

Поскольку контролируемое переменное напряжение, поступая на схему, становится благодаря диоду VD1 (КД105Б) однополупериодным, постольку после разрядки конденсатора С1 (20 мкФ, 100 В) ток через динистор КН102Б прекращается. Но начинается очередной цикл заряда С1.

Изложенный процесс циклически повторяется с частотой сигнальных вспышек около 1 Гц. Цепь SB1R4 вводится для проверки работоспособности батареи (типа 3R12) путем принудительного отпирания транзистора.

В комплектацию устройства, помимо уже упомянутых радиодеталей, входят МЛТ-0,5 (R1) и МЛТ-0,25 (остальные резисторы), конденсатор К50-29, кнопка однополюсного включения и микротумблер (например, от старого карманного приемника). Большинство из них размещается на монтажной плате из односторонне фольгированного пластика толщиной 1,5 мм. Требуемая конфигурация псевдопечатных проводников достигается прорезанием изолирующих бороздок в токопроводящем слое.

А вот - самодельная конструкция для тех, кто вынужден пользоваться спаренным телефоном. В ее ценности убеждаешься, когда нужно позвонить, а линия, допустим, занята не в меру говорливым соседом. Оперативно получать достоверную информацию о том, что линия освободилась, не поднимая трубку на телефонном аппарате, помогает автоматический извещатель, собранный согласно принципиальной электрической схеме (рис. 4).

Дело в том, что при занятой линии напряжение на вводе в заблокированный аппарат равно нулю, но возрастает примерно до 40 В, когда линия освобождается. На это и реагирует динистор VS1, присоединенный к «плюсовому» проводу линии через цепочку C1R4, электрические параметры которой аналогичны цепи телефонного звонка.

Скачок линейного напряжения преобразуется благодаря конденсатору С1 в одиночный импульс, способный кратковременно отпирать динистор. Как раз такое состояние и фиксируется током, который будет Поступать от батареи GB1 через VS1 и HL1. В итоге - ровное сияние светодиода - своеобразное приглашение к тому, чтобы снять трубку аппарата и выключить не нужный более извещатель.

Роль диода VD1 - не пропустить к батарее сравнительно высоковольтный импульс от линии. Если нет подходящего динистора, то его можно заменить аналогом, собранным на транзисторах VT1 и VT2, показанным на принципиальной электрической схеме рядом с VS1.

Изготовить монтажную плату из фольгированного гетинакса или текстолита размерами 28x25x1,5 мм, думается, не составит особых трудностей. Найдутся и конденсатор К73-9 требуемой емкости, резисторы МЛТ-0,25 нужных номиналов, гальваническая батарея типа 3R12… При наличии внутри корпуса телефона достаточного места плату со смонтированными на ней радиодеталями можно разместить в самом аппарате, выведя наружу светодиод и головку микротумблера. Ну а в качестве источника электропитания использовать батарею, составленную из трех малогабаритных гальванических элементов типа R03 или миниатюрных СЦ-18.

П. ЮРЬЕВ

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.

М. МАРЬЯШ пос. Киропец Тернопольской обл.Серийно выпускаемые динисторы по электрическим параметрам не постоянно отвечают творческим интересам радиолюбителей-конструкторов. Нет, например, динисторов с напряжением включения 5...10 и 200...400 В. Все динисторы имеют важный разброс значения этого классификационного параметра, который к тому же зависит ещё от температуры окружающей среды. Кроме того, они рассчитаны на сравнительно малый коммутируемый ток (менее 0,2 А), а значит, небольшую коммутируемую мощность. Исключено плавное регулирование напряжения включения, что лимитирует область применения динисторов. Все это заставляет радиолюбителей прибегать к созданию аналогов динисторов с желаемыми параметрами.Поиском такого аналога длительное пора занимался и я. Как проверить микросхему к174пс1 Исходным был вариант аналога, составленный из стабилитрона Д814Д и тринистора КУ202Н (рис. 1). Пока напряжение на аналоге меньше напряжения стабилизации стабилитрона, закрыт и ток через него не течет. При достижении напряжения стабилизации стабилитрона он открывается сам, открывает тринистор и в целом. В результате в цепи, в которую включен, появляется ток. Значение этого тока определяется свойствами тринистора и сопротивлением нагрузки. Используя тринисторы...

Для схемы "Аналог высоковольтного стабилитрона"

Для схемы "Электронный предохранитель"

Как понятно, существует немало различных источников тока, у которых не предусмотрена броня от аварийных токовых перегрузок, - это практически все гальванические элементы и батареи, большинство аккумуляторов и батарей из них, сетевые блоки питания, собранные по простейшей схеме, и т. д. Тем не менее зачастую подобные источники используют для питания нагрузки в течение длительного времени без присмотра оператора.Если по той или иной причине происходит значительное прирост тока, потребляемого нагрузкой, это, безусловно, приведет к перегреванию такого источника и выходу его из строя, порой с весьма тяжелыми последствиями. Описываемое ниже устройство предназначено для автоматического отключения нагрузки от источника постоянного тока при возникновении перегрузки в ее цепи и для световой индикации аварийного состояния. Этот двуполюсник, подобно плавкому предохранителю, включают в разрыв плюсового провода нагрузочной цепи.Электронный предохранитель (см. схему на рис. 1) состоит из мощного составного коммутирующего элемента на транзисторах VT4VT3, токоизмерительного резистора R2, транзисторного аналога динистора VT1VT2 и шунтирующего транзистора VT5.При включении источника питания открывается составной транзистор VT4VT3 током, протекающим через резистор R1 и эмиттерный переход транзистора VT4. Радомкрофон схеми Остальные транзисторы остаются закрытыми. К нагрузке поступает номинальное напряжение, через нее протекает номинальный ток.При возникновении перегрузки падение напряжения на токоизмерительном резисторе становится достаточным для открывания аналога динистора. Вслед за ним открывается транзистор VT5 и шунтирует эмиттерный переход транзистора VT4. В результате этого закрываются транзисторы VT4 и VT3, отключая нагрузку от источника питания. Ток нагрузки резко уменьшается, но аналог динистора остается открытым.В этом состоянии предохранитель может находиться неограниченно длительно. Через нагрузку протекает остаточный ток, определяемый сопротивлением р...

Для схемы "Простой регулятор мощности"

Индуктивная нагрузка в цепи регулятора мощности предъявляет жесткие требования к схемам менеджмента симисторов- синхронизация системы менеджмента должна осуществляться непосредственно от питающей сети сигнал должен иметь длительность равную интервалу проводимости симистора. На рисунке приведена схема регулятора удовлетворяющего этим требованиям в котором используется сочетание и симистора Постоянная времени (R4 + R5)C3 определяет угол запаздывания отпирания VS1 а значит и симистора VS2 Перемещением ползунка переменного резистора R5 регулируют мощность потребляемую нагрузкой. Конденсатор С2 и резистор R2 используются для синхронизации и обеспечения длительности сигнала менеджмента Конденсатор СЗ перезаряжается от С2 после переключения так как в конце каждого полупериода на нем оказывается напряжение обратной полярности. Очень мошне зарядне устройство схема Для защиты от помех создаваемых регулятором введены два Фильтра R1C1 - в цепь питания и R7C4 - в цепь нагрузки. Для налаживания устройства нужно резистор R5 поставить в положение максимального сопротивления и резистором R3 установить минимальную мощность на нагрузке Конденсаторы С1 и С4 типа К40П-2Б на 400 В конденсаторы С2 и СЗ типа К73-17 на 250 В Диодный мост VD1 можно сменить диодами КД105Б Выключатель SA1 рассчитан на ток не менее 5 A. В.Ф.Яковлев, г.Шостка, Сумская обл. ...

Для схемы "QRP CW-передатчик"

Радиопередатчики, радиостанцииQRP CW-передатчикГ.Печень описал по материалам "ARRL HANDBOOK CD" схему QRP CW-передатчика, разработанного N7KSB. Микросхема 74НС240 (аналог - 1554АП4) -быстродействующий CMOS-буферный формирователь. На одном его элементе реализован задающий кварцевый генератор, четыре других используются как УМ, три оставшихся не используются. При Uпит.=7,8 В (стабилизатор 142ЕН8А) Рвых=0,51 Вт на 14, 21 МГц и 0,47 Вт на 28 МГц. В этом режиме микросхема требует теплоотвода, приклеенного к ее корпусу. Данные ФНЧ представлены в табл.1.Диапазон(м)101520С8 (пФ)330470680С9 (пФ)100150220L1 (витков)345,5L2 (витков)71012L1 и L2 - бескаркасные, проводом диаметром 1,6 мм на оправке 10 мм, длина намотки 16 мм (28 МГц) и 25 мм (21 и 14 МГц). Используя тот самый передатчик и антенну GP N7KSB работал со всеми континентами и более чем с 30 странами Радиолюбитель. KBи У KB N12/98, стр.25....

Для схемы "Тиристорный зарядный блок"

Тиристорный зарядный блок Красимира Рилчева предназначен для зарядки аккумуляторов грузовых автомобилей и тракторов. Он обеспечивает плавно (резистором RP1) зарядный ток до 30 А. Принцип регулирования - фазоимпульсный на основе тиристоров, обеспечивающий максимальный КПД, минимальную рассеиваемую мощность и не требующий мощных выпрямительных диодов. Сетевой трансформатор выполнен на магнитопроводе сечением 40 см2, первичная обмотка содержит 280 витков ПЭЛ-1,6, вторичная 2x28 витков ПЭЛ-3,0. Тиристоры установлены на радиаторах 120x120 мм. ...

Для схемы "ТИРИСТОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ"

ЭлектропитаниеТИРИСТОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯС амплитуднофазовым менеджментом В регуляторе, схема которого показана на рис. 1, использованы два тринистора, открывающиеся один в положительный, а иной - в отрицательный полуперноды сетевого напряжения. Действующее напряжение на нагрузке Rн регулируют переменным резистором R3.Puc.1Регулятор работает следующим образом. В начале положительного полупериода (плюс на верхнем по схеме проводе) тринисторы закрыты. По мере увеличения сетевого напряжения конденсатор. С1 заряжается через резисторы R2 и R3. Увеличение напряжения на конденсаторе отстает (сдвигается по фазе) от сетевого на величину, зависящую от суммарного сопротивления резисторов R2 и R3 и емкости конденсатора С1. Заряд конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет порога открывания тринистора Д1. Когда тринистор откроется, через нагрузку Rн потечет ток, определяемый суммарным сопротивлением открытого тринистора и Rн. Тринистор Д1 остается открытым до конца полупериода. Т160 схема регулятора тока Подбором резистора R1 устанавливают желаемые пределы регулирования. При указанных на схеме номиналах резисторов и конденсаторов напряжение на нагрузке можно изменять в пределах 40- 220 В.В течение отрицательного полупериода аналогично работает тринистор Д4. Однако, конденсатор С2, частично заряженный в течение положительного полупериода (через резисторы R4 и R5 и диод Д6), должен перезаряжаться, а значит и час задержки включения тринистора должно быть большим. Чем дольше был закрыт тринистор Д1 в течение положительного полупериода, тем большее напряжение будет на конденсаторе С2 к началу отрицательного итем дольше будет закрыт тринистор Д4. Синфазность работы тринисторов зависит от правильного подбора номиналов элементов R4, R5, С2. Мощность нагрузки может быть любой в пределах от 50 до 1000 Вт. И.ЧУШАНОК г. Гродно С фазоимпульсным менеджментом Регулятор, схема ко...

Для схемы "ПРОСТОЙ ТЕЛЕФОН"

ТелефонияПРОСТО ТЕЛЕФОНПредлагаю схему телефонного аппарата, которая обладает следующими отличительными свойствами по сравнению с просторно известными :- в вызывном устройстве отсутствует высоковольтный разделительный конденсатор, и оно постоянно включено в шлейф телефонной линии; - использование в качестве микрофонного и телефонного усилителей микросхем К1436УН1 (аналог МС34119) позволило сократить до минимума количество элементов "обвязки" разговорного узла. Данный телефон позволяет принять вызов и провести разговор. Его можно использовать для кухни, ванной комнаты и т.д. Разместить можно в корпусе детской игрушки, в пенале от зубной щетки. При желании схему можно дополнить и номеронабирателем. Микросхема звонка К 1436АП 1 (аналог DBL5001/2) включена по стандартной схеме. Единственное отличие - в цепь питания микросхемы включен стабилитрон VD2 с напряжением стабилизации 82 В. Благодаря ему вызывное устройство не шунтирует телефонную линию при наборе номера и при разговорном соединении. Как подключить реостат к зарядному устройству Разговорный узел собран на микросхемах D2 и D3. Конденсатор СЗ и резистор R6 - фильтр питания для микрофона ВМ1. С7 - блокировочный. Нагрузкой микросхемы D2 является резистор R8. Схема подавляет местный результат. Регулировка ее производится резистором R9. При стабильных параметрах R5, ВМ1, R7, R8 резистор R9 можно заместить на два постоянных резистора. Величина сигнала для телефона BF1 устанавливается резистором R10. Микросхема D3 запитывается от параметрического стабилизатора R6-VD5-C5. Конденсатор С8 - блокировочный. Из-за простоты и хорошей повторяемости эту схему можно использовать для улучшения старых телефонных аппаратов.Литература 1. Кизлюк А.И. Справочник по устройству и ремонту телефонных аппаратов отечественного и зарубежного производства. - М.: Библион, 1997.А.МИХАЛЕВИЧ, 220050, г.Минск, а/я 211, тел.296-25-48. (РЛ 12/98)В статье А.Михалевича "Просто телефон" на схеме выво...

Для схемы "УСИЛИТЕЛЬ С ДИСКРЕТНО РЕГУЛИРУЕМЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПЕРЕДАЧИ"

Радиолюбителю-конструкторуУСИЛИТЕЛЬ С ДИСКРЕТНО РЕГУЛИРУЕМЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПЕРЕДАЧИУсилитель, схема которого приведена на рисунке, может оказаться полезным многим радиолюбителям. Его коэффициент передачи изменяют переключением резисторов R2-R17 в цепи ООС, охватывающей ОУ DA1. Отечественный аналог ОУ 741 - К140УД7.Сопротивления этих резисторов подобраны таким образом, что в каждом следующем положении переключателя SA1 коэффициент передачи усилители изменяется на 3 дБ. Входное сопротивление усилителя - 10 кОм. Для коммутации резисторов необходим переключатель с безобрывным переключением (при переводе его из одного положения в другое цепь обратной связи не должна разрываться). Zesileni v krocich po 3 dB.- Sdelovaci technika, 1986, N4. с. 160. ...

Для схемы "ЗАЖИГАЛКА ДЛЯ ГАЗА"

Бытовая электроникаЗАЖИГАЛКА ДЛЯ ГАЗАВ доме не оказалось спичек, а в магазин их не завезли. Не беда - простую зажигалку для кухонной плиты можно собрать из десятка недифицитных радиоэлементов. Схема зажигалки (рис.1) состоит из двух генераторов. Первый построен на двух маломощных транзисторах, второй - на двух тиристорах. Каскад на транзисторах разной проводимости преобразует низковольтное постоянное напряжение в высоковольтное импульсное. Времязадающей цепочкой в этом генераторе служат элементы С 1, R2. При включении питания открывается транзистор VT1, и перепад напряжения на его коллекторе открывает транзистор VT2. Конденсатор С1, заряжаясь через резистор R 1, уменьшает базовый ток транзистора VT2 настолько, что транзистор VT 1 выходит из насыщения, а это приводит к закрыванию и VТ2. Транзисторы будут закрыты до тех пор, пока конденсатор С1 не разрядится через первичную об-мотку трансформатора Т1. Повышенное импульсное напряжение, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора Т1, выпрямляется диодом VD1 и поступает на конденсатор С2 второго генератора с тринистором VS1 и динистором VS2. Как сделать схему ждущий сторож с малым потреблением В каждый положительныи полупериод накопительный онденсатор С2 заряжается до амплитудного значения напряжения, равного напряжению переключения VS2, т.е. до 56 В (номи-нальное импульсное отпирающее напряжение для трнистора типа КН 102Г). Переход динистора в открытое состояние воздействует на цепь менеджмента динистора VS 1, который в свою очередь тоже открывается. Конденсатор С2 разряжается через тринистор и первичную обмотку трансформатора Т2, после чего динистор и тринистор ещё закрываются и начинается очередной заряд конденсатора - цикл переключений повторяется. Со вторичной обмотки трансформатора Т2 снимаюся импульсы с амплитудой в несколько киловольт, которые подаются через наконечник зажи...

Диодные тиристоры - динисторы находят широкое применение в различных устройствах автоматики. Однако такое использование динисторов имеет ряд недостатков, главный из которых заключается в следующем.

Напряжение включения самого низковольтного отечественного динистора КН102А составляет 20 В, а падение напряжения на нем в открытом состоянии - менее 2 В. Таким образом, к управляющему переходу тиристора после включения динистора прикладывается напряжение около 18 В. В то же время максимально допустимое напряжение на этом переходе для распространенных тиристоров серии К У 201, К У 202 равно всего лишь 10 В. А если еще учесть, что напряжение включения динисторов даже одного типа имеет разброс, достигающий 200%, то станет ясно, что управляющий переход тиристора испытывает чрезмерно большие перегрузки. Это и ограничивает применение динисторов для управления триодными тиристорами.

В подобных случаях можно использовать двухполюсники - аналоги динисторов , отличающиеся тем, что их напряжения включения могут быть гораздо меньше напряжения включения самого низковольтного динистора.

Схема одного из аналогов - транзисторного динистора показана на рис. 1. Он состоит из транзисторов разной структуры, включенных так, что ток базы одного из них является током коллектора другого и наоборот. Другими словами, это устройство, охваченное глубокой положительной обратной связью.

Рис. 1

При подключении питания через эмиттерный переход транзистора Т1 течет ток базы, в результате чего транзистор открывается, а это вызывает появление тока базы транзистора Т2.

Открывание этого транзистора приводит к росту тока базы транзистора Т1 , и, следовательно, дальнейшему его открыванию. Процесс протекает лавинообразно, поэтому очень скоро оба транзистора оказываются в насыщенном состоянии.

Напряжение включения такого устройства при использовании, например, транзисторов МП116 и МП113 равно всего лишь нескольким долям вольта, то есть практически не отличается от напряжения насыщения этой пары транзисторов. Это не позволяет использовать такой двухполюсник в качестве переключающего прибора. Если же эмиттерные переходы транзисторов Т1 и Т2 шунтировать резисторами, как показано на рис. 2, то напряжение включения устройства значительно возрастет.

Рис. 2

Причина этого явления - в уменьшении глубины положительной обратной связи, так как в базу каждого транзистора теперь ответвляется только часть коллекторного тока другого. В результате лавинообразный процесс открывания транзисторов протекает при более высоком напряжении. Напряжение включения можно изменять с помощью резисторов R1 и R2 .

Так, при их сопротивлениях, равных 5,1 кОм, напряжение включения составляет 9 В, при 3 кОм- 12 В. Результаты получены при плавном повышении напряжения на двухполюснике. Если же напряжение имеет импульсный характер, то включение может произойти и при меньших его величинах. Дело в том, что транзисторный аналог, как и обычный динистор чувствителен не только к величине приложенного к нему напряжения, но и к скорости его нарастания. Исключить возможность включения при напряжениях, меньших напряжения включения, можно, если шунтировать двухполюсник конденсатором С1 (см. рис. 2).

Рис. 3

Как и у динистора, напряжение включения транзисторного аналога уменьшается при повышении температуры. Этот недостаток легко устраним заменой резисторов R1 и R2 терморезисторами.

Схема другого аналога динистора показана на рис. 3. Напряжение включения такого двухполюсника определяется цепочкой, образованной стабилитроном Д1 и управляющим переходом тиристора Д2 , между которыми распределяется напряжение, приложенное к выводам двухполюсника. Когда это напряжение становится равным напряжению включения, стабилитрон пробивается, и через управляющий переход тиристора течет ток. Тиристор открывается, шунтируя стабилитрон и напряжение на выводах двухполюсника резко уменьшается. Напряжение включения устройства, показанного на рис. 3, равно 8 В.

Рис. 4

На рис. 4 приведена схема на триодном тиристоре Д5, в цепи управления которым применен последний из рассмотренных двухполюсников (стабилитрон Д6 и тиристор Д7). При закрытом тиристоре Д5 конденсатор С1 заряжается через нагрузку и резистор R2 током, выпрямленным диодами Д1-Д4.

Когда напряжение на конденсаторе становится равным напряжению включения двухполюсника, стабилитрон Д6 пробивается и открывает тиристор Д7. Конденсатор С1 разряжается через управляющий переход тиристора Д5 , в результате чего он также открывается и подключает нагрузку к выпрямителю на время, оставшееся до конца полупериода сетевого напряжения. В конце его тиристор закрывается, так как ток через него уменьшается до нуля, после чего цикл повторяется.

С помощью переменного резистора R2 можно изменять ток заряда конденсатора С2, а следовательно, и момент открывания тиристора Д5, то есть регулировать среднюю величину напряжения на нагрузке.

Если ваши ученики будут работать с реальными схемами, тогда они должны учиться на реальных схемах, когда это возможно. Если ваша цель - воспитывать теоретических физиков, то обязательно придерживайтесь абстрактного анализа, во что бы то ни стало! Но большинство из нас планирует, чтобы наши ученики сделали что-то в реальном мире с образованием, которое мы им предоставляем. «Впустую» время, затрачиваемое на строительство реальных цепей, принесет огромные дивиденды, когда придет время для их применения своих знаний к практическим проблемам.

В большинстве наук реалистичные эксперименты гораздо сложнее и дороже, чем электрические схемы . Ядерной физике, биологии, геологии и профессорам химии просто хотелось бы, чтобы их ученики применяли передовую математику к реальным экспериментам, не представляя угрозы безопасности и стоили меньше, чем учебник. Используйте удобство, присущее вашей науке, и заставьте этих учеников творить свою математику на множестве реальных схем!

Все тиристорные устройства обладают свойством гистерезиса. С электрической точки зрения, что такое «гистерезис»? Как это поведение отличается от поведения «нормальных» активных полупроводниковых компонентов, таких как биполярные или полевые транзисторы?

После включения, как правило, остается в состоянии «ня» и наоборот. Гистерезисное действие тиристоров часто называют фиксацией. Попросите ваших учеников связать этот термин с действием тиристора. Почему «фиксирует» подходящий термин для такого поведения? Могут ли ваши ученики думать о любых приложениях для такого устройства?

Какое условие должно быть выполнено для того, чтобы электрическая проводимость проходила через одно из этих устройств? Включить: устройство должно превышать определенное пороговое напряжение до проведения проводимости. Выключите: ток через устройство должен быть доведен до минимального уровня, прежде чем устройство перестанет работать.

Хотя ответ может показаться очевидным для многих, стоит спросить своих учеников, как поведение сравнения сравнивается с обычным диодом. Тот факт, что диод Шокли называется «диодом» вообще, может обмануть некоторых ваших учеников мыслью, что он ведет себя как обычный диод.

Попросите учащихся объяснить, как эти два устройства похожи. В чем они отличаются? Еще один хороший вопрос для обсуждения - различие между диодом Шокли и диодом Шоттки. Хотя имена очень похожи, эти два устройства, безусловно, нет! Выпрямители с силиконовым управлением могут быть смоделированы следующей транзисторной схемой . Объясните, как эта схема функционирует при наличии и отсутствии «запускающего» импульса напряжения на клемме затвора.

Положительная обратная связь, присущая этой схеме, дает ей гистерезисные свойства: после срабатывания «включено» она имеет тенденцию оставаться включенной. Когда «выключено», оно имеет тенденцию держаться подальше. Попросите учащихся продемонстрировать положительную реакцию «фиксации» этой схемы, нарисуя направления тока на диаграмме для рассматриваемого класса. Спросите своих учеников, почему цепь «ждет», пока импульс включения не включится, и почему он «защелкивается» после срабатывания.

Самый маленький терминал - это ворота. Идентичность катода и анода может быть определена путем подключения одного тестового провода к клемме затвора и касания другого тестового провода к любому из других терминалов. Спросите своих учеников, как они знают, что терминал ворот является самым маленьким. Должен ли он быть самым маленьким терминалом? Кроме того, спросите их, что индикация непрерывности будет отличать катод от анода в тесте непрерывности, описанном в ответе.

Объясните, что происходит в каждой из этих схем при нажатии кнопочного выключателя и затем отпускается. Последующий вопрос: объясните, почему эти схемы не ведут себя одинаково. Пусть студенты объяснят свои ответы. В этом отношении они существенно отличаются от транзисторов.

Обсудите этот принцип со своими учениками, если они еще не изучили его. Если они уже изучили его, используйте этот вопрос в качестве возможности для обзора. Студенты должны знать, что означает «двусторонний» со ссылкой на электронные компоненты, но этот вопрос дает хорошую возможность для них учиться, если они этого не делают! Что не так с наличием «чувствительного» тиристора в цепи?

Обсудите с учащимися, считают ли они, что схема лома - это такой механизм, который видит регулярное использование, или он редко активируется. Ученик электроники недавно научился создавать схемы усилителей звука, и это вдохновляет мечты о разработке супермощного усилителя для домашней развлекательной системы.

Вау, - говорит студент, - эти компоненты выглядят как действительно большие транзисторы, но они рассчитаны на большой поток. Как вы объясните этому возбужденному ученику, что эти устройства не будут работать в схеме усилителя? Верьте или нет, меня когда-то подошел восторженный студент с этим вопросом!

Обычно этот метод запуска считается недостатком устройства, поскольку он открывает возможность нежелательного запуска, вызванного нарушениями напряжения питания. Также укажите, какие средства могут использоваться для предотвращения ложного срабатывания от переходных процессов питания.

Для уменьшения этих эффектов обычно предусмотрены схемы демпфера. Выражение, конечно же, является термином исчисления, означающим скорость изменения напряжения во времени. Важной концепцией обзора для этого вопроса является формула для емкости. Применение импульса напряжения на клемме затвора. Превышение напряжения «размыкания» анода на катоде.

Другие два метода, включающие напряжение, приложенное между анодным и катодным выводами устройства, часто являются случайными способами запуска. Обязательно обсудите со своими учениками причину, по которой чрезмерное может инициировать, основанное на исследовании межэлектродной емкости внутри транзисторов тиристорной модели.

Выпадение низкого тока «Реверсивное срабатывание» затвора с импульсом напряжения «неправильной» полярности. Его схематический символ выглядит следующим образом. Этот вопрос дает хорошую возможность рассмотреть работу цепей делителя напряжения и, в частности, эту формулу.

Объясните, как функционирует однополярный транзистор в этой цепи. Однополюсные транзисторы являются гистерезисными, как и все тиристоры. Обозначения для каждого терминала могут быть неожиданными для ваших учеников, учитывая названия биполярных транзисторных терминалов!

Как мы уже выяснили – тиристор, это полупроводниковый прибор, обладающий свойствами электрического вентиля. Тиристор с двумя выводами (А - анод, К - катод) , это динистор. Тиристор с тремя выводами (А – анод, К – катод, Уэ – управляющий электрод) , это тринистор, или в обиходе его называют просто тиристор.

В их регулярных разделах «Целевые идеи». Дизайн приписывают Андре де Герин. Рассмотрите каждую ошибку независимо. Для каждого из этих условий объясните, почему возникнут результирующие эффекты. Цель этого вопроса заключается в том, чтобы подойти к области устранения неисправностей схемы с точки зрения понимания того, что такое ошибка, а не только знать, что такое симптомы. Хотя это не обязательно реалистичная перспектива, это помогает студентам создавать фундаментальные знания, необходимые для диагностики неисправной схемы из эмпирических данных.

С помощью управляющего электрода (при определенных условиях) можно изменять электрическое состояние тиристора, то есть переводить его из состояния «выключено» в состояние «включено».
Тиристор открывается в случае, если приложенное напряжение между анодом и катодом превысит величину U = Uпр, то есть величину напряжения пробоя тиристора;
Тиристор можно открыть и при напряжении меньше, чем Uпр между анодом и катодом (U В открытом состоянии тиристор может находиться сколько угодно долго, пока на него подано питающее напряжение.
Тиристор можно закрыть:
- если уменьшить напряжение между анодом и катодом до U = 0;
- если снизить анодный ток тиристора до величины, меньше тока удержания Iуд.
- подачей запирающего напряжения на управляющий электрод, (только для запираемых тиристоров).
Тиристор может также находиться в закрытом состоянии сколько угодно долго, до прихода запускающего импульса.
Тиристоры и динисторы работают как в цепях постоянного , так и в цепях переменного тока .

За такими вопросами следует следовать другие вопросы, которые задают учащимся определение вероятных ошибок на основе измерений. Если возможно, найдите спецификацию производителя для ваших компонентов, чтобы обсудить с вашими одноклассниками. Цель этого вопроса - заставить учащихся кинестетически взаимодействовать с предметом. Для тех учеников, которые являются кинестетическими по своей природе, это отличная помощь для фактического контакта с реальными компонентами, когда они узнают о своей функции.

Разумеется, этот вопрос также дает прекрасную возможность практиковать интерпретацию компонентных меток, использование мультиметра, таблиц доступа и т.д. Их символы и пин-код находятся на рисунке. Рисунок 1: Несколько тиристоров и триаков. Тиристор - улучшенный диод. Точно так же, как это делает диод, тиристор проводит ток, когда анод положителен по сравнению с катодом, но только если напряжение на затворе положительное и достаточный ток течет в затвор, чтобы включить устройство. Когда тиристор начинает подавать ток в ворота, это не имеет значения, и тиристор можно отключить только путем удаления тока между анодом и катодом.

Работа динистора и тиристора в цепях постоянного тока.
Рассмотрим несколько практических примеров.
Первый пример применения динистора, это релаксационный генератор звуковых сигналов.

В качестве динистора используем КН102А-Б.
Работает генератор следующим образом.
При нажатии кнопки Кн, через резисторы R1 и R2 постепенно заряжается конденсатор С (+ батареи – замкнутые контакты кнопки Кн – резисторы – конденсатор С – минус батареи). Параллельно конденсатору подключена цепочка из телефонного капсюля и динистора. Через телефонный капсюль и динистор ток не протекает, так как динистор еще «заперт».
При достижении на конденсаторе напряжения, при котором пробивается динистор, через катушку телефонного капсюля проходит импульс тока разряда конденсатора (С – катушка телефона – динистор - С). Слышен щелчок из телефона, конденсатор разрядился. Далее снова идет заряд конденсатора С и процесс повторяется.
Частота повторения щелчков зависит от емкости конденсатора и величины сопротивления резисторов R1 и R2.
При указанных на схеме номиналах напряжения, резисторов и конденсатора, частоту звукового сигнала с помощью резистора R2 можно менять в пределах 500 – 5000 герц. Телефонный капсюль необходимо использовать с низкоомной катушкой 50 – 100 Ом, не более, например телефонный капсюль ТК-67-Н.
Телефонный капсюль необходимо включать с соблюдением полярности, иначе не будет работать. На капсюле есть обозначение +(плюс) и – (минус).

Симистор очень похож на тиристор, с той разницей, что он может вестись в обоих направлениях. Он имеет три электрода, называемых анодом 1, анодом 2 и воротами. Он используется для регулирования цепей переменного тока. Устройства, такие как ручные сверла или шары, можно управлять с помощью симистора. Тиристоры малой мощности и симисторы упакованы в те же корпуса, что и транзисторы, но устройства с высокой мощностью имеют совершенно другой корпус. Они показаны на рисунке. Их основным свойством является то, что их сопротивление очень велико, пока напряжение на их концах не превысит некоторого предопределенного значения.

У этой схемы (рис 1) есть один недостаток. Из-за большого разброса параметров динистора КН102 (большее напряжения пробоя), в некоторых случаях, нужно будет увеличить напряжение источника питания до 35 – 45 вольт, что не всегда возможно и удобно.

Устройство управления, собранное на тиристоре, для включения – выключения нагрузки с помощью одной кнопки показано на рис 2.

Носители заряда входят в канал у источника и выходят через слив. Ширина канала контролируется напряжением на электроде, называется воротом, который расположен между источником и стоком. Он изолирован от канала вблизи чрезвычайно тонкого слоя оксида металла.

Когда на входе нет напряжения, канал показывает свою максимальную проводимость. Поскольку напряжение на затворе является либо положительным, либо отрицательным, проводимость канала уменьшается. Когда на затворе нет напряжения, устройство не проводит. Больше напряжения на воротах, тем лучше устройство может проводить.

Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии тиристор закрыт и лампочка не горит. Нажмем на кнопку Кн в течении 1 – 2 секунды. Контакты кнопки размыкаются, цепь катода тиристора разрывается. В этот момент конденсатор С заряжается от источника питания через резистор R1. Напряжение на конденсаторе достигает величины U источника питания.
Отпускаем кнопку Кн. В этот момент конденсатор разряжается по цепи: резистор R2 – управляющий электрод тиристора – катод - замкнутые контакты кнопки Кн – конденсатор.
В цепи управляющего электрода потечет ток, тиристор «откроется».
Загорается лампочка по цепи: плюс батареи – нагрузка в виде лампочки – тиристор - замкнутые контакты кнопки – минус батареи.
В таком состоянии схема будет находиться сколько угодно долго.
В этом состоянии конденсатор разряжен: резистор R2, переход управляющий электрод – катод тиристора, контакты кнопки Кн.
Для выключения лампочки необходимо кратковременно нажать на кнопку Кн. При этом основная цепь питания лампочки обрывается. Тиристор «закрывается». Когда контакты кнопки замкнутся, тиристор останется в закрытом состоянии, так как на управляющем электроде тиристора Uynp = 0 (конденсатор разряжен).
Мною опробованы и надежно работали в этой схеме различные тиристоры: КУ101, Т122, КУ201, КУ202, КУ208.

Полупроводниковая поверхность на нижнем слое оксида, который расположен между клеммой источника и стока. Когда мы применяем положительное напряжение затвора, отверстия, находящиеся под оксидным слоем с отталкивающей силой и отверстиями, толкаются вниз с подложкой. Область истощения, населенная связанными отрицательными зарядами, которые связаны с атомами акцептора. Образуется канал электронов. Теперь, если между стоком и источником подается напряжение, ток свободно течет между источником и дренажем, а напряжение затвора управляет электронами в канале.

Как уже упоминалось, динистор и тиристор имеют свой транзисторный аналог.
Схема аналога тиристора состоит из двух транзисторов и изображена на рис 3.

Транзистор Тр 1 имеет p-n-p проводимость, транзистор Тр 2 имеет n-p-n проводимость. Транзисторы могут быть как германиевые, так и кремниевые.
Аналог тиристора имеет два управляющих входа. Первый вход: А – Уэ1 (эмиттер - база транзистора Тр1). Второй вход: К – Уэ2 (эмиттер – база транзистора Тр2).
Аналог имеет: А – анод, К - катод, Уэ1 – первый управляющий электрод, Уэ2 – второй управляющий электрод.
Если управляющие электроды не использовать, то это будет динистор, с электродами А - анод и К - катод.
Пару транзисторов, для аналога тиристора, надо подбирать одинаковой мощности с током и напряжением выше, чем необходимо для работы устройства. Параметры аналога тиристора (напряжение пробоя Unp, ток удержания Iyд), будут зависеть от свойств применяемых транзисторов.

Для более устойчивой работы аналога в схему добавляют резисторы R1 и R2. А с помощью резистора R3 можно регулировать напряжение пробоя Uпр и ток удержания Iyд аналога динистора – тиристора. Схема такого аналога изображена на рис 4.

Если в схеме генератора звуковых частот (рис 1), вместо динистора КН102 включить аналог динистора, получится устройство с другими свойствами (рис 5).
Напряжение питания такой схемы составит от 5 до 15 вольт. Изменяя величины резисторов R3 и R5 можно изменять тональность звука и рабочее напряжение генератора. Переменным резистором R3 подбирается напряжение пробоя аналога под используемое напряжение питания. Потом можно заменить его на постоянный резистор.
Транзисторы Тр1 и Тр2: КТ502 и КТ503; КТ814 и КТ815 или любые другие.

Интересна схема стабилизатора напряжения с защитой от короткого замыкания в нагрузке. Если ток в нагрузке превысит 1 ампер, сработает защита.

Стабилизатор состоит из:
- управляющего элемента – стабилитрона КС510, который определяет напряжение выхода;
- исполнительного элемента –транзисторов КТ817А, КТ808А, исполняющих роль регулятора напряжения;
- в качестве датчика перегрузки используется резистор R4;
- исполнительным механизмом защиты используется аналог динистора, на транзисторах КТ502 и КТ503.

На входе стабилизатора в качестве фильтра стоит конденсатор С1. Резистором R1 задается ток стабилизации стабилитрона КС510, величиной 5 – 10 мА. Напряжение на стабилитроне должно быть 10 вольт. Резистор R4, величиной 1,0 Ом, включен последовательно в цепь нагрузки. Резистор R5 задает начальный режим стабилизации выходного напряжения.
Чем больше ток нагрузки, тем больше на нем выделяется напряжение, пропорциональное току. В исходном состоянии, когда нагрузка на выходе стабилизатора мала или отключена, аналог тиристора закрыт., Приложенного к нему напряжения 10 вольт (от стабилитрона) не хватает для пробоя. В этот момент падение напряжения на резисторе R4 почти равно нулю.
Если постепенно увеличивать ток нагрузки, будет увеличиваться падение напряжения на резисторе R4. При определенном напряжении на R4, аналог тиристора пробивается и установится напряжение, между точкой Тчк1 и общим проводом, равное 1,5 - 2,0 вольта. Это есть напряжение перехода анод - катод открытого тиристора. Одновременно загорается светодиод Д1, сигнализируя об аварийной ситуации. Напряжение на выходе стабилизатора, в этот момент, будет равно 1,5 - 2,0 вольта.
Что бы восстановить нормальную работу стабилизатора, необходимо выключить нагрузку и нажать на кнопку Кн, сбросив блокировку защиты. На выходе стабилизатора вновь будет напряжение 9 вольт, а светодиод погаснет.
Настройкой резистора R3, можно подобрать ток срабатывания защиты от 1 ампера и более. Транзисторы Т1 и Т2 можно ставить на один радиатор без изоляции. Сам же радиатор изолировать от корпуса.

Динистор — это двухэлектродный прибор, разновидность тиристора и, как я уже говорил, не полностью управляемый ключ, который можно выключить, только снизив ток, проходящий через него. Состоит он из четырех чередующихся областей различного типа проводимости и имеет три np-перехода. Соберем гипотетическую схему, похожую на ту, что мы использовали для изучения диода, но добавим в нее переменный резистор, а диод заменим динистором:

Итак, сопротивление резистора максимально, прибор показывает «0». Начинаем уменьшать сопротивление резистора. Напряжение на динисторе растет, ток по-проежнему не наблюдается. При дальнейшем уменьшении сопротивления в определенный момент времени на динисторе окажется напряжение, которое в состоянии его открыть (U откр ). Динистор тут же открывается и величина тока будет зависеть лишь от сопротивления цепи и самого открытого динистора – «ключ» сработал.

Как же закрыть ключ? Начинаем уменьшать напряжение – ток уменьшается, но только за счет увеличения сопротивления переменного резистора, состояние динистора остается прежним. В определенный момент времени ток через динистор уменьшается до определенной величины, которую принято называть током удержания (I уд ). Динистор мгновенно закроется, ток упадет до «0» — ключ закрылся.

Таким образом динистор открывается, если напряжение на его электродах достигнет U откр и закрывается, если ток через него меньше I уд. Для каждого типа динистора, само собой, эти величины различны, но принцип работы остается один и тот же. Что произойдет если динистор включить «наоборот»? Собираем еще одну схему, поменяв полярность включения батареи.

Сопротивление резистора максимально, тока нет. Увеличиваем напряжение – тока все равно нет и не будет до тех пор, пока напряжение на динисторе не превысит максимально допустимое. Как только привысит – динистор просто сгорит. Попробуем то, о чем мы с вами говорили, изобразить на координатной плоскости, на которой по оси Х отложим напряжение на динисторе, по Y — ток через него:

Таким образом, в одну сторону динистор ведет себя как обычный диод в обратном включении (просто заперт, закрыт), в другую лавинообразно открывается но лишь при определенном на нем напряжении или так же закрывается, как только ток через открытый прибор снизится ниже заданного паспортного значения.

Таким образом, основные параметры динистора можно свести к нескольким значениям:

— Напряжение открывания;
— Минимальный ток удержания;
— Максимально допустимый прямой ток;
— Максимально допустимое обратное напряжение;
— Падение напряжени на открытом динисторе.