|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Những thí nghiệm thú vị: một họ thyristor. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu Bạn có thể thường xuyên nghe và thậm chí đọc từ "thyristor" trên các tạp chí kỹ thuật vô tuyến nổi tiếng. Đây là một thiết bị bán dẫn. Nhưng thật không may, một thiết bị như vậy không tồn tại, vì thyristor là một loại thiết bị. Nó bao gồm một dinistor (diode thyristor), một trinistor (triode thyristor) và một triac (trinistor đối xứng). Chúng ta sẽ làm quen với chúng trong quá trình thử nghiệm thú vị. Hãy bắt đầu với điện trở. Mỗi thiết bị bán dẫn từ lớp thyristor là một "chiếc bánh" gồm nhiều lớp tạo thành cấu trúc bán dẫn của các mối nối pn xen kẽ. Dinistor có ba chuyển tiếp như vậy (Hình 1), nhưng kết luận chỉ được đưa ra từ các vùng cực đoan (p và n). Bề mặt của tinh thể "bánh" có độ dẫn điện loại n thường được hàn vào đáy của vỏ - đây là cực âm của dinistor và đầu ra từ bề mặt đối diện của tinh thể được tạo ra thông qua một chất cách điện thủy tinh - cái này là cực dương.
Bên ngoài, dinistor (sê-ri KN102 có chỉ số chữ cái AI và tương tự của nó với ký hiệu 2H102 là phổ biến) không khác gì các điốt chỉnh lưu của sê-ri D226. Như trong trường hợp đi-ốt, điện áp nguồn cộng được đặt vào cực dương của dinistor và điện áp nguồn trừ vào cực âm. Và hãy chắc chắn bao gồm một tải trong mạch điện trở: điện trở, đèn, cuộn dây máy biến áp, v.v. Nếu bạn tăng điện áp một cách trơn tru, dòng điện qua dinistor ban đầu sẽ tăng nhẹ (Hình 2). Các dinistor thực tế đã đóng cửa. Trạng thái này sẽ tiếp tục cho đến khi điện áp trên dinistor bằng với điện áp bật Uon.Tại thời điểm này, một quá trình tăng dòng điện giống như tuyết lở bắt đầu trong cấu trúc bốn lớp và dinistor chuyển sang trạng thái mở. Điện áp rơi trên nó giảm mạnh (điều này có thể được nhìn thấy trên đặc tính) và dòng điện qua dinistor lúc này sẽ được xác định bởi điện trở tải, nhưng nó không được vượt quá Iopen tối đa cho phép. , dòng điện này là 102 mA.
Điện áp mà dinistor mở được gọi là điện áp bật (Uon) và dòng điện tương ứng với giá trị này là dòng điện bật (Ion). Đối với mỗi dinistor, điện áp bật là khác nhau, ví dụ: đối với KN102A - 20 V và đối với KN102I - 150 V. Việc bật tương tự đối với tất cả các disistor của sê-ri là 5 mA. Dinistor có thể ở trạng thái mở cho đến khi dòng điện trực tiếp qua nó vượt quá dòng điện tối thiểu cho phép Iud, được gọi là dòng điện giữ. Nhánh đảo ngược của đặc tính của một dinistor tương tự như nhánh tương tự của một diode thông thường. Điện áp ngược cung cấp cho dinistor cao hơn Uobr.max cho phép. có thể vô hiệu hóa nó. Đối với tất cả các disistor và Uobr.max. là 10 V, trong khi Iobr.max hiện tại. không vượt quá 0,5mA. Bây giờ bạn đã làm quen với một số thông số của dinistor, bạn có thể lắp ráp hai máy phát điện và thử nghiệm với chúng. Bộ tạo đèn flash (Hình 3). Nó cho phép bạn có được ánh sáng nhấp nháy của đèn sợi đốt. Khi phích cắm X1 của máy phát điện được cắm vào ổ cắm điện, tụ điện C1 sẽ bắt đầu sạc (chỉ trong nửa chu kỳ dương). Dòng nạp được giới hạn bởi điện trở R1. Ngay khi điện áp trên nó đạt đến điện áp bật của điện trở, tụ điện sẽ phóng điện qua nó và đèn EL1. Mặc dù điện áp trên tụ điện cao hơn nhiều (8 lần!) Điện áp hoạt động của đèn (2,5 V), nhưng nó sẽ không bị cháy vì thời lượng của xung dòng xả quá ngắn.
Sau khi xả tụ điện, dinistor sẽ đóng lại và tụ điện sẽ bắt đầu sạc lại. Ngay sau đó, một đèn flash mới sẽ xuất hiện, tiếp theo là đèn flash tiếp theo, v.v. Với các chi tiết được chỉ ra trong sơ đồ, các đèn flash sẽ xuất hiện sau mỗi 0,5 giây. Thay điện trở khác, giả sử, điện trở thấp hơn. Tần số flash sẽ tăng lên. Và với một điện trở lớn hơn, nó sẽ giảm. Một kết quả tương tự sẽ thu được bằng cách giảm hoặc tăng điện dung của tụ điện. Quay trở lại mạch máy phát ban đầu, hãy lắp thêm một tụ điện C2 (có thể là giấy hoặc oxit) có công suất vài microfarad cho điện áp ít nhất 400 V. Đèn flash sẽ biến mất. Giải pháp rất đơn giản. Khi không có tụ điện này, điện trở nhận được Hình. 3 nửa chu kỳ của điện áp lưới, tức là, nó thay đổi từ 1 thành giá trị biên độ cực đại. Do đó, sau khi xả tụ C2, dòng điện qua dinistor tại một số điểm (khi hình sin đi qua XNUMX) giảm xuống XNUMX và dinistor tắt. Với kết nối của tụ điện CXNUMX, điện áp ở đầu ra bên trái của điện trở theo mạch đã trở nên dao động, vì tụ điện bắt đầu hoạt động như một bộ chỉnh lưu nửa sóng và điện áp trên nó không giảm xuống XNUMX. Và do đó, sau khi mở điện trở và đèn nhấp nháy đầu tiên, một dòng điện nhỏ tiếp tục chạy qua nó, vượt quá dòng giữ. Dinistor không tắt, máy phát điện không hoạt động. Đúng, máy phát điện có thể được tạo ra để hoạt động (và bạn có thể xác minh điều này) bằng cách tăng điện trở của điện trở, nhưng sau đó đèn flash sẽ quá hiếm khi xảy ra. Để tăng tần số nhấp nháy, hãy thử giảm điện dung của tụ C1. Điều sau đây sẽ xảy ra: năng lượng được lưu trữ bởi tụ điện sẽ không đủ để duy trì đủ độ sáng của đèn flash. Dinistor trong thiết bị này có thể, ngoài cái được chỉ ra trong sơ đồ, KN102B. Tụ điện C 1 - oxit thuộc bất kỳ loại nào cho điện áp định mức ít nhất 50 V, điốt - cho dòng điện ít nhất 50 mA và điện áp ngược ít nhất 400 V, điện trở - có công suất ít nhất 2 W , đèn - cho điện áp hoạt động 2,5 V và dòng điện 0,26 A. Bộ tạo tần số âm thanh (Hình 4). Mạch của nó tương tự như mạch trước, nhưng đèn sợi đốt được thay thế bằng tải điện trở cao hơn - tai nghe TON-2 (BF1), các viên nang được tháo ra khỏi băng đô (bạn không thể tháo nó ra) và mắc nối tiếp. Điện dung của tụ phóng điện (C2) giảm đáng kể, do đó tần số của tín hiệu được tạo ra đã tăng lên (lên đến 1000 Hz). Điện trở của điện trở giới hạn (R2) trong mạch dinistor cũng tăng lên.
Các phần tử còn lại là bộ chỉnh lưu nửa sóng, trong đó tụ điện C1 lọc điện áp chỉnh lưu và điện trở R1 giúp giảm điện áp ngược trên diode VD1. Nếu điện áp xoay chiều 45 ... 60 V được sử dụng để cấp nguồn cho máy phát điện thì không cần điện trở R1. Tụ điện C1 có thể là giấy, ví dụ MBM, C2 - bất kỳ loại nào cho điện áp ít nhất 50 V, diode - bất kỳ loại nào có điện áp ngược cho phép ít nhất 400V. Ngay khi phích cắm X1 được cắm vào ổ cắm điện, âm thanh của một âm báo nhất định sẽ xuất hiện trong tai nghe. Thay thế tụ điện C2 bằng một tụ điện khác, nhỏ hơn - và âm thanh sẽ tăng lên. Nếu bạn lắp tụ điện lớn hơn, điện thoại sẽ nghe thấy âm thanh trầm hơn. Kết quả tương tự sẽ thu được bằng cách thay đổi điện trở của điện trở R2 - hãy kiểm tra điều này. Cần lưu ý rằng hiện nay, các vi mạch được sản xuất có đặc điểm gần giống với dinistor và trong một số trường hợp chúng có thể thay thế chúng (xem "Radio", 1998, số 5, trang 59-61). Và kết luận - một vài từ về an toàn. Khi tiến hành thử nghiệm với máy phát điện, không được chạm vào các đầu cuối của các bộ phận có phích cắm X1 được kết nối với mạng, không được chạm vào tai nghe chứ chưa nói đến việc đội chúng lên đầu và đối với tất cả các bộ phận hàn hoặc kết nối, hãy ngắt điện cho cấu trúc và phóng điện (bằng nhíp hoặc một đoạn dây gắn) tụ điện. Thiết bị bán dẫn tiếp theo từ lớp thyristor là trinistor. Sự khác biệt chính của nó so với dinistor là sự hiện diện của một đầu ra bổ sung, được gọi là điện cực điều khiển (GE), từ một trong các chuyển tiếp (Hình 5) của cấu trúc bốn lớp. Điều gì đưa ra kết luận này?
Giả sử rằng điện cực điều khiển không được kết nối ở bất kỳ đâu. Trong phương án này, trinistor giữ lại các chức năng của dinistor và bật khi đạt đến điện áp anot Uon (Hình 6).
Nhưng nó đáng để áp dụng ít nhất một điện áp dương nhỏ cho điện cực điều khiển so với cực âm và do đó truyền dòng điện một chiều qua điện cực điều khiển - mạch catốt, khi điện áp bật giảm. Dòng điện càng cao, điện áp bật càng thấp. Điện áp bật nhỏ nhất sẽ tương ứng với một dòng điện cực đại nhất định Iu.e, được gọi là dòng điện chỉnh lưu - nhánh trực tiếp được chỉnh lưu nhiều đến mức nó trở nên giống với nhánh của diode. Sau khi bật (tức là mở) SCR, điện cực điều khiển sẽ mất đi các đặc tính của nó và có thể tắt SCR bằng cách giảm dòng điện một chiều xuống dưới dòng điện đang giữ Isp hoặc bằng cách tắt nhanh điện áp cung cấp (một đoạn ngắn -thời gian ngắn mạch của cực dương với cực âm là chấp nhận được). Trinistor có thể được mở cả bằng dòng điện một chiều đi qua điện cực điều khiển và bằng dòng điện xung và thời lượng xung cho phép là một phần triệu giây! Mỗi bộ ba (thường bạn sẽ phải gặp bộ ba của sê-ri KU101, KU201, KU202) có các thông số nhất định được đưa ra trong sách tham khảo và theo đó bộ ba thường được chọn cho cấu trúc lắp ráp. Đầu tiên, đây là điện áp chuyển tiếp trực tiếp cho phép ( Upr) ở trạng thái đóng, cũng như điện áp ngược không đổi ( Uobr) - nó không được chỉ định cho tất cả các bộ ba và trong trường hợp không có con số như vậy, bạn không nên áp dụng ngược lại điện áp cho trinistor này. Tham số tiếp theo là dòng điện một chiều ở trạng thái mở (Ipr) ở nhiệt độ trường hợp cho phép nhất định. Nếu trinistor nóng lên đến nhiệt độ cao hơn, nó sẽ phải được lắp đặt trên bộ tản nhiệt - điều này thường được báo cáo trong phần mô tả thiết kế. Không kém phần quan trọng là một tham số như dòng giữ (Iud), đặc trưng cho dòng cực dương tối thiểu mà SCR vẫn bật sau khi tín hiệu điều khiển được loại bỏ. Các thông số giới hạn cho mạch điện cực điều khiển cũng được thỏa thuận - dòng mở tối đa (Iу.ot) và điện áp mở không đổi (Uу.ot) ở dòng điện không vượt quá Iу.ot. Khi vận hành các bộ ba của sê-ri KU201, KU202, nên bao gồm một điện trở shunt có điện trở 51 Ohm giữa điện cực điều khiển và cực âm, mặc dù trên thực tế, trong hầu hết các trường hợp, hoạt động đáng tin cậy được quan sát thấy ngay cả khi không có điện trở. Và một điều kiện quan trọng nữa đối với các bộ ba này là với điện áp âm ở cực dương, không được phép cung cấp dòng điện điều khiển. Và bây giờ chúng ta sẽ tiến hành một số thí nghiệm để hiểu rõ hơn về hoạt động của trinistor và các tính năng điều khiển của nó. Dự trữ một trinistor, chẳng hạn như KU201L, một đèn sợi đốt 24 V thu nhỏ, nguồn điện áp DC 18 ... 24 V ở dòng tải 0,15 ... 0,17 A và một máy biến áp 12 ... từ một máy thu cũ hoặc máy ghi âm có hai cuộn thứ cấp 14 V ở dòng điện lên đến 6,3 A, mắc nối tiếp). Cách mở trinistor (Hình 7). Đặt biến trở R2 ở vị trí thấp hơn theo sơ đồ, sau đó kết nối tầng trên trinistor với nguồn một chiều. Bằng cách nhấn nút SB1, di chuyển nhẹ nhàng thanh trượt biến trở lên trên mạch cho đến khi đèn HL1 sáng lên. Điều này sẽ chỉ ra rằng trinistor đã mở. Bạn có thể nhả nút, đèn sẽ tiếp tục phát sáng.
Để đóng trinistor và đưa nó về trạng thái ban đầu, chỉ cần tắt nguồn điện trong một thời gian ngắn là đủ. Đèn sẽ tắt. Bằng cách nhấn nút một lần nữa, bạn mở trinistor và thắp sáng đèn. Bây giờ hãy cố gắng dập tắt nó theo một cách khác - với nút được nhả ra, đóng lại một lúc, chẳng hạn như bằng nhíp, các dây dẫn cực dương và cực âm, như trong Hình. đường 7 nét đứt. Để đo dòng mở của trinistor, hãy bật milliammeter trong mạch hở của điện cực điều khiển (tại điểm A) và di chuyển trơn tru thanh trượt biến trở từ vị trí dưới lên trên (có nhấn nút), đợi cho đến khi đèn được đốt cháy. Mũi tên của milliammeter sẽ cố định giá trị hiện tại mong muốn. Hoặc có thể bạn muốn biết dòng điện giữ của trinistor là gì? Sau đó, bật miliampe kế trong mạch hở tại điểm B và nối tiếp với nó là một biến trở (2,2 hoặc 3,3 kOhm danh nghĩa), trước tiên phải xuất điện trở của nó. Khi trinistor mở, tăng điện trở của điện trở bổ sung cho đến khi kim milliammeter nhảy về XNUMX. Chỉ số milliammeter trước thời điểm này là dòng điện đang giữ. Trinistor được điều khiển bởi một xung (Hình 8). Thay đổi một chút giai đoạn trinistor bằng cách loại trừ biến trở khỏi nó và đưa vào tụ điện C1 có công suất 0,25 hoặc 0,5 microfarad. Bây giờ, một điện áp không đổi không được đặt vào điện cực điều khiển, mặc dù trinistor không trở nên mất kiểm soát từ điều này.
Sau khi đặt điện áp cung cấp cho tầng, hãy nhấn nút. Tụ điện C1 sẽ sạc gần như ngay lập tức và dòng sạc của nó ở dạng xung sẽ đi qua điện trở R2 và điện cực điều khiển được kết nối song song. Nhưng ngay cả một xung lực ngắn hạn như vậy cũng đủ để mở trinistor. Đèn sẽ sáng và, như trong trường hợp trước, sẽ duy trì ở trạng thái này ngay cả sau khi nhả nút. Tụ điện sẽ phóng điện qua các điện trở R1, R2 và sẽ sẵn sàng cho xung dòng điện tiếp theo. Bây giờ, hãy lấy một tụ điện oxit C2 có công suất ít nhất 100 microfarad và trong giây lát, kết nối nó theo cực thích hợp với các cực dương và cực âm của trinistor. Một xung dòng sạc cũng sẽ đi qua tụ điện. Kết quả là, trinistor sẽ bị xáo trộn (các kết luận được chỉ định đã được đóng lại) và tất nhiên, nó sẽ đóng lại. Trinistor trong bộ điều chỉnh công suất (Hình 9). Khả năng mở của SCR ở các điện áp cực dương khác nhau tùy thuộc vào dòng điện của điện cực điều khiển được sử dụng rộng rãi trong các bộ điều chỉnh công suất làm thay đổi dòng điện trung bình chạy qua tải.
Để làm quen với "nghề" này của trinistor, hãy lắp ráp một bố cục từ các bộ phận được hiển thị trong sơ đồ. Trong bộ chỉnh lưu toàn sóng, cả điốt riêng lẻ và cầu điốt làm sẵn, chẳng hạn như dòng KTs402, KTs405, đều có thể hoạt động. Như bạn có thể thấy, không có tụ lọc ở đầu ra của bộ chỉnh lưu - nó không cần thiết ở đây. Để kiểm soát trực quan các quá trình xảy ra trong tầng, hãy kết nối máy hiện sóng song song với tải (đèn HL1) hoạt động ở chế độ tự động (hoặc chế độ chờ) với đồng bộ hóa bên trong. Đặt con trượt của biến trở R2 lên vị trí phía trên theo sơ đồ (điện trở là đầu ra) và đặt một điện áp xoay chiều vào cầu đi-ốt. Nhấn nút SB1. Đèn sẽ ngay lập tức sáng lên và hình ảnh của nửa chu kỳ hình sin (sơ đồ a) sẽ xuất hiện trên màn hình máy hiện sóng, đây là đặc điểm của chỉnh lưu toàn sóng mà không cần tụ điện làm mịn. Nhả nút và đèn sẽ tắt. Mọi thứ đều đúng, bởi vì trinistor đóng ngay khi điện áp hình sin đi qua điểm không. Nếu một tụ lọc oxit được lắp đặt ở đầu ra của bộ chỉnh lưu, thì nó sẽ không cho phép điện áp đã chỉnh lưu giảm xuống XNUMX (hình dạng điện áp cho tùy chọn này được thể hiện trong sơ đồ bằng một đường đứt nét) và đèn sẽ không tắt sau nút được phát hành. Nhấn nút một lần nữa và di chuyển trơn tru thanh trượt biến trở xuống mạch (nhập điện trở). Độ sáng của đèn sẽ bắt đầu giảm và hình dạng của "sóng nửa hình sin" sẽ bị biến dạng (sơ đồ b). Bây giờ dòng điện qua điện cực điều khiển giảm so với giá trị ban đầu, và do đó, trinistor mở ở điện áp cung cấp cao hơn, tức là một phần của sóng nửa hình sin, trinistor vẫn đóng. Vì điều này làm giảm dòng điện trung bình qua đèn nên độ sáng của đèn giảm. Với sự di chuyển xa hơn của động cơ điện trở, có nghĩa là dòng điều khiển giảm, trinistor chỉ có thể mở khi điện áp cung cấp thực tế đạt đến mức tối đa (sơ đồ c). Sự giảm dòng điện sau đó qua điện cực điều khiển sẽ dẫn đến việc không mở trinistor. Như bạn có thể thấy, bằng cách thay đổi dòng điều khiển và do đó thay đổi biên độ của điện áp trên điện cực điều khiển, có thể điều khiển công suất ở tải trong một phạm vi khá rộng. Đây là bản chất của phương pháp biên độ điều khiển trinistor. Nếu cần đạt được các giới hạn điều khiển lớn, phương pháp pha được sử dụng, trong đó pha của điện áp trên điện cực điều khiển được thay đổi so với pha của điện áp cực dương. Không khó để chuyển sang phương pháp điều khiển này - chỉ cần kết nối một tụ điện oxit C1 với công suất 100 ... 200 microfarad giữa điện cực điều khiển và cực âm trinistor là đủ. Bây giờ, trinistor sẽ có thể mở ở biên độ nhỏ của điện áp cực dương, nhưng đã ở "nửa" thứ hai của mỗi nửa chu kỳ (sơ đồ d). Do đó, các giới hạn thay đổi của dòng điện trung bình qua tải và do đó, công suất giải phóng trên tải sẽ mở rộng đáng kể.
Trinistor tương tự. Nó xảy ra rằng không thể mua trinistor mong muốn. Nó có thể được thay thế thành công bằng một chất tương tự được lắp ráp từ hai bóng bán dẫn có cấu trúc khác nhau. Nếu một điện áp dương (đối với bộ phát) được đặt vào đế của bóng bán dẫn VT2, thì bóng bán dẫn sẽ mở ra một chút và dòng điện của đế của bóng bán dẫn VT1 sẽ chạy qua nó. Bóng bán dẫn này cũng sẽ mở nhẹ, điều này sẽ làm tăng dòng điện cơ bản của bóng bán dẫn VT2. Phản hồi tích cực giữa các bóng bán dẫn sẽ dẫn đến việc mở tuyết lở của chúng. Các bóng bán dẫn tương tự được chọn tùy thuộc vào dòng tải tối đa và điện áp cung cấp. Quá trình chuyển đổi điều khiển của cả analog và trinistor được cung cấp điện áp (hoặc tín hiệu xung) chỉ có cực tính dương. Nếu trong các điều kiện hoạt động của thiết bị được thiết kế, tín hiệu âm có thể xuất hiện, thì điện cực điều khiển phải được bảo vệ, ví dụ, bằng cách bật một điốt (cực âm - đối với điện cực điều khiển, cực dương - đối với cực âm trinistor). Thiết bị cuối cùng trong họ thyristor là triac (Hình 11), đối xứng thyristor. Giống như trinistor, nó được chế tạo trong một gói tương tự với cùng cực dương, điện cực điều khiển và cực âm. Triac có cấu trúc đa lớp phức tạp với sự chuyển tiếp electron-lỗ trống. Từ một trong các quá trình chuyển đổi, một đầu ra điều khiển (UE) được thực hiện.
Vì cả hai vùng cực của cấu trúc đều có cùng một loại dẫn điện, nên khi có điện áp thích hợp trên các điện cực của triac, các xung dòng điện có thể đi qua nó theo cả hai hướng. Triac phổ biến mà bạn sẽ phải gặp trong thực hành vô tuyến nghiệp dư là dòng KU208. Tác giả: B.Ivanov
Nồng độ cồn của bia ấm
07.05.2024 Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc
07.05.2024 Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024
▪ Máy bay trực thăng có đèn laser ▪ Vấn đề chính của pin lithium thế hệ mới đã được giải quyết
▪ bài viết Trật tự xã hội. biểu hiện phổ biến ▪ Bài viết Những ngôi sao nào được gọi là mới? đáp án chi tiết ▪ Điều Heather bình thường. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này