При конструировании источников питания радиоэлектронной аппаратуры возникает важная задача обеспечения стабильности выходного напряжения этих узлов, причем такая стабильность должна поддерживаться независимо от колебаний напряжения в сети питания, тока потребления питаемого устройства, температуры окружающей среды и т.п. Для решения данной проблемы применяются стабилизаторы напряжения и стабилизаторы тока различных типов.
Существует несколько основных вариантов построения стабилизаторов. По способу достижения стабильности напряжения различают параметрические и компенсационные стабилизаторы, по способу включения регулирующего напряжение (ток) элемента — на последовательные (проходные) и параллельные, по режиму работы регулирующего элемента — на непрерывные и ключевые (импульсные) или линейные и нелинейные.
Во всех видах стабилизаторов находят применение полупроводниковые диоды. Это в первую очередь: стабилитроны и стабисторы, универсальные, выпрямительные и импульсные диоды. В непрерывных компенсационных стабилизаторах они включаются в цепи получения опорных напряжений и термокомпенсации, а в ключевых стабилизаторах — еще и в цепи коммутации накопительной индуктивности и защиты ключевых транзисторов. Наиболее примечательны параметрические стабилизаторы, работа которых основана исключительно на свойствах нелинейных элементов входящих в их состав (цепи обратной связи в параметрических стабилизаторах отсутствуют), в качестве таких нелинейных элементов чаще всего используются стабилитроны и стабисторы.
Что такое тиристор?
| Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно соотнести к электронным ключам. Но есть в тиристоре одна особенность, он не может перейти в закрытое состояние в отличие от обычного ключа. Поэтому обычно его можно найти под названием — не полностью управляемый ключ. На рисунке представлен обычный вид тиристора. Состоит он из четырех чередующихся типов электро-проводимости областей полупроводника и имеет три вывода: анод, катод и управляющий электрод. Анод — это контакт с внешним p -слоем, катод — с внешним n -слоем. |
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Обычно тиристор представляют в виде двух транзисторов, связанных между собой, каждый из которых работает в активном режиме.
В связи с таким рисунком можно назвать крайние области — эмиттерными, а центральный переход — коллекторным. Чтобы разобраться, как работает тиристор, стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику.
| К аноду тиристора подали небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторный в обратном. (по сути все напряжение будем на нем). Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви характеристики диода. Этот режим можно назвать — режимом закрытого состояния тиристора. При увеличении анодного напряжения происходит происходит инжекция основных носителей в области баз, тем самым происходит накопление электронов и дырок, что равносильно разности потенциалов на коллекторном переходе. С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления (на рисунке участок 1-2). После этого все три перехода сместятся в прямом направлении тем самым переведя тиристор в открытое состояние (на рисунке участок 2-3). В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока коллекторный переход будет смещен в прямом направлении. Если же ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации уменьшится количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторный переход окажется смещен в обратном направлении и тиристор перейдет в закрытое состояние. При обратном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогичной как и у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение будет ограничиваться в этом случае напряжением пробоя. |