Снятие ВАХ тиристора при различных токах управления.

Лабораторная работа № 3

Цель работы: Снятие и анализ вольт – амперной характеристики тиристора.

Оборудование и аппаратура:

1. Лабораторный макет №3.

2. РА1, РА2 - миллиамперметры постоянного тока 10μА и 50μА.

3. РV1 - вольтметры постоянного тока 15В.

Методические указания:

Тиристор - это четырехслойный полупроводниковый прибор, обладающий двумя устойчивыми состояниями, состоянием низкой проводимости (тиристор закрыт) и состояние высокой проводимости (тиристор открыт). Перевод тиристора из закрытого состояния в открытое в электрической цепи осуществляется воздействием напряжением (током) или редко светом. Простейшим тиристором с двумя выводами является диодный тиристор (динистор). Триодный тиристор (тринистор) имеет дополнительный третий (управляющий) электрод (рис. 3.1). В триодных тиристорах по цепи управляющего электрода могут выполняться одна или две операции изменения состояния тиристора. В данной работе исследуются однооперационный тиристор, по цепи управляющего электрода которого осуществляется только отпирание тиристора.. С этой целью на управляющий электрод подается положительный относительно катода импульс напряжения. Как диодный, так и триодный тиристоры имеют четырехслойную структуру с тремя р-п переходами (рис. 3.1). Крайняя р - область в тиристоре выполняет функцию анода, а крайняя п - область функцию катода.. Условное обозначение тиристора приведено на рисунке 3.2.

Рисунок 3. 1.

Вольт - амперные характеристики тиристора при трех различных постоянных напряжениях между управляющим электродом и катодом U_УП = const показаны на рис. 3.2. На участке ОА ток изменяется не значительно (закрытое состояние тиристора). В пределах этого участка значение дифференциального сопротивления положительное. На каждой из вольт - амперных характеристик можно отметить точку А, в близи которой при увеличении напряжения происходит переключение тиристора из закрытого состояния в открытое, соответственно различают ток включения I_ВКЛ и напряжение включения U_ВКЛ. Вблизи точки А ток через тиристор изменяется на значительную величину при небольшом увеличении напряжения. На участке АБ дифференциальное сопротивление тиристора отрицательно: увеличение тока вызывает уменьшение напряжения, что приводит к дальнейшему увеличению тока. Режим, соответствующий данному участку вольт- амперной характеристики, неустойчив. В дальнейшем тиристор спонтанно переходит на участок БВ вольт - амперной характеристики, при этом дифференциальное сопротивление вновь становится положительным (открытое состояние тиристора). Положение рабочей точки на участке БВ будет определяться питающим напряжением и сопротивлением, включенным последовательно с тиристором.

Рисунок 3. 2.

Данный участок характеризуется параметрами: прямым максимальным током I_{ПР МАХ} и средним допустимым остаточным напряжением U_ОСТ, соответствующим I_{ПР МАХ} тиристор будет находиться во включенном состоянии до тех пор пока ток через него будет больше тока удержания Iуд. При токе меньшем тока выключения тиристор выключается. Зависимость U_bkji оттока управления I_УПР называется пусковой характеристикой тиристора (рис. 3.3 ). С увеличением тока в цепи управляющего электрода напряжение U_bkji уменьшается, при этом токе вольт - амперная характеристика тиристоравидоизменяется (рис.3.2.).

Рисунок 3. 3.

При некотором токе управления Iупр равным так называемому току спрямления I_СПР на вольт - амперной характеристике тиристора отсутствует участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Ток спрямления I_спр является важным параметром тиристора. Наличие зависимости U_bkji = I_упр позволяет использовать тиристор как управляемый ключ. Следует заметить, что мощность управляющего сигнала тиристора во много раз меньше мощности, которой управляет тиристор.

Порядок выполнения работы:

1. Собрать схему снятия входных характеристик транзистора согласно рисунку 3.4.

2. Установить все регуляторы напряжения лабораторного макета в крайнее левое положение. Включить тумблер «СЕТЬ» лабораторного макета.

3. Снять ВАХ тиристора. Для этого необходимо определить зависимость тока анода I_А от напряжения анолкатодов тиристора U_АК при некоторых фиксированных значенияхтока управления I_УПР Величину тока I_УПР регулировать резистором R_УПР и контролировать прибором РА1. Напряжение U_АК и ток I_А регулировать ручкой макета0…15В. Контроль Напряжение U_АК и ток I_А осуществлять приборами РV1 и РА2. Результаты измерений занести в таблицу 3.1.