Рис. 4.27.УГО динистора и тринистора
Вольт-амперная характеристика динистора представлена на рис. 4.28.
Рис. 4.28.ВАХ динистора
Участок ОА соответствует выключенному (закрытому) состоянию динистора. На этом участке через динистор протекает ток утечки Iзс и его сопротивление очень велико (порядка нескольких мегаом). При превышении напряжения до определенного значения UПРК (точка А характеристики) ток через динистор резко возрастает. Дифференциальное сопротивление динистора (т. е. сопротивление переменному току) в точке А равно нулю. На участке АБ дифференциальное сопротивление динистора отрицательное, этот участок соответствует неустойчивому состоянию динистора. При включении последовательно с динистором небольшого сопротивления нагрузки рабочая точка перемещается на участок БВ, соответствующий включенному состоянию динистора. На этом участке дифференциальное сопротивление динистора положительное. Для поддержания динистора в открытом состоянии через него должен протекать ток не менее Iуд. Снижая напряжение на динисторе, можно уменьшить ток до значения меньшего, чем Iуд, и перевести динистор в выключенное состояние.
Вольт-амперная характеристика тиристора (рис. 4.29), снятая при нулевом токе управляющего электрода, подобна характеристике динистора. Рост тока управляющего электрода (от Iу =0 до Iуз) приводит к смещению ВАХ в сторону меньшего напряжения включения (от UПРК0 до UПРК3). При достаточно большом токе управляющего электрода, называемом током спрямления, ВАХ тринистора вырождается в характеристику обычного диода, теряя участок отрицательного сопротивления. Для выключения тринистора необходимо, снижая напряжение на нем, уменьшить ток через тринистор до значения, меньшего, чем Iуд.
Рис. 4.29.ВАХ тринистора
Запираемые триодные тиристоры в отличие от обычных триодных тиристоров способны переключаться из отпертого состояния в запертое не только при уменьшении анодного тока, но и при подаче сигнала отрицательной полярности на управляющий электрод. Структура запираемого тринистора аналогична структуре обычного тринистора.
Симметричные тиристоры (семисторы) имеют пятислойную структуру и обладают отрицательным сопротивлением на прямой и обратной ветвях ВАХ. Обратная ветвь ВАХ симметричного тиристора расположена в третьем квадранте и аналогична прямой ветви. Они включаются при подаче управляющего импульса не только при прямом, но и обратном напряжении на аноде, поэтому такие тиристоры могут работать в цепях управления переменным током. Отпирание семисторов производится посредством сигналов управления, запирание - снятием разности потенциалов между силовыми электродами (анодом и катодом).
4.5.1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТИРИСТОРОВ
1. Максимально допустимое постоянное обратное напряжение UОБР. max - предельно допустимое обратное напряжение на тиристоре (на аноде отрицательное напряжение). Для тиристоров некоторых типов это значение не оговорено и подача обратного напряжения на эти тиристоры не допускается.
2. Максимально допустимое постоянное прямое напряжение в закрытом состоянии UЗ. max - максимальное постоянное прямое напряжение, при котором тиристор находится в закрытом состоянии.
3. Постоянный отпирающий ток управляющего электрода IУ. min - минимальный постоянный ток управляющего электрода, который обеспечивает переключение тиристора из закрытого состояния в открытое.
4. Напряжение в открытом состоянии UОТКР - основное напряжение на тиристоре при определенном токе в открытом состоянии.
5. Постоянный прямой ток управляющего электрода IУ. max - максимальное значение силы тока управляющего электрода.
6. Удерживающий ток Iуд - минимальный основной ток, который необходим для поддержания тиристора в открытом состоянии.
7. Ток выключения IВЫКЛ - ток анода, при котором тиристор выключается.
8. Время включения Твкл и время выключения Твыкл - характеризуют быстродействие тиристора.
Основные параметры тиристоров приведены в табл. 4.13 и 4.14.
Важной особенностью тиристоров является их способность работать в импульсных режимах с токами, значительно превышающими допустимые постоянные токи в открытом состоянии. Например, динисторы КН102 при постоянном токе не более 0,2 А допускают импульсный ток до 10 А (при длительности импульса не более 10 мкс).
В ряде устройств, в которых напряжение источника питания превышает наибольшее постоянное прямое напряжение в закрытом состоянии одного динистора, используется последовательное соединение нескольких (обычно однотипных) динисторов (рис. 4.30).
Рис. 4.30.Последовательное включение динисторов
Для выравнивания напряжения на динисторах применяют резисторы Rш. Сопротивление шунтируемых резисторов рассчитывают по формуле:
где U3.C.max - наибольшее постоянное прямое напряжение динистора в закрытом состоянии; Uпит - напряжение источника питания; IЗ.С. - ток в закрытом состоянии; m - число последовательно соединенных динисторов.
В крайнем случае нужный динистор можно заменить регулируемым аналогом (рис. 4.31, а). Он позволяет регулировать напряжение включения в больших пределах. Зависимость напряжения включения от сопротивления резистора R1 показана на рис. 4.31, б.
Рис. 4.31.Регулируемый аналог динистора
Аналог тринистора КУ101 показан на рис. 4.32, а аналог запираемого тринистора показан на рис. 4.33.
Рис. 4.32. Аналог тиристора КУ101.
Рис. 4.33. Аналог запираемого тиристора
4.6. ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
4.6.1. Испытатель тиристоров
Прибор позволяет проверить тиристор на работоспособность.
Он состоит (рис. 4.34) из понижающего трансформатора Т1 с напряжением на вторичной обмотке 6,3 В, рассчитанный на ток примерно 0,5 А, однополупериодного выпрямителя на диоде VD1 и фильтра на конденсаторе С1. Электроды тринистора подключаются к прибору с помощью зажимов, например типа "крокодил". Индикатором исправности тринистора служит лампа накаливания HL1 6,3 В х 0,28 А.