Einstellbares Analogon eines Dinistors. Dinistoren, ihre Analoga und Thyristoren – machen Sie es selbst. Für den Schaltkreis „Elektronische Sicherung“.

Ein Dinistor ist eine Art Halbleiterdiode, die zur Klasse der Thyristoren gehört. Der Dinistor besteht aus vier Bereichen unterschiedlicher Leitfähigkeit und verfügt über drei pn-Übergänge. In der Elektronik hat es eher begrenzte Verwendung gefunden; man findet es jedoch in den Designs von Energiesparlampen mit E14- und E27-Fassungen, wo es in Startkreisen verwendet wird. Darüber hinaus kommt es in den Vorschaltgeräten von Leuchtstofflampen vor.

Die herkömmliche grafische Bezeichnung eines Dinistors im Diagramm erinnert ein wenig an eine Halbleiterdiode, mit einem Unterschied. Es verfügt über eine senkrechte Linie, die die Grundfläche symbolisiert und dem Dinistor seine außergewöhnlichen Parameter und Eigenschaften verleiht.

Aber so seltsam es auch erscheinen mag, das Bild des Dinistors kann auf einer Reihe von Schaltkreisen unterschiedlich sein. Nehmen wir an, das Bild eines symmetrischen Dinistors könnte so aussehen:

Diese Variation in der grafischen Darstellung ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass es eine große Klasse von Thyristor-Halbleitern gibt. Dazu gehören Dinistor, Triac und Triac. In den Diagrammen ähneln sie sich alle in Form einer Kombination aus zwei Dioden und zusätzlichen Leitungen. In ausländischen Quellen wird diese Unterklasse von Halbleitern als Triggerdiode, Diac, bezeichnet. An Schaltpläne es kann mit den lateinischen Symbolen VD, VS, V und D bezeichnet werden.

Das Grundprinzip der Funktionsweise des Dinistors basiert auf der Tatsache, dass er bei direktem Anschluss nicht verfehlt elektrischer Strom bis die Spannung an seinen Klemmen einen bestimmten Wert erreicht.

Eine herkömmliche Diode hat auch einen Parameter wie die Öffnungsspannung, beträgt aber nur ein paar hundert Millivolt. Bei direktem Anschluss öffnet eine herkömmliche Diode, sobald an ihren Anschlüssen ein kleiner Spannungspegel anliegt.

Um das Funktionsprinzip klar zu verstehen, müssen Sie sich die Strom-Spannungs-Kennlinie ansehen. Dadurch können Sie klar erkennen, wie dieses Halbleiterbauelement funktioniert.

Betrachten wir die Strom-Spannungs-Kennlinie des gebräuchlichsten symmetrischen Dinistors vom Typ DB3. Es kann in jedem Stromkreis montiert werden, ohne die Pinbelegung zu beachten. Es funktioniert genau, aber die Einschaltspannung (Durchbruchspannung) kann geringfügig um etwa drei Volt abweichen

Wie wir sehen können, sind die Eigenschaften der Tapetenzweige absolut gleich. (zeigt an, dass es symmetrisch ist) Daher hängt der Betrieb von DB3 nicht von der Polarität der Spannung an seinen Anschlüssen ab.

Die Strom-Spannungs-Kennlinie besteht aus drei Bereichen, die den Betriebsmodus eines Halbleiters vom Typ DB-3 unter bestimmten Faktoren zeigen.

Der blaue Bereich zeigt den anfänglichen geschlossenen Zustand. Durch ihn fließt kein Strom. In diesem Fall ist der an den Klemmen anliegende Spannungspegel niedriger als der Einschaltspannungspegel V BO – Kippspannung.
Der gelbe Abschnitt stellt den Moment dar, in dem der Dinistor öffnet, wenn die Spannung an seinen Kontakten den Einschaltspannungspegel erreicht ( VBO oder Du bist dran.). In diesem Fall beginnt sich der Halbleiter zu öffnen und elektrischer Strom fließt durch ihn. Dann stabilisiert sich der Prozess und geht in den nächsten Zustand über.
Der violette Abschnitt der Strom-Spannungs-Kennlinie zeigt den offenen Zustand. In diesem Fall wird der durch das Gerät fließende Strom nur durch den Maximalstrom begrenzt Imax, das im Nachschlagewerk zu finden ist. Der Spannungsabfall an der offenen Triggerdiode ist gering und beträgt etwa 1 - 2 Volt.

Somit zeigt die Grafik deutlich, dass der Dinistor in seiner Funktionsweise einer Diode mit einem großen „ABER“ ähnelt. Wenn die Durchbruchspannung einer herkömmlichen Diode (150 - 500 mV) beträgt, muss zum Öffnen der Triggerdiode eine Spannung von einigen zehn Volt an ihre Anschlüsse angelegt werden. Für das DB3-Gerät beträgt die Schaltspannung also 32 Volt.

Um den Dinistor vollständig zu schließen, ist es notwendig, den Strompegel auf einen Wert unterhalb des Haltestroms zu reduzieren. Bei einer asymmetrischen Version lässt es beim Wiedereinschalten keinen Strom durch, bis die Sperrspannung einen kritischen Wert erreicht und es durchbrennt. IN Selbstgemachte Amateurfunkprodukte Der Dinistor kann in Stroboskopen, Schaltern und Leistungsreglern und vielen anderen Geräten verwendet werden.

Grundlage des Designs ist der Entspannungsgenerator auf VS1. Die Eingangsspannung wird durch die Diode VD1 gleichgerichtet und über den Widerstand R1 dem Trimmer R2 zugeführt. Von seinem Motor fließt ein Teil der Spannung zur Kapazität C1 und lädt diese dadurch auf. Wenn die Eingangsspannung nicht höher als normal ist, reicht die Kondensatorladespannung nicht für einen Durchschlag aus und VS1 wird geschlossen. Steigt die Netzspannung, erhöht sich auch die Ladung des Kondensators und durchbricht VS1. C1 wird über den VS1-Kopfhörer BF1 und die LED entladen und signalisiert dadurch eine gefährliche Netzspannung. Danach schließt VS1 und der Behälter beginnt erneut, Ladung anzusammeln. In der zweiten Schaltungsvariante muss der Abstimmwiderstand R2 eine Leistung von mindestens 1 W und der Widerstand R6 eine Leistung von mindestens 0,25 W haben. Die Einstellung dieser Schaltung besteht darin, die Unter- und Obergrenze der Abweichung des Netzspannungspegels mit den Abstimmwiderständen R2 und R6 einzustellen.

Hier kommt der weit verbreitete bidirektionale symmetrische Dinistor DB3 zum Einsatz. Wenn FU1 intakt ist, wird der Dinistor während der positiven Halbwelle der 220-V-Netzspannung durch die Dioden VD1 und VD2 kurzgeschlossen. LED VD4 und Widerstand R1 umgehen Kapazität C1. Die LED leuchtet. Der Strom durch ihn wird durch den Nennwiderstand R2 bestimmt.

In populären Funktechnikzeitschriften hört und liest man oft das Wort „Thyristor“. Wir sprechen von einem Halbleiterbauelement. Aber leider gibt es ein solches Gerät nicht, da Thyristoren eine Geräteklasse sind. Es umfasst einen Dinistor (Diodenthyristor), einen Trinistor (Triodenthyristor) und einen Triac (symmetrischer Thyristor). Wir werden sie durch unterhaltsame Experimente kennenlernen. Beginnen wir mit dinistor.

Jedes Halbleiterbauelement aus der Thyristorklasse ist ein „Kuchen“ aus mehreren Schichten, die eine Halbleiterstruktur aus abwechselnden pn-Übergängen bilden. Der Dinistor hat drei solcher Übergänge (Abb. 1), Rückschlüsse werden jedoch nur aus den Extrembereichen (p und n) gezogen. Die Oberfläche des „Kuchen“-Kristalls mit elektrischer Leitfähigkeit vom n-Typ ist normalerweise mit der Unterseite des Gehäuses verlötet – dies ist die Kathode des Dinistors, und der Ausgang von der gegenüberliegenden Oberfläche des Kristalls erfolgt über einen Glasisolator – dieser ist die Anode.

Äußerlich unterscheidet sich der Dinistor (die KN102-Serie mit den Buchstabenindizes AI und sein Analogon mit der Bezeichnung 2N102 ist üblich) nicht von den Gleichrichterdioden der D226-Serie. Wie bei einer Diode wird der Anode des Dinistors eine positive Versorgungsspannung und der Kathode eine negative Versorgungsspannung zugeführt. Und stellen Sie sicher, dass Sie eine Last in den Dinistorkreis einbinden: einen Widerstand, eine Lampe, eine Transformatorwicklung usw.

Wenn man die Spannung schrittweise erhöht, steigt der Strom durch den Dinistor zunächst leicht an (Abb. 2). Der Dinistor ist praktisch geschlossen. Dieser Zustand bleibt bestehen, bis die Spannung am Dinistor der Einschaltspannung Uon entspricht. In diesem Moment kommt es zu einem lawinenartigen Stromanstieg in der Vierschichtstruktur und der Dinistor geht in den offenen Zustand über. Der Spannungsabfall darüber nimmt stark ab (dies ist in der Kennlinie zu sehen) und der Strom durch den Dinistor wird nun durch den Lastwiderstand bestimmt, sollte jedoch den maximal zulässigen Iopen.max für alle Dinistoren des KN102 nicht überschreiten In Reihe beträgt dieser Strom 200 mA.

Die Spannung, bei der der Dinistor öffnet, wird als Einschaltspannung (Uon) bezeichnet, und der diesem Wert entsprechende Strom ist der Einschaltstrom (Ion). Jeder Dinistor hat beispielsweise für KN102A seine eigene Einschaltspannung - 20 V und für KN102I - 150 V. Die Schaltspannung für alle Dinistoren in der Reihe beträgt 5 mA.

Der Dinistor kann im offenen Zustand bleiben, solange der durch ihn fließende Gleichstrom den minimal zulässigen Strom Isp, den sogenannten Haltestrom, überschreitet.

Der umgekehrte Zweig der Dinistor-Kennlinie ähnelt dem gleichen Zweig einer herkömmlichen Diode. Versorgung des Dinistors mit Sperrspannung oberhalb des zulässigen Urev.max. kann es beschädigen. Für alle Dinistoren und Uob.max. beträgt 10 V, während der Strom Irev.max. 0,5 mA nicht überschreitet.

Nachdem Sie sich nun mit einigen Parametern des Dinistors vertraut gemacht haben, können Sie zwei Generatoren zusammenbauen und damit experimentieren.

Lichtblitzgenerator (Abb. 3). Damit können Sie die Lichtblitze einer Glühlampe erzeugen. Wenn der Stecker X1 des Generators in eine Steckdose gesteckt wird, beginnt der Kondensator C1 aufzuladen (nur während positiver Halbwellen). Der Ladestrom wird durch den Widerstand R1 begrenzt. Sobald die Spannung an ihm die Einschaltspannung des Dinistors erreicht, entlädt sich der Kondensator über ihn und die EL1-Lampe. Obwohl die Spannung am Kondensator viel höher (8-fach!) als die Betriebsspannung der Lampe (2,5 V) ist, brennt dieser nicht durch, da die Dauer des Entladestromimpulses zu kurz ist.

Nachdem der Kondensator entladen ist, schließt sich der Dinistor und der Kondensator beginnt erneut aufzuladen. Bald erscheint ein neuer Blitz, gefolgt vom nächsten usw. Mit den im Diagramm angegebenen Details folgen alle 0,5 Sekunden Blitze.

Ersetzen Sie den Widerstand durch einen anderen, beispielsweise mit einem niedrigeren Widerstand. Die Häufigkeit von Ausbrüchen wird zunehmen. Und mit einem Widerstand mit höherem Widerstand nimmt dieser ab. Ein ähnliches Ergebnis erhält man, wenn man die Kapazität des Kondensators verringert oder erhöht.

Um zum ursprünglichen Generatorkreis zurückzukehren, installieren Sie einen zusätzlichen Kondensator C2 (es kann Papier oder Oxid sein) mit einer Kapazität von mehreren Mikrofarad für eine Spannung von mindestens 400 V. Die Blitze verschwinden. Die Lösung ist einfach. Wenn dieser Kondensator nicht vorhanden war, erhielt der Widerstand Abb. 3 Halbwellen der Netzspannung, d. h. sie schwankte von Null bis zum maximalen Amplitudenwert. Daher fiel der Strom durch den Dinistor nach dem Entladen des Kondensators C1 irgendwann (wenn die Sinuskurve durch Null geht) auf Null und der Dinistor schaltete ab. Mit dem Anschluss des Kondensators C2 wird die Spannung am linken Anschluss des Widerstands laut Diagramm bereits pulsierend, da der Kondensator als Filter für einen Einweggleichrichter zu wirken beginnt und die Spannung an ihm nicht auf Null abfällt. Und deshalb fließt nach dem Öffnen des Dinistors und dem ersten Blitzen der Lampe weiterhin ein kleiner Strom durch ihn, der den Haltestrom übersteigt. Der Dinistor schaltet sich nicht aus, der Generator funktioniert nicht.

Zwar lässt sich der Generator zum Laufen bringen (und das kann man überprüfen), wenn man den Widerstandswert erhöht, aber dann treten die Blitze zu selten auf. Um die Blitzfrequenz zu erhöhen, versuchen Sie, die Kapazität des Kondensators C1 zu verringern. Was passieren wird, ist, dass die im Kondensator gespeicherte Energie nicht ausreicht, um eine ausreichende Helligkeit der Blitze aufrechtzuerhalten.

Der Dinistor in diesem Gerät kann zusätzlich zu dem im Diagramm angegebenen KN102B sein. Kondensator C 1 – Oxid jeglicher Art mit einer Nennspannung von nicht weniger als 50 V, Diode – mit einem Strom von nicht weniger als 50 mA und einer Sperrspannung von nicht weniger als 400 V, Widerstand – mit einer Leistung von mindestens 2 W, Lampe - mit einer Betriebsspannung von 2,5 V und einem Strom von 0,26 A.

Tonfrequenzgenerator (Abb. 4). Seine Schaltung ähnelt der vorherigen, jedoch wird die Glühlampe durch eine Last mit höherer Impedanz ersetzt - TON-2 (BF1)-Kopfhörer, deren Kapseln vom Kopfbügel entfernt werden (Sie müssen ihn nicht entfernen) und in Reihe geschaltet. Die Kapazität des Lade-Entlade-Kondensators (C2) wurde deutlich reduziert, wodurch die Frequenz des erzeugten Signals gestiegen ist (bis zu 1000 Hz). Der Widerstandswert des Begrenzungswiderstands (R2) im Dinistorkreis hat sich ebenfalls erhöht.

Die verbleibenden Elemente sind ein Einweggleichrichter, in dem der Kondensator C1 die gleichgerichtete Spannung filtert und der Widerstand R1 dazu beiträgt, die Sperrspannung an der Diode VD1 zu reduzieren. Wenn Sie den Generator mit einer Wechselspannung von 45...60 V betreiben, wird der Widerstand R1 nicht benötigt.

Kondensator C1 kann aus Papier sein, zum Beispiel MBM, C2 – jeder Typ mit einer Spannung von mindestens 50 V, eine Diode – jeder mit einer zulässigen Sperrspannung von mindestens 400 V.

Sobald der X1-Stecker in die Steckdose gesteckt wird, ertönt im Kopfhörer ein Ton mit einem bestimmten Ton. Ersetzen Sie den Kondensator C2 durch einen anderen mit geringerer Kapazität – und die Tonalität des Klangs wird zunehmen. Wenn Sie einen größeren Kondensator installieren, erzeugen Telefone einen tieferen Ton. Die gleichen Ergebnisse werden erzielt, wenn Sie den Widerstandswert von Widerstand R2 ändern – überprüfen Sie dies. Beachten Sie, dass derzeit Mikroschaltungen hergestellt werden, deren Eigenschaften denen von Dinistoren ähneln und diese in einigen Fällen ersetzen können (siehe „Radio“, 1998, Nr. 5, S. 59-61).

Und zum Schluss noch ein paar Worte zu den Sicherheitsvorkehrungen. Berühren Sie bei Experimenten mit Generatoren nicht die Anschlüsse der Teile mit den Händen, wenn der Stecker Schalten Sie die Struktur stromlos und entladen Sie die Kondensatoren (mit einer Pinzette oder einem Stück Montagedraht).

Das nächste Halbleiterbauelement aus der Thyristorklasse ist der Thyristor. Der Hauptunterschied zu einem Dinistor besteht im Vorhandensein eines zusätzlichen Ausgangs, einer sogenannten Steuerelektrode (CE), von einem der Übergänge (Abb. 5) der vierschichtigen Struktur. Was bringt diese Schlussfolgerung?

Nehmen wir an, dass die Steuerelektrode nirgendwo angeschlossen ist. In dieser Ausführung behält der Thyristor die Funktion eines Dinistors und schaltet bei Erreichen der Anodenspannung Uon ein (Abb. 6).

Sobald man aber an die Steuerelektrode relativ zur Kathode zumindest eine kleine positive Spannung anlegt und so einen Gleichstrom durch den Steuerelektrode-Kathoden-Kreis leitet, sinkt die Einschaltspannung. Je höher der Strom, desto niedriger die Einschaltspannung.

Die niedrigste Einschaltspannung entspricht einem bestimmten maximalen Strom Iу.е, der als Gleichrichtungsstrom bezeichnet wird – der Direktzweig wird so stark gleichgerichtet, dass er dem gleichen Diodenzweig ähnelt.

Nach dem Einschalten (d. h. Öffnen) des Thyristors verliert die Steuerelektrode ihre Eigenschaften und der Thyristor kann entweder durch Reduzierung des Durchlassstroms unter den Haltestrom Isp oder durch kurzzeitiges Abschalten der Versorgungsspannung (Kurzschluss zwischen den) abgeschaltet werden Anode und Kathode ist akzeptabel).

Der Thyristor kann entweder durch Gleichstrom durch die Steuerelektrode oder durch Impulsstrom geöffnet werden, die zulässige Impulsdauer beträgt Millionstelsekunden!

Jeder Thyristor (am häufigsten trifft man auf Thyristoren der Serien KU101, KU201, KU202) hat bestimmte Parameter, die in Nachschlagewerken angegeben sind und nach denen der Thyristor normalerweise für die zusammengebaute Struktur ausgewählt wird. Dies ist zum einen die zulässige konstante Durchlassspannung (Upr) im geschlossenen Zustand sowie eine konstante Sperrspannung (Urev) – sie ist nicht für alle Thyristoren angegeben und mangels einer solchen Zahl ist ihre Anwendung unerwünscht Sperrspannung an einem bestimmten Thyristor.

Der nächste Parameter ist der Gleichstrom im offenen Zustand (Ipr) bei einer bestimmten zulässigen Gehäusetemperatur. Wenn sich der Thyristor auf eine höhere Temperatur erwärmt, muss er auf einem Kühler installiert werden – dies wird normalerweise in der Konstruktionsbeschreibung angegeben.

Nicht weniger wichtig ist ein Parameter wie der Haltestrom (Isp), der den minimalen Anodenstrom charakterisiert, bei dem der Thyristor nach Wegnahme des Steuersignals im eingeschalteten Zustand bleibt. Außerdem werden die Grenzparameter für den Steuerelektrodenkreis angegeben – maximaler Öffnungsstrom (Iу.оt) und konstante Öffnungsspannung (Uу.оt) bei einem Strom, der Iу.оt nicht überschreitet.

Beim Betrieb von SCRs der Serien KU201, KU202 wird empfohlen, zwischen Steuerelektrode und Kathode einen Shunt-Widerstand mit einem Widerstand von 51 Ohm einzubauen, obwohl in der Praxis in den meisten Fällen ein zuverlässiger Betrieb ohne Widerstand beobachtet wird. Und eine weitere wichtige Bedingung für diese Thyristoren ist, dass bei negativer Spannung an der Anode die Zufuhr von Steuerstrom nicht zulässig ist.

Lassen Sie uns nun einige Experimente durchführen, um die Funktionsweise des SCR und die Merkmale seiner Steuerung besser zu verstehen. Besorgen Sie sich einen Thyristor, beispielsweise KU201L, eine Miniatur-24-V-Glühlampe, eine Konstantspannungsquelle von 18...24 V bei einem Laststrom von 0,15...0,17 A und eine Wechselspannungsquelle von 12...14 V (zum Beispiel ein Netzwerktransformator eines alten Receivers oder Tonbandgeräts mit zwei Sekundärwicklungen von 6,3 V bei einem Strom von bis zu 0,2 A, in Reihe geschaltet).

So öffnen Sie einen Thyristor (Abb. 7). Stellen Sie den Motor des variablen Widerstands R2 gemäß Diagramm auf die untere Position und schließen Sie dann die SCR-Kaskade an die Quelle an Gleichstrom. Durch Drücken der SB1-Taste bewegen Sie den Schieberegler des variablen Widerstands sanft im Stromkreis nach oben, bis die HL1-Lampe aufleuchtet. Dies zeigt an, dass der Thyristor geöffnet hat. Sie können den Knopf loslassen, die Lampe leuchtet weiter.

Um den Thyristor zu schließen und in seinen ursprünglichen Zustand zurückzubringen, reicht es aus, die Stromquelle kurzzeitig auszuschalten. Die Lampe erlischt. Durch erneutes Drücken der Taste öffnen Sie den Thyristor und zünden die Lampe. Versuchen Sie nun, es auf andere Weise zu löschen: Schließen Sie bei losgelassenem Knopf kurz, beispielsweise mit einer Pinzette, die Anoden- und Kathodenanschlüsse, wie in Abb. 7 durch gestrichelte Linie.

Um den Öffnungsstrom des SCR zu messen, schließen Sie ein Milliamperemeter an den offenen Stromkreis der Steuerelektrode (an Punkt A) an und bewegen Sie den variablen Widerstandsschieber sanft von der unteren in die obere Position (bei gedrückter Taste) und warten Sie, bis der Lampe zündet. Die Milliamperemeter-Nadel zeichnet den gewünschten Stromwert auf.

Oder möchten Sie vielleicht wissen, wie hoch der Haltestrom eines SCR ist? Schließen Sie dann das Milliamperemeter an den offenen Stromkreis am Punkt B und in Reihe damit einen variablen Widerstand (mit einem Nennwert von 2,2 oder 3,3 kOhm) an, dessen Widerstand zunächst entfernt werden muss. Erhöhen Sie bei geöffnetem SCR den Widerstandswert des zusätzlichen Widerstands, bis die Milliamperemeter-Nadel abrupt auf Null zurückkehrt. Der Milliamperemeter-Wert vor diesem Moment ist der Haltestrom.

Der Thyristor wird durch einen Impuls gesteuert (Abb. 8). Ändern Sie die Trinistorstufe geringfügig, indem Sie den variablen Widerstand entfernen und einen Kondensator C1 mit einer Kapazität von 0,25 oder 0,5 µF einführen. Nun wird der Steuerelektrode keine Gleichspannung zugeführt, was den Thyristor jedoch nicht unsteuerbar macht.

Nachdem Sie die Versorgungsspannung an die Kaskade angelegt haben, drücken Sie die Taste. Der Kondensator C1 lädt sich fast augenblicklich auf und sein Ladestrom fließt in Form eines Impulses durch den Widerstand R2 und die parallel geschaltete Steuerelektrode. Aber schon ein so kurzfristiger Impuls reicht aus, damit der Thyristor öffnet. Die Lampe leuchtet auf und bleibt wie im vorherigen Fall auch nach dem Loslassen der Taste in diesem Zustand. Der Kondensator wird über die Widerstände R1, R2 entladen und ist für den nächsten Stromimpuls bereit.

Nehmen Sie nun einen Oxidkondensator C2 mit einer Kapazität von mindestens 100 uF und schließen Sie ihn vorübergehend in der richtigen Polarität an die Anoden- und Kathodenanschlüsse des SCR an. Ein Impuls wird auch durch den Kondensator geleitet Ladestrom. Dadurch wird der Thyristor umgangen (die angegebenen Klemmen sind geschlossen) und natürlich geschlossen.

SCR im Leistungsregler (Abb. 9). Die Fähigkeit des Thyristors, je nach Steuerelektrodenstrom bei unterschiedlichen Anodenspannungen zu öffnen, wird häufig in Leistungsreglern genutzt, die den durchschnittlichen durch die Last fließenden Strom ändern.

Um sich mit diesem „Beruf“ eines Trinistors vertraut zu machen, stellen Sie ein Layout aus den im Diagramm gezeigten Teilen zusammen. In einem Vollweggleichrichter können sowohl einzelne Dioden als auch eine vorgefertigte Diodenbrücke, beispielsweise die Serien KTs402, KTs405, funktionieren. Wie Sie sehen, gibt es am Ausgang des Gleichrichters keinen Siebkondensator – er wird hier nicht benötigt. Um die in der Kaskade ablaufenden Prozesse visuell zu überwachen, schließen Sie parallel zur Last (HL1-Lampe) ein im Automatik- (oder Standby-)Modus arbeitendes Oszilloskop mit interner Synchronisation an.

Stellen Sie den Schieber des variablen Widerstands R2 gemäß Diagramm auf die obere Position (Widerstand wird entfernt) und legen Sie Wechselspannung an die Diodenbrücke an. Drücken Sie die SB1-Taste. Die Lampe leuchtet sofort auf und auf dem Bildschirm des Oszilloskops erscheint ein Bild der Halbwellen einer Sinuswelle (Diagramm a), das für die Vollweggleichrichtung ohne Glättungskondensator charakteristisch ist.

Lassen Sie die Taste los und die Lampe erlischt. Alles ist richtig, denn der Thyristor schließt, sobald die Sinusspannung den Nulldurchgang durchläuft. Wenn am Ausgang des Gleichrichters ein filternder Oxidkondensator installiert ist, verhindert dieser, dass die gleichgerichtete Spannung auf Null absinkt (die Spannungsform für diese Option ist im Diagramm mit einer gestrichelten Linie dargestellt) und die Lampe erlischt danach nicht Loslassen der Taste.

Drücken Sie die Taste erneut und bewegen Sie den Schieberegler des variablen Widerstands entlang des Stromkreises sanft nach unten (geben Sie den Widerstand ein). Die Helligkeit der Lampe nimmt ab und die Form der „Halbsinuswelle“ beginnt sich zu verzerren (Diagramm b). Jetzt nimmt der Strom durch die Steuerelektrode im Vergleich zum ursprünglichen Wert ab, und daher öffnet der Thyristor bei einer höheren Versorgungsspannung, d. h. einem Teil der Halbsinuswelle, bleibt der Thyristor geschlossen. Da dadurch der durchschnittliche Strom durch die Lampe sinkt, nimmt ihre Helligkeit ab.

Bei weiterer Bewegung des Widerstandsschiebers und damit abnehmendem Steuerstrom kann der Thyristor erst dann öffnen, wenn die Versorgungsspannung praktisch ihr Maximum erreicht (Diagramm c). Eine anschließende Verringerung des Stroms durch die Steuerelektrode führt dazu, dass der SCR nicht öffnet.

Wie Sie sehen, ist es durch Änderung des Steuerstroms und damit der Spannungsamplitude an der Steuerelektrode möglich, die Leistung an der Last in einem ziemlich weiten Bereich zu regulieren. Dies ist die Essenz der Amplitudenmethode zur Steuerung eines Thyristors.

Wenn große Regelgrenzen erreicht werden müssen, kommt die Phasenmethode zum Einsatz, bei der die Phase der Spannung an der Steuerelektrode im Vergleich zur Phase der Anodenspannung verändert wird.

Die Umstellung auf diese Steuermethode ist nicht schwierig – schließen Sie einfach einen Oxidkondensator C1 mit einer Kapazität von 100...200 μF zwischen Steuerelektrode und SCR-Kathode an. Jetzt kann der Thyristor bei kleinen Amplituden der Anodenspannung öffnen, jedoch bereits in der zweiten „Hälfte“ jeder Halbwelle (Diagramm d). Dadurch werden die Grenzen der Änderung des durchschnittlichen Stroms durch die Last und damit der an sie abgegebenen Leistung erheblich erweitert.

SCR-Analogon. Es kommt vor, dass der benötigte Thyristor nicht beschafft werden kann. Es kann erfolgreich durch ein Analogon ersetzt werden, das aus zwei Transistoren unterschiedlicher Struktur besteht. Wenn eine positive (relativ zum Emitter) Spannung an die Basis des Transistors VT2 angelegt wird, öffnet sich der Transistor leicht und der Basisstrom des Transistors VT1 fließt durch ihn. Auch dieser Transistor öffnet sich leicht, was zu einem Anstieg des Basisstroms des Transistors VT2 führt. Positiv Rückmeldung zwischen Transistoren führt zu deren lawinenartigem Öffnen.

Abhängig davon werden analoge Transistoren ausgewählt maximaler Strom Last- und Versorgungsspannung. Der Steuerübergang sowohl des Analog- als auch des Thyristors wird mit einer Spannung (oder einem Impulssignal) nur positiver Polarität versorgt. Wenn aufgrund der Betriebsbedingungen des zu entwerfenden Geräts ein negatives Signal auftreten kann, sollte die Steuerelektrode geschützt werden, beispielsweise durch Einschalten einer Diode (Kathode zur Steuerelektrode, Anode zur Kathode des SCR).

Das letzte Gerät aus der Thyristorfamilie ist ein symmetrischer Triac (Abb. 11). Thyristor. Wie der Thyristor ist er in einem ähnlichen Gehäuse mit den gleichen Anoden-, Steuerelektroden- und Kathodenanschlüssen untergebracht. Der Triac hat eine komplexe Mehrschichtstruktur mit Elektron-Loch-Übergängen. Aus einem der Übergänge wird ein Steuerausgang (CE) erzeugt.

Da beide Extrembereiche der Struktur den gleichen Leitfähigkeitstyp aufweisen, können bei entsprechender Spannung an den Elektroden des Triacs Stromimpulse in beide Richtungen durch ihn fließen.

Gängige Triacs, die Ihnen in der Amateurfunkpraxis begegnen werden, sind die KU208-Serie.

Lesen und schreiben nützlich

In Bezug auf die elektrischen Parameter entsprechen kommerziell hergestellte Dinistoren nicht immer den kreativen Interessen von Funkamateurdesignern. Es gibt beispielsweise keine Dinistoren mit Schaltspannungen von 5...10 und 200...400 V. Alle Dinistoren weisen eine erhebliche Streuung im Wert dieses Klassifizierungsparameters auf, der auch von der Temperatur abhängt Umfeld. Darüber hinaus sind sie für einen relativ geringen Schaltstrom (weniger als 0,2 A) und damit eine geringe Schaltleistung ausgelegt. Eine stufenlose Regelung der Schaltspannung ist ausgeschlossen, was den Einsatzbereich von Dinistoren einschränkt. All dies zwingt Funkamateure dazu, Analoga von Dinistoren mit den gewünschten Parametern zu erstellen.

Ich habe lange nach einem solchen Analogon eines Dinistors gesucht. Die ursprüngliche Version war eine analoge Version, bestehend aus einer D814D-Zenerdiode und einem KU202N-Trinistor (Abb. 1). Solange die Spannung am Analog kleiner als die Stabilisierungsspannung der Zenerdiode ist, ist der Analog geschlossen und es fließt kein Strom durch ihn. Wenn die Stabilisierungsspannung der Zenerdiode erreicht ist, öffnet sie sich selbst, öffnet den Thyristor und das Analogon insgesamt. Infolgedessen entsteht in dem Stromkreis, in den das Analogon geschaltet ist, ein Strom. Der Wert dieses Stroms wird durch die Eigenschaften des Thyristors und den Lastwiderstand bestimmt. Mit SCRs der KU202-Serie mit den Buchstabenindizes B, V, N und der gleichen Zenerdiode D814D wurden 32 Messungen des Stroms und der Schaltspannung des Dnnistor-Analogs durchgeführt. Die Analyse zeigt, dass der Durchschnittswert des analogen Schaltstroms etwa 7 mA und die Schaltspannung 14,5 ± 1 V beträgt. Die Schwankung der Schaltspannung erklärt sich durch den Unterschied im Widerstand der Steuerung r-n-Übergänge Verwendete SCRs.

Die Einschaltspannung Uon eines solchen Analogons lässt sich mit der vereinfachten Formel Uon=Ust+Uy.e. berechnen, wobei Ust die Stabilisierungsspannung der Zenerdiode Uy.e ist. - Spannungsabfall an der Steuerverbindung des Thyristors.

Wenn sich die Temperatur des Thyristors ändert, ändert sich auch der Spannungsabfall an seiner Steuerverbindung, jedoch nur geringfügig. Dies führt zu einer gewissen Änderung der analogen Einschaltspannung. Wenn sich beispielsweise beim Thyristor KU202N die Temperatur seines Gehäuses von 0 auf 50 °C änderte, änderte sich die Schaltspannung innerhalb von 0,3 bis 0,4 % relativ zum Wert dieses Parameters bei einer Temperatur von 25 °C.

Als nächstes wurde ein einstellbares Analogon des Dinistors mit einem variablen Widerstand R1 im Steuerelektrodenkreis des Thyristors untersucht (Abb. 2). Die Familie der Strom-Spannungs-Kennlinien dieser analogen Version ist in Abb. dargestellt. 3, ihr Startbereich ist in Abb. 4, und die Abhängigkeit der Schaltspannung vom Widerstandswiderstand ist in Abb. dargestellt. 5. Wie die Analyse zeigte, ist die Einschaltspannung eines solchen Analogons direkt proportional zum Widerstandswert des Widerstands. Diese Spannung kann mit der Formel Uon.p=Uct+Uy.e.+Ion.y.e*R1 berechnet werden, wobei Uon.p die Schaltspannung des geregelten Analogons und Ion.y.e der Schaltstrom des geregelten Analogons von ist den Dinistor entlang der Steuerelektrode.

Reis. 3

Reis. 4

Reis. 5

Dieses Analogon weist bis auf die Temperaturinstabilität fast alle Nachteile von Dinistoren auf. Bekanntermaßen nimmt der Schaltstrom des Thyristors mit steigender Temperatur ab. Bei einem geregelten Analogon führt dies zu einer Verringerung der Einschaltspannung, und je größer der Widerstandswert des Widerstands, desto bedeutender ist er. Daher sollte man mit einem variablen Widerstand keine große Erhöhung der Schaltspannung anstreben, um die Temperaturstabilität des Analogons nicht zu verschlechtern.

Experimente haben gezeigt, dass diese Instabilität gering ist. So änderte sich bei einem Analogon mit einem KU202N-Thyristor die Schaltspannung, wenn sich die Temperatur seines Gehäuses innerhalb von 20 ± 10 °C änderte: bei einem 1 kOhm-Widerstand – um ± 1,8 %. bei 2 kOhm - um ±2,6 %, bei 3 kOhm - um ±3 %, bei 4 kOhm - um ±3,8 %. Eine Widerstandserhöhung um 1 kOhm führte zu einer Erhöhung der Schaltschwellenspannung des einstellbaren Analogons um durchschnittlich 20 % im Vergleich zur Schaltspannung des ursprünglichen Dinistor-Analogons. Folglich ist die durchschnittliche Genauigkeit der Schaltspannung des geregelten Analogs besser als 5 %.

Die Temperaturinstabilität des Analogons mit dem KU101G-Thyristor ist geringer, was durch den relativ geringen Einschaltstrom (0,8...1,5 mA) erklärt wird. Beispielsweise betrug die Temperaturinstabilität bei gleicher Temperaturänderung und einem Widerstand mit einem Widerstandswert von 10, 20, 30 und 40 kOhm jeweils ±0,6 %. ±0,7 %, ±0,8 %. ±1 %. Durch Erhöhen des Widerstandswerts alle 10 kOhm erhöhte sich der Einschaltspannungspegel des Analogs um 24 % im Vergleich zur Spannung des Analogs ohne Widerstand. Somit hat das Analogon mit dem KU101G-Thyristor eine hohe Einschaltspannungsgenauigkeit – seine Temperaturinstabilität beträgt weniger als 1 % und mit dem KU202N-Thyristor hat es eine etwas schlechtere Einschaltspannungsgenauigkeit (in diesem Fall der Widerstand des Widerstand Rt sollte 4,7 kOhm betragen).

Durch die Gewährleistung des thermischen Kontakts zwischen dem Thyristor und der Zenerdiode kann die Temperaturinstabilität des Analogons noch geringer sein, da bei Zenerdioden mit einer Stabilisierungsspannung von mehr als 8 V der Temperaturkoeffizient der Stabilisierungsspannung positiv ist und der Temperaturkoeffizient Die Öffnungsspannung der Thyristoren ist negativ.

Die thermische Stabilität eines einstellbaren Analogons eines Dinistors mit einem leistungsstarken Thyristor kann durch die Einbeziehung eines variablen Widerstands in den Anodenkreis eines Thyristors mit geringer Leistung erhöht werden (Abb. 6). Der Widerstand R1 begrenzt den Strom der Steuerelektrode des Thyristors VS1 und erhöht dessen Einschaltspannung um 1...2 %. Und mit dem variablen Widerstand R2 können Sie die Einschaltspannung des Thyristors VS2 einstellen.

Reis. 6

Die Verbesserung der Temperaturstabilität dieser Version des Analogons erklärt sich aus der Tatsache, dass mit zunehmendem Widerstand des Widerstands R2 der Schaltstrom des Analogons an der Steuerelektrode abnimmt und sein Schaltstrom an der Anode zunimmt. Und da bei einer Temperaturänderung in diesem Fall der Steuerelektrodenstrom weniger abnimmt und der Gesamtschaltstrom des Analogons zunimmt, ist für eine entsprechende Erhöhung der Schaltspannung des Analogons ein niedrigerer Widerstandswert des Widerstands R2 erforderlich - Dies schafft günstige Bedingungen zur Erhöhung der Temperaturstabilität des Analogons.

Um die thermische Stabilität eines solchen Analogons zu realisieren, muss der Öffnungsstrom des Thyristors VS2 2...3 mA betragen – größer als der Öffnungsstrom des Thyristors VS1, damit seine Temperaturänderungen den Betrieb des Analogons nicht beeinträchtigen. Das Experiment zeigte, dass sich die Einschaltspannung des thermostabilen Analogons praktisch nicht änderte, wenn sich die Temperatur seiner Elemente von 20 auf 70 °C änderte.

Der Nachteil dieser Version des Dinistor-Analogs sind die relativ engen Grenzen für die Einstellung der Schaltspannung mit dem variablen Widerstand R2. Sie sind umso schmaler, je größer der Schaltstrom des Thyristors VS2 ist. Um die thermische Stabilität des Analogons nicht zu verschlechtern, ist es daher notwendig, Trinisgores mit möglichst geringem Schaltstrom zu verwenden. Der Einstellbereich der analogen Einschaltspannung kann durch den Einsatz von Zenerdioden mit unterschiedlichen Stabilisierungsspannungen erweitert werden.

Einstellbare Analoga des Dinistors finden Anwendung in der Automatisierung und Telemechanik sowie in Entspannungsgeneratoren. elektronische Regler, Schwellenwerte und viele andere Funkgeräte.

Dinistor DB3 ist eine bidirektionale Diode (Triggerdiode), die speziell zur Ansteuerung eines Triacs oder Thyristors entwickelt wurde. Im Grundzustand leitet der DB3-Dinistor keinen Strom durch sich selbst (außer einem leichten Leckstrom), bis eine Durchbruchspannung an ihn angelegt wird.

In diesem Moment geht der Dinistor in den Lawinendurchbruchsmodus über und weist die Eigenschaft eines negativen Widerstands auf. Infolgedessen tritt am DB3-Dinistor ein Spannungsabfall von etwa 5 Volt auf, und er beginnt, einen Strom durch sich selbst zu fließen, der ausreicht, um einen Triac oder Thyristor zu öffnen.

Das Diagramm der Strom-Spannungs-Kennlinie des DB3-Dinistors ist unten dargestellt:

Pinbelegung des DB3-Dinistors

Da es sich bei diesem Halbleitertyp um einen symmetrischen Dinistor handelt (beide Anschlüsse sind Anoden), gibt es absolut keinen Unterschied in der Art des Anschlusses.

Eigenschaften des DB3-Disistors

Analoga des DB3-Dinistors

• HT-32
• STB120NF10T4
• STB80NF10T4
• BAT54

So überprüfen Sie den DB3-Disistor

Das einzige, was mit einem einfachen Multimeter festgestellt werden kann, ist ein Kurzschluss im Dinistor. In diesem Fall leitet dieser Strom in beide Richtungen. Diese Art der Dinistorprüfung ähnelt.

Um die Funktionalität des DB3-Dinistors vollständig zu überprüfen, müssen wir die Spannung gleichmäßig anlegen und dann sehen, bei welchem ​​Wert der Durchschlag auftritt und die Leitfähigkeit des Halbleiters auftritt.

Stromversorgung

Das erste, was wir brauchen, ist ein einstellbares Gleichstromnetzteil von 0 bis 50 Volt. Das Bild oben zeigt einfache Schaltungähnliche Quelle. Der im Diagramm dargestellte Spannungsregler ist ein normaler Dimmer, der zur Regulierung der Raumbeleuchtung verwendet wird. Ein solcher Dimmer verfügt in der Regel über einen Knopf oder Schieberegler, um die Spannung stufenlos zu ändern. Netzwerktransformator 220V/24V. Die Dioden VD1, VD2 und C1, C2 bilden einen Halbwellenfilter.

Überprüfungsschritte

Schritt 1: Nullspannung an den Pins X1 und X3 einstellen. Schließen Sie ein DC-Voltmeter an X2 und X3 an. Erhöhen Sie langsam die Spannung. Wenn die Spannung an einem funktionierenden Dinistor etwa 30 V erreicht (laut Datenblatt von 28 V auf 36 V), steigt die Spannung an R1 stark auf etwa 10–15 Volt an. Dies liegt daran, dass der Dinistor im Moment des Ausfalls einen negativen Widerstand aufweist.

Schritt 2: Drehen Sie den Dimmerknopf langsam in Richtung einer Verringerung der Versorgungsspannung. Bei etwa 15 bis 25 Volt sollte die Spannung am Widerstand R1 stark auf Null abfallen.

Schritt 3: Es ist notwendig, die Schritte 1 und 2 zu wiederholen, jedoch den Dinistor in umgekehrter Reihenfolge anzuschließen.

Überprüfung des Dinistors mit einem Oszilloskop

Wenn Sie über ein Oszilloskop verfügen, können wir mit dem getesteten DB3-Dinistor einen Relaxationsgenerator zusammenbauen.

In dieser Schaltung wird es über einen Widerstand mit einem Widerstandswert von 100k aufgeladen. Wenn die Ladespannung die Durchbruchspannung des Dinistors erreicht, wird der Kondensator über ihn stark entladen, bis die Spannung unter den Haltestrom sinkt, bei dem der Dinistor schließt. In diesem Moment (bei einer Spannung von etwa 15 Volt) beginnt der Kondensator erneut aufzuladen und der Vorgang wiederholt sich.

♦ Wie wir bereits herausgefunden haben, ist ein Thyristor ein Halbleiterbauelement, das die Eigenschaften eines elektrischen Ventils besitzt. Thyristor mit zwei Anschlüssen (A - Anode, K - Kathode) , das ist ein Dinistor. Thyristor mit drei Anschlüssen (A – Anode, K – Kathode, Ue – Steuerelektrode) , das ist ein Thyristor, oder im Alltag wird er einfach Thyristor genannt.

♦ Mithilfe der Steuerelektrode können Sie (unter bestimmten Bedingungen) den elektrischen Zustand des Thyristors ändern, ihn also vom „Aus“-Zustand in den „Ein“-Zustand überführen.
Der Thyristor öffnet, wenn die angelegte Spannung zwischen Anode und Kathode den Wert überschreitet U = Upr, das heißt die Größe der Durchbruchspannung des Thyristors;
Der Thyristor kann bei einer Spannung von weniger als geöffnet werden Upr zwischen Anode und Kathode (U< Uпр) , wenn Sie zwischen Steuerelektrode und Kathode einen Spannungsimpuls positiver Polarität anlegen.

♦ Der Thyristor kann beliebig lange im geöffneten Zustand bleiben, solange die Versorgungsspannung an ihm anliegt.
Der Thyristor kann geschlossen werden:

• - wenn Sie die Spannung zwischen Anode und Kathode reduzieren bis U = 0;
• - wenn Sie den Anodenstrom des Thyristors auf einen Wert reduzieren, der unter dem Haltestrom liegt Iud.
• — durch Anlegen einer Sperrspannung an die Steuerelektrode (nur bei Abschaltthyristoren).

Der Thyristor kann auch beliebig lange im geschlossenen Zustand bleiben, bis der Zündimpuls eintrifft.
Thyristoren und Dinistoren arbeiten sowohl in Gleichstrom- als auch Gleichstromkreisen Wechselstrom.

Betrieb von Dinistor und Thyristor in Gleichstromkreisen.

Schauen wir uns einige praktische Beispiele an.
Das erste Beispiel für die Verwendung eines Dinistors ist Entspannungsgeräuschgenerator .

Wir verwenden es als Dinistor KN102A-B.

♦ Der Generator funktioniert wie folgt.
Wenn die Taste gedrückt wird Kn, durch Widerstände R1 und R2 Der Kondensator lädt sich allmählich auf MIT(+ Batterien – geschlossene Kontakte der Kn-Taste – Widerstände – Kondensator C – Minus Batterien).
Parallel zum Kondensator ist eine Kette aus einer Telefonkapsel und einem Dinistor geschaltet. Durch die Telefonkapsel und den Dinistor fließt kein Strom, da der Dinistor noch „gesperrt“ ist.
♦ Wenn der Kondensator die Spannung erreicht, bei der der Dynistor durchbricht, fließt ein Impuls des Kondensatorentladestroms durch die Telefonkapselspule (C – Telefonspule – Dynistor – C). Aus dem Telefon ist ein Klicken zu hören, der Kondensator ist entladen. Als nächstes lädt sich Kondensator C erneut auf und der Vorgang wiederholt sich.
Die Häufigkeit der Klickwiederholung hängt von der Kapazität des Kondensators und dem Widerstandswert der Widerstände ab R1 und R2.
♦ Mit den im Diagramm angegebenen Spannungs-, Widerstands- und Kondensatorwerten kann die Frequenz des Tonsignals mithilfe des Widerstands R2 innerhalb geändert werden 500 – 5000 Hertz. Die Telefonkapsel muss mit einer niederohmigen Spule verwendet werden 50 – 100 Ohm, nicht mehr, zum Beispiel eine Telefonkapsel TK-67-N.
Die Telefonkapsel muss mit der richtigen Polarität angeschlossen werden, sonst funktioniert sie nicht. Auf der Kapsel befindet sich die Bezeichnung + (Plus) und – (Minus).

♦ Dieses Schema (Abbildung 1) hat einen Nachteil. Aufgrund der großen Streuung der Dinistor-Parameter KN102(unterschiedliche Durchbruchspannung), in manchen Fällen ist es notwendig, die Versorgungsspannung auf zu erhöhen 35 – 45 Volt, was nicht immer möglich und bequem ist.

In Abb. 2 ist ein auf einem Thyristor montiertes Steuergerät zum Ein- und Ausschalten der Last mit einem Knopf dargestellt.

Das Gerät funktioniert wie folgt.
♦ Im Grundzustand ist der Thyristor geschlossen und die Lampe brennt nicht.
Drücken Sie die Kn-Taste für 1 – 2 Sekunden. Die Tastenkontakte öffnen sich, der Thyristor-Kathodenkreis ist unterbrochen.

In diesem Moment der Kondensator MIT wird über einen Widerstand von einer Stromquelle aufgeladen R1. Die Spannung am Kondensator erreicht U Stromversorgung.
Lassen Sie die Taste los Kn.
In diesem Moment wird der Kondensator über den Stromkreis entladen: Widerstand R2 – Steuerelektrode des Thyristors – Kathode – geschlossene Kontakte der Kn-Taste – Kondensator.
Im Steuerelektrodenkreis, dem Thyristor, fließt Strom „Wird geöffnet“.
Das Licht geht an und entlang des Stromkreises: Plusbatterien - Last in Form einer Glühbirne - Thyristor - geschlossene Kontakte des Knopfes - Minusbatterien.
Die Schaltung bleibt so lange wie gewünscht in diesem Zustand. .
In diesem Zustand ist der Kondensator entladen: Widerstand R2, Übergang Steuerelektrode - Thyristorkathode, Kontakte des Knopfes Kn.
♦ Um die Glühbirne auszuschalten, drücken Sie kurz die Taste Kn. In diesem Fall wird der Hauptstromkreis der Glühbirne unterbrochen. Thyristor „schließt“. Wenn die Kontakte des Knopfes geschlossen sind, bleibt der Thyristor im geschlossenen Zustand, da die Steuerelektrode des Thyristors Uynp = 0(Kondensator ist entladen).

Ich habe verschiedene Thyristoren in dieser Schaltung getestet und zuverlässig betrieben: KU101, T122, KU201, KU202, KU208 .

♦ Wie bereits erwähnt, haben der Dinistor und der Thyristor ihre eigenen Transistoranalog .

Die analoge Thyristorschaltung besteht aus zwei Transistoren und ist abgebildet in Abb. 3.
Transistor Tr 1 hat p-n-p Leitfähigkeit, Transistor Tr 2 hat n-p-n Leitfähigkeit. Transistoren können entweder aus Germanium oder Silizium bestehen.

Das Thyristor-Analog verfügt über zwei Steuereingänge.
Erster Eintrag: A – Ue1(Emitter - Basis des Transistors Tr1).
Zweiter Eingang: K – Ue2(Emitter - Basis des Transistors Tr2).

Das Analogon hat: A – Anode, K – Kathode, Ue1 – die erste Steuerelektrode, Ue2 – die zweite Steuerelektrode.

Wenn keine Steuerelektroden verwendet werden, handelt es sich um einen Dinistor mit Elektroden A – Anode und K – Kathode .

♦ Ein Transistorpaar als Analogon eines Thyristors muss mit der gleichen Leistung und einem höheren Strom und einer höheren Spannung ausgewählt werden, als für den Betrieb des Geräts erforderlich sind. Analoge Parameter des Thyristors (Durchbruchspannung Unp, Haltestrom Iyä) , hängt von den Eigenschaften der verwendeten Transistoren ab.

♦ Für einen stabileren Analogbetrieb werden der Schaltung Widerstände hinzugefügt R1 und R2. Und mit einem Widerstand R3 Durchbruchspannung einstellbar Upr und Strom halten Iyd Analogon eines Dinistors - eines Thyristors. Ein Diagramm eines solchen Analogons wird gezeigt in Abb. 4.

Wenn im Tonfrequenzgeneratorkreis (Abbildung 1), anstelle eines Dinistors KN102 Schalten Sie das Dinistor-Analogon ein, Sie erhalten ein Gerät mit unterschiedlichen Eigenschaften (Abbildung 5) .

Die Versorgungsspannung einer solchen Schaltung beträgt von 5 bis 15 Volt. Widerstandswerte ändern R3 und R5 Sie können den Ton des Tons und die Betriebsspannung des Generators ändern.

Variabler Widerstand R3 Die Durchbruchspannung des Analogons wird auf die verwendete Versorgungsspannung abgestimmt.

Dann können Sie ihn durch einen Konstantwiderstand ersetzen.

Transistoren Tr1 und Tr2: KT502 und KT503; KT814 und KT815 oder andere.

♦ Interessant Spannungsstabilisierungsschaltung mit Lastkurzschlussschutz (Abbildung 6).

Wenn der Laststrom überschreitet 1 Ampere, der Schutz wird funktionieren.

Der Stabilisator besteht aus:

• - Bedienelement - Zenerdiode KS510, das die Ausgangsspannung bestimmt;
• - Aktortransistoren KT817A, KT808A, fungiert als Spannungsregler;
• - Als Überlastsensor wird ein Widerstand verwendet R4;
• — Der Aktuatorschutzmechanismus verwendet ein Analogon eines Dinistors auf Transistoren KT502 und KT503.

♦ Am Eingang des Stabilisators befindet sich ein Kondensator als Filter C1. Widerstand R1 der Stabilisierungsstrom der Zenerdiode wird eingestellt KS510, Größe 5 – 10 mA. Die Spannung an der Zenerdiode sollte sein 10 Volt.
Widerstand R5 Legt den Anfangsmodus der Ausgangsspannungsstabilisierung fest.

Widerstand R4 = 1,0 Ohm, ist in Reihe zum Lastkreis geschaltet. Je größer der Laststrom ist, desto mehr Spannung wird proportional zum Strom über ihn abgegeben.

Im Ausgangszustand, wenn die Last am Ausgang des Stabilisators gering oder ausgeschaltet ist, ist das Thyristor-Analogon geschlossen. Die daran angelegte Spannung von 10 Volt (von der Zenerdiode) reicht nicht für einen Durchschlag aus. In diesem Moment fällt die Spannung am Widerstand ab R4 fast gleich Null.
Wenn Sie den Laststrom schrittweise erhöhen, erhöht sich der Spannungsabfall am Widerstand R4. Bei einer bestimmten Spannung an R4 bricht das Thyristoranalog durch und die Spannung stellt sich zwischen dem Punkt ein Punkt1 und ein gemeinsamer Draht gleich 1,5 - 2,0 Volt.
Dies ist die Spannung des Anoden-Kathoden-Übergangs eines offenen Analogons eines Thyristors.

Gleichzeitig leuchtet die LED auf D1, was einen Notfall signalisiert. Die Spannung am Ausgang des Stabilisators ist in diesem Moment gleich 1,5 - 2,0 Volt.
Um den normalen Betrieb des Stabilisators wiederherzustellen, müssen Sie die Last ausschalten und die Taste drücken Kn, Zurücksetzen der Sicherheitssperre.
Am Ausgang des Stabilisators liegt wieder Spannung an 9 Volt, und die LED erlischt.
Widerstand einstellen R3 können Sie den Schutzbetriebsstrom auswählen ab 1 Ampere oder mehr . Transistoren T1 und T2 Kann ohne Isolierung an einem Heizkörper installiert werden. Der Kühler selbst sollte vom Gehäuse isoliert sein.

Was sind Dinistor und Thyristor?

♦ Thyristor ist ein Halbleiterbauelement, das auf einem Halbleitereinkristall mit einer Mehrschichtstruktur basiert p–n–p–n hat die Eigenschaften eines gesteuerten Elektroventils. Als Halbleiter wird üblicherweise Silizium verwendet.

Typischerweise hat ein Thyristor drei Anschlüsse: Zwei davon (Kathode und Anode) stehen in Kontakt mit den äußersten Bereichen des Einkristalls, und der dritte Anschluss ist der Steueranschluss. Ein solcher gesteuerter Thyristor wird manchmal Triode oder Thyristor genannt.

Ein ungesteuerter Thyristor, der nur zwei Anschlüsse (Anode – Kathode) hat, wird Diode genanntThyristor oder Dinistor.

Der vierschichtige Thyristoraufbau ist in Abb. 1 dargestellt.

Abbildung 2 zeigt sein Transistor-Analogon.

♦ Die Strom-Spannungs-Kennlinie, die Strom-Spannungs-Kennlinie des Dinistors, sieht wie in Abbildung 3 aus.

Gleichgewichtszustand (Punkt D auf der Strom-Spannungs-Kennlinie) wird durch den Übergang der Thyristortransistoren in den Sättigungsmodus erreicht. Der Spannungsabfall an einem offenen Dynistor-Thyristor beträgt ca 1,5 – 2,0 Volt.

Wenn an die Anode relativ zur Kathode eine positive Spannung angelegt wird, kommt es zu extremen Elektron-Loch-Übergängen P1 und P3 erweisen sich als nach vorne verschoben und der zentrale Übergang P2 umgekehrt.

Mit zunehmender Anodenspannung Uа, steigt der Strom durch den Dinistor zunächst langsam an (Abschnitt A - B zur Strom-Spannungs-Kennlinie) . Übertragungswiderstand P2, in diesem Modus noch groß ist, entspricht dies dem gesperrten Zustand des Dinistors.

Bei einem bestimmten Spannungswert (Abschnitt B - C zur Strom-Spannungs-Kennlinie) . sogenannte Schaltspannung Obere(Lawinendurchbruchspannung des Verbindungspunkts P2) geht der Dinistor in den leitenden Zustand über.
Im Stromkreis wird Strom aufgebaut (Abschnitt D – E zur Strom-Spannungs-Kennlinie) , bestimmt durch den Widerstand des Äußeren Ketten Rн und die Größe der angelegten Spannung U(Abbildung 2).
Die Durchbruchspannung des Dinistors variiert je nach Probe in einem weiten Bereich und hat Werte in der Größenordnung von zehn und hundert Volt.
Zur Volt-Ampere-Kennlinie: CVC (Abb. 3.), Bereiche sind gekennzeichnet:
- A – B Abschnitt in direkter Verbindung, hier ist der Dinistor gesperrt und die an seine Anschlüsse angelegte Spannung ist geringer als nötig, damit ein Lawinendurchschlag auftritt;
- B – C Durchschlagsabschnitt der Kollektorverbindung;
- CD Abschnitt mit negativem Widerstand;
- D - E Abschnitt des offenen Zustands des Dinistors (Dinistor ist eingeschaltet).

Der Dinistor hat zwei stabile Zustände:
- gesperrt (A - B)
- offen (D - E)

Am Bahnhof A–D–E deutlich sichtbar Diodenstrom-Spannungskurve .

♦ Ein Thyristor mit drei Elektroden – Anode, Kathode und Steuerelektrode – wird Thyristor oder einfach Thyristor genannt. Vierschichtiger Aufbau p – n – p – n Das Gleiche gilt für den Thyristor - Dinistor. Der Dinistor verfügt einfach nicht über einen zusätzlichen Steuerelektrodenanschluss.
Wenn der Steuerelektrodenkreis mit Strom versorgt wird, schaltet der Thyristor bei niedrigeren Schaltspannungswerten in den offenen Zustand Obere.
Wenn Sie den durch den Dinistor - Thyristor - fließenden Strom irgendwie reduzieren, dann auf einen bestimmten Wert (Punkt D auf der Strom-Spannungs-Kennlinie) wird der Thyristor geschlossen.Der Mindeststrom, bei dem der Thyristor-Dinistor vom offenen in den geschlossenen Zustand übergeht (bei Steuerelektrodenstrom). Iу =0) wird als Haltestrom bezeichnet Iud.
Wenn ein Entriegelungsstrom durch die Steuerelektrode des Thyristors fließt, geht der Thyristor in den offenen Zustand über.Das Transistoranalogon eines Thyristors (Abbildung 2) kann über zwei Eingänge eingeschaltet werden: zwischen den Elektroden (E1–B1) oder zwischen den Elektroden (E2 – B2).

♦ Die Strom-Spannungs-Kennlinie eines Thyristors (Abb. 4) ähnelt der Strom-Spannungs-Kennlinie eines Dinistors.

Allerdings wird der Thyristor normalerweise bei einer deutlich niedrigeren Spannung entsperrt, als der Dinistor benötigt. Das vorzeitige Öffnen des Thyristors wird durch den Stromfluss durch die Steuerelektrode verursacht. Je höher der Steuerelektrodenstrom ist von Iy1 bis Iy4, insbesondere bei niedrigerer Spannung Ua Der Thyristor geht in den offenen Zustand über. Dies spiegelt sich in der Strom-Spannungs-Kennlinie des Thyristors wider.

♦ Thyristoren werden für unterschiedliche Leistungen hergestellt: Niedrigleistung (Strom 50 mA – 100 mA) , mittlere Leistung (Strom bis 20 Ampere) und hohe Leistung (Ströme 20 – 10000 Ampere) und Spannungswerte von mehreren Volt bis zu 10.000 Volt.

♦ Je nach Zweck und Funktionsprinzip werden Thyristoren unterteilt in: Sperr-, Hochgeschwindigkeits-, Impuls-, Symmetrie- und Fotothyristoren.Thyristor und Dinistor leiten Strom nur in eine Richtung - von der Anode zur Kathode.

♦ Derzeit sind bidirektionale Dinistoren (Strom in beide Richtungen leitend) und bidirektionale Thyristoren (Triacs) auf dem Markt.

Ein Triac besteht aus zwei gegeneinander geschalteten Thyristoren, die von einer Steuerelektrode gesteuert werden.Die Strom-Spannungs-Kennlinie (Volt-Ampere-Kennlinie) des Triacs ist in Abb. 5 dargestellt.
Es hat zwei identische Zweige. Bei einer positiven Halbwelle der Netzspannung arbeitet der rechte Zweig, bei einer negativen Halbwelle der linke Zweig.
Die Steuerelektrode wird im Verhältnis zur Kathode ebenfalls entweder mit positiver bzw. negativer Steuerspannung versorgt.In Steuerstromkreisen kann ein Triac zwei Thyristoren ersetzen.

♦ Dinistoren werden in Reglern und Schaltern verwendet, die empfindlich auf Spannungsänderungen reagieren.
Das Vorhandensein von zwei stabilen Zuständen (Ein-Aus) sowie die geringe Verlustleistung des Thyristors haben zu ihrer weit verbreiteten Verwendung in verschiedenen Geräten geführt.
Thyristoren werden in geregelten Stromversorgungen, Hochleistungsimpulsgeneratoren, Gleichstromübertragungsleitungen und -systemen verwendet automatische Steuerung usw.

Aussehen des Thyristors und seine Bezeichnung in den Diagrammen:

Was ist ein Dynistor und ein Thyristor, welche Arten von Thyristoren und ihre Volt-Ampere-Eigenschaften, der Betrieb von Dynistoren und Thyristoren in Gleich- und Wechselstromkreisen, Transistoranaloga eines Dynistors und eines Thyristors.

Und auch: Methoden zur Steuerung der elektrischen Leistung von Wechselstrom, Phasen- und Pulsphasenmethoden.

Jedes theoretische Material wird durch praktische Beispiele bestätigt.
Es werden Betriebsschaltungen vorgestellt: ein Entspannungsgenerator und ein fester Knopf, implementiert auf einem Dinistor und seinem Transistor-Analogon; Kurzschlussschutzschaltung im Spannungsstabilisator und vieles mehr.

Das Programm ist besonders für Autoliebhaber interessant Ladegerät für eine 12-Volt-Batterie mit Thyristoren.
Es werden Diagramme des Spannungsverlaufs an den Arbeitspunkten bestehender Wechselspannungssteuergeräte im Phasen- und Puls-Phase-Verfahren dargestellt.

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