В.Н. Бородянко - Электрические цепи и основы электроники (Методические указания к проведению лабораторных работ) (1119803), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Переключатель ЯА2 подает на схему либо постоянное (+15 В), либо переменное (-12 В) напряжение. Пода и питания выполняется при включении сетевого выключателя, установленного на модуле. На рис. 2 приведена схема внешних соединений, производимых при выполнении работы. Рис. 2. Тиристор представляет электропреобразовательный кремниевый полупроводниковый четырехслойный прибор с тремя и более р-и переходами П!, П2, П3 ~рис. 3) и двумя или тремя выводамн.
Тиристор работает как управляемый ключ, так как он имеет два устойчивых состояния: открьпое ~с малым сопротивлением) и закрызое ~с большим сопротивлением). Переход из одного состояния в другое обусловлен действием внешних факторов: напряжения, тока, света и т.д, различают диодные тнристоры (диннсторы), имеющие два электрода ~анод и катод), и триодные тиристоры ~или просто тиристоры). Последние имеют третий управляющий электрод УЭ. На рис. 4 показана вольтамперная характеристика тиристора.
Перевод динистора в открытое состояние осуществляется повышением приложенного прямого напряжения выше критического значения. При подаче прямого напряжения ~анод положителен по отношению к катоду) переходы П1 и ПЗ открыты, а переход П2 — закрыт. Следовательно, ток тиристора мал ~участок 1 на вольтамперной характеристике рис.
4). Когда приложенное напряжение достигнет У„..„происходит лавинообразное увеличение числа носителей заряда за счет лавинного умножения носителей в переходе П2 движущимися электронами и дырками. В результате ток в переходе быстро нарастает, т.е. электроны из п.-слоя и дырки из р;-слоя устремляются в р~-слой и пд-слой ~переходы П! и П2 открыты) и насыщают их не основными носителями зарядов, что приводит к существенному снижению сопротивления тиристора. В результате напряжение на резисторе Л, возрастает, напряжение на тиристоре падает, происходит переключение тнристора ~участок 2 на вольтамперной характеристике тиристора). После переключения напряжение па тиристоре снижается до 0,5 ... 1,5 В. Участок 3 на вольтамперной 69 характеристике соответствует открытому состоянию тирнстора и является Анод щ ~апзод 4 д УЭ Анод Капюд У5 Рис. 3 Рис.
4 рабочим. При уменьшении тока ниже 1„„., восстанавливается высокое сопротивление перехода П2, т.е. тиристор переходит в закрытое состояние. Обычно выключение тиристора осуществляют изменением полярности приложенного напряжения или его снятием. Напряжение У„., при котором начинается лавинообразное нарастание тока, может быть снижено введением не основных носителей заряда в любой из слоев, прилегающих к переходу П2. Эти добавочные носители заряда увеличивают число актов нонизации атомов в переходе, поэтому напряжение включения Ц„,, уменьшается. Добавочные носители заряда в триодном тиристоре вводятся в область Рз вспомогательной пенью управления, питаемой от независимого источника С', После переключения через тиристор протекает прямой ток, величина которого зависит от сопротивления резистора Л и напряжения источника Е. Сигнал управления У,, ые оказывает влияние на состояние открытого тиристора и может быть снят.
Следовательно, для включения тиристора необходимо подать прямое напряжение и сигнал управления С', Амплитуда прямого анодного напряжения при отсутствии управляощего сигнала должна быть меньше У„, При подаче обратного напряжения на тиристор возникает небольшой ток 1„„;, ~участок 4, рис.
4), так как переходы П) и ПЗ закрыты. Во избежание пробоя тиристора в обратном направлении необходимо, чтобы обратное напряжение было меньше У,б„,„„„. Основные параметры тиристоров: 1) максималыюс папрюкение в закрьггом состоянии К, „„„, 2) максимальный ток в открьгтом состоянии 1„,.„„„.„' 3) падение напряжения на открытом тиристоре У,„,; 1) отпирающий ток 1,,„управляющего электрода; 2) отпирающее напряжение Ц,, управляющего электрода; 3) ток удержания 1,д', 4) максимальная мощность рассеяния Р,„„„„.
Симистор — "симметричный тиристор" — имеет обратную ветвь вольтамперной характеристики, зеркально симметричную прямой ветви. 70 Запираемый тиристор — полностью управляемый полупроводниковый прибор, в основе которого классическая четырехслойная структура. Включают и выключают его подачей положительного н отрицательного импульсов тока на электрод управления. 3. Порядок Выполнении работы 3.1. Экспериментальное исследование тиристора. 3.1.1. Собрать схему для исследования тиристора на постоянном токе (рис, 2). Для этого замкнуть перемычкой гнезда Хб, Х7.
Переключить тумблеры ЯА1, ЯА2 в верхнее положение. Для измерения тока управления включить между гнездами Х5-Х6 многопредельный миллиамперметр на пределе 10 МА, а для измерения анодного тока включить между гнездами Х1 — Х2 мнллиамперметр на пределе 100 МЛ. Для измерения аподного напряжения и напряжения управления включить мультиметры в режиме измерения постоянного напряжения; 3.1.2. Определить отпирающий постоянный ток управления 1,,„„и отпирающее постоянное напряжение управления У„„„, при которых происходит вкл~ачепие тиристора. Для этого включить электропитание н, плавно увеличивая ток управления„зафиксировать, при каком значении тока и напряжения управления тиристор включится.
О включении тиристора судить по резкому уменьшению напряжения на аноде и увеличенгпо анодного тока. 3.1.3, Исследовать возможность выключения тиристора по цепи управления и по вводной цепи. Для этого, включив тиристор, уменьшать до нуля ток управления. Выключить тиристор, разорвав цепь анода. Наблюдая за изменением анодного тока и напряжения, сделать вывод об управляемости тиристора„ сформулировать условия включения и выключения тиристора. Выключить питание. 3,2, Экспериментальное исследование однополупериодного выпрямителя на р тор 3.2.1. Собрать схему выпрямителя.
Подключить мультиметр между гнездами Х2 — Х4. Подкл|очить вход СН2 осциллографа к гнезду Х4, а корпус 13 ) к Х11. Переключить тумблер ЯА1 в верхнее положение, замкнув индуктивность нагрузки 7.,„. 3.2.2. Включить питание и попробовать регулировать угол управления, изменяя величину тока управляющего электрода. Определить предельный угол управления и оценить качество регулирования. Выключить электропитание, 3.2.3. Подать на управляющий электрод импульсы от системы управления СУ. Для этого убрать перемычку Хб — Х7 и соединить гнезда Х7 — Х16. Соединить гнезда Х6 — Х15.
Переключатель ЛАЗ установить В позицию «Ю1». Включить электропитание. Исследовать влияние угла управления а на величину напряжения па нагрузке и определить возможный диапазон изменения угла управления. Величину угла управления а оценивать по осциллограмме. Результаты измерений занести В таол. 1. СраВнить ВОзмОжнОсти регулироВания напряжения с помощью импульсов и постоянным током, Таблица 1 3,2.4. Зарисовать осциллограммы напряжения на нагрузке и„„напряжения на тиристоре н„и анодного тока <'„при заданном угле управления и активной нагрузке. 3.2.5. 11ереключить тумблер ЯА1 в нижнее положение, разомкнув индуктивность нагрузки Ь„.
Снять те же осциллограммы при заданном угле управления н активно-индуктивной нагрузке, 3.3. Экспериментальное исследование однофазного регулятора переменного напряжения на симис горе. Для этого выполнить пункты 3.2.2 ...3.25 прн включении в качестве вентиля симистора, установив переключатель ЯАЗ установить в позицию «Юэ2». 3.4, Экспериментальное исследование однополупериодного выпрямителя на запираемом тиристоре. Для этого выполнить пункты 3.2.2 ...3.2.5 при включении в качестве вентиля запираемого тиристора.
установив переклю гатель Ь',4З установить в позицию «ЮЗ». 4. Содержание отчета а) наименование и цель работьц б) принципиальные электрические схемы для выполненных экспериментов; в) результаты экспериментальных исследований и проведенных по ним расчетов, помещенные в соответствующие таблицы; г) экспериментально снятые и построенные характеристики; д) обработанные осциллограммы„ е) выводы по работе. 5. Контрольные вопросы 1. Поясните внд выходной ИАХ тиристора. 2. Поясните вид входной ВАХ тиристора.
3. Как определить пороговое напряжение и дифференциальное сопротивление тиристора во включенном состоянии? 4. Как снять выходную ВАХ тиристора? 5. Сравните свойства тнристоров и транзисто1зов по управляемости. 6. Объясните назначение диаграммы управления тиристора. 7. Чем отличаются выходные ВАХ тиристора и симистора? 8, Как выключить запираемый тирнстор? 9. Как работает однополупериодный управляемый выпрямитель? 10.
'1то такое угол управления? По какой осциллограмме его можно определить? 11. На что влияет угол управления? 12. Можно ли в однофазном однополупериодном выпрямителе увеличить угол управления более 90 град. прн управлении постоянным током? 13. От чего зависит форма напряжения на нагрузке? 14. Можно ли выполнить управляемый выпрямитель на транзисторе? Если нет, то почему, если да, то как? Работа № 6. АНАЛОГОВЫЕ ЭЛККТРОНИЫВ УСТРОЙСТВА НА ОПКРАЦИОННОМ УСИЛИтКЛК 1. Цель работы Изучение основных характеристик и параметров операционного усилителя.
Знакомство с электронными устроиствами на базе операционного усилителя. 2. Описание лабораторной установки В лабораторной работе исследуется операционный усилитель (ОУ) типа К140УД17, некоторые характеристики которого приведены в табл. 1. Передняя панель лабораторного модуля операционного усилителя представлена на рис, 1. Типовая схема включения операциогнюго усилителя типа К140УД17 приведена на рис. 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
