background image

W wyżej omawianym układzie pracy tranzystora baza stanowiła 
elektrodę  wspólną  dla  wejściowego  obwodu  emiterowego  i 
wyjściowego obwodu kolektorowego. 

•Taki  sposób  połączenia  nazywa  się  układem  o  wspólnej  bazie 
(OB).

•układ o wspólnym emiterze (OE),

•układ o wspólnym kolektorze (OC). 

background image

Tranzystor pracujący w układzie OE charakteryzuje się:

•dużym wzmocnieniem prądowym

•dużym wzmocnieniem napięciowym,

•dużym wzmocnieniem mocy. 
Napięcie wyjściowe w układzie OE jest odwrócone w fazie o 180 

w stosunku do napięcia wejściowego. Rezystancja wejściowa 
jest rzędu kilkuset  a wyjściowa wynosi kilkadziesiąt k.

B

C

I

I

Tranzystor pracujący w układzie OB charakteryzuje się:
małą rezystancją wejściową,

bardzo dużą rezystancją wyjściową,

wzmocnienie prądowe blisko jedności
Tranzystor  w  tym  układzie  pracuje  przy  bardzo  dużych 
częstotliwościach granicznych.

E

C

I

I

Tranzystor pracujący w układzie OC charakteryzuje się:
dużą  rezystancją  wejściową  –  co  ma  istotne  znaczenie  we 
wzmacniaczach małej częstotliwości,

wzmocnieniem napięciowym równym jedności,

dużym wzmocnieniem prądowym 

B

E

I

I

1

background image

Tyrystor triodowy o niesymetrycznej charakterystyce 
napięciowo-prą dowej 
ma dwie elektrody główne (anodę 
katodę K) oraz elektrodę sterującą zwaną bramką. Budowę i 
działanie takiego tyrystora o strukturze PNPN wyjaśnia rysunek 

Między anodą i katodą 
znajdują się obszary P1 
(warstwa anodowa), 
N1(warstwa blokująca), P2 
(warstwa sterująca) i N2 
(warstwa katodowa), 
pomiędzy którymi są trzy 
złącza PN oznaczone 
odpowiednio z1 z2 i z3. 
Poszczególne warstwy różnią 
się grubością i koncentracją 
nośników większościowych. 
Największe grubości i 
największe koncentracje 
nośników (rzędu 10

18

 

nośników 

mają warstwy 

anodowa i katodowa. Najcieńsza 
jest warstwa sterująca (od 10 do 
30 nm), a koncentracja nośników 
w niej jest rzędu 10

17 

w 1 cm

3

Dość cienka jest warstwa 
blokująca.

background image

Napięcie  zewnętrzne  przykładane  między 
anodę i katodę polaryzuje złącza Z1 i z2 w 
przeciwnych  kierunkach.  Gdyby  napięcie 
anody  jest  ujemne  względem  katody,  to 
złącze  Z1  jest  spolaryzowane  zaporowo,  a 
złącze  Z2  w  kierunku  przewodzenia;  to 
stan  zaworowy  
zwany  też  stanem 
zaporowym  tyrystora.  Gdy  natomiast 
anoda  jest  dodatnia  względem  katody, 
tyrystor  może  zachowywać  się  albo  jako 
dioda 

spolaryzowana 

zaporowo 

(tak 

spolaryzowane  jest  wtedy  złącze  Z2),  co 
odpowiada  stanowi  blokowania,  albo  — 
po  zlikwidowaniu  właściwości  zaporowych 
złącza  Z2  —  jako  dioda  przewodząca,  co 
odpowiada 

stanowi 

przewodzenia 

tyrystora.  Złącze  Z3  odgrywa  w  tyrystorze 
rolę 

pomocniczą: 

umożliwia 

ono 

wystąpienie  zjawisk  prowadzących  do 
przejścia złącza Z2 od stanu blokowania do 
stanu przewodzenia.

Wywołane 

celowo 

przejście  tyrystora  od 
stanu  blokowania  do 
stanu 

przewodzenia 

nazywa 

się 

wyzwoleniem 

lub 

załączeniem tyrystora.

background image

Anoda jest dodatnia względem katody, czyli złącza z1 i z3 są 
spolaryzowane w kierunku przewodzenia, a złącze z2 w kierunku 
zaporowym.
Jeżeli przy otwartym łączniku W2 w obwodzie bramkowym 
zamkniemy łącznik W1, to tyrystor nie będzie przewodzić ze 
względu na polaryzację zaporową złącza z2; wystąpi wtedy 
blokowanie tyrystora. Aby tyrystor przewodził, to do złącza z2 
muszą być doprowadzone nośniki prądu. Po zamknięciu W2 między 
bramką i katodą płynie wtedy prąd bramkowy I

G

będący wynikiem 

rekombinacji dziur z warstwy sterującej z elektronami z warstwy 
katodowej. Ze względu na różne koncentracje nośników w tych 
warstwach w rekombinacji weźmie udział tylko nieznaczna część 
elektronów z warstwy katodowej, a większość ich pod wpływem 
napięcia zewnętrznego będzie dyfundować przez cienką warstwę 
sterującą do złącza z2. Dla zachowania równowagi, pod wpływem 
napięcia anodowego, dziury z warstwy anodowej będą 
rekombinować z elektronami z warstwy blokującej, a częściowo 
dyfundować przez tę warstwę do złącza z2. Nośniki 
mniejszościowe, jakie w ten sposób znajdą się w strefie złącza z2 
będą unoszone dalej przez pole elektryczne ładunku złącza z2 i 
przyłożone napięcie anodowe, co odpowiada przepływowi prądu 
anodowego /.
Opisany proces może lawinowo narastającym przy dostatecznie 
dużej wartości prądu bramkowego I

G

Następuje wtedy 

skompensowanie bariery potencjału na złączu z2,i przejście tego 
złącza (tyrystora) do przewodzenia.

background image

Charakterystyka anodowa (napięciowo-prądowa) tyrystora.

Przy anodzie ujemnej względem katody (U<0) występuje stan 
zaworowy tyrystora

Przy anodzie dodatniej względem katody (U > 0) występuje stan 
blokowania
, a po wyzwoleniu  stan przewodzenia 

Charakterystyka anodowa tyrystora: 
a) wpływ prądu bramkowego na przebieg charakterystyki, 
b) charakterystyka z zaznaczonymi parametrami tyrystora 

background image

Parametrami tyrystora są m.in.:

(BO)

 - napięcie przełączania (najmniejsze napięcie anodowe, 

przy którym w warunkach prądu bramkowego I

G

 = 0 następuje 

przejście tyrystora ze stanu blokowania w stan przewodzenia),

(BO)

  - prąd przełączania (płynący przez tyrystor w stanie 

blokowania przy napięciu 

(BO)

I

L

 — prąd załączania,

I

H

 — prąd wyłączania lub podtrzymania (minimalny prąd 

anodowy, jaki może płynąć przez tyrystor w stanie przewodzenia 
przy I

G

 = 0),

(BR)

 - napięcie przebicia w stanie zaworowym (przy którym 

następuje przebicie lawinowe złącz z1, i z2),

(RWM)

  - szczytowe wsteczne napięcie pracy, czyli dopuszczalne 

napięcie anodowe w stanie zaworowym (wynosi zwykle 0,8 

(BR)

)

background image

Tyrystor diodowy dwukierunkowy zależnie od 
biegunowości przyłożonego napięcia staje się 
strukturą czterowarstwową PNPN w stanie 
blokowania, która po przekroczeniu napięcia 
przełączania (U

(B0)

przechodzi w stan 

przewodzenia. Ma on podobne dla obydwu 
zwrotów napięcia charakterystyki anodowe. 
Bywa wykorzystywany jako przełącznik 
reagujący na wartość chwilową napięcia. 

background image

Tyrystor triodowy dwukierunkowy. W wersji 
pokazanej na rysunku, przy elektrodzie A1 
ujemnej względem elektrody A2 lewa część 
elementu (na rysunku) stanowi tyrystor o 
strukturze P2 N2 P1 N 1, który pod wpływem 
dodatniego względem A1 napięcia 
bramkowego elektrody może przejść w stan 
przewodzenia. A2 dodatnia względem A1 
podanie dodatniego względem A1 sygnału 
bramkowego uruchamia dość złożony proces 
prowadzący do przejścia w stan przewodzenia 
tyrystora o strukturze P1 N2 P2 N3. Tyrystory 
takie są używane do sterowania mocą w 
obwodach prądu przemiennego 

background image

Energoelektronika jest jedną z podstawowych gałęzi elektroniki, 

obejmującą zagadnienia układów przekształtnikowych:

• układów przeznaczonych do przekształcania energii elektrycznej 

napięcia przemiennego na stałe (w prostownikach),

• napięcia przemiennego na napięcie przemienne o innej 

częstotliwości (w przemiennikach częstotliwości),

• napięcia stałego na przemienne (w falownikach),

• napięcia stałego na napięcie stałe o innej wartości (w 

przekształtnikach prądu stałego).

background image

Układy prostownicze stosuje się wtedy, gdy do zasilania jakiegoś 

urządzenia potrzebny jest prąd stały, a mamy do dyspozycji źródło 
lub sieć prądu zmiennego.

Rozróżnia się prostowniki:

•niesterowane, 

•sterowane.
Prostowniki niesterowane nie umożliwiają nastawienia wartości 

stałego napięcia lub prądu wyjściowego.

Prostownik niesterowany składa się z jednego lub kilku 

prostowniczych zaworów elektrycznych (diod), przyłączonych do 
źródła napięcia przemiennego (zazwyczaj z transformatorem).


Document Outline