DZ2015

1

TYRYSTOR I TRIAK

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z charakterystykami podstawowych półprzewodnikowych sterowanych

elementów przełączających takich jak tyrystor, triak i diak, oraz ze sposobami ich załączania i wyłączania. Przed
zajęciami na należy zapoznać się z zasadą działania, charakterystykami i oznaczeniami parametrów badanych elementów.
Należy przemyśleć i opracować schematy układów pomiarowych.

A) POMIARY CHARAKTERYSTYK TYRYSTORA
1) Zmontować układ pomiarowy.
2) Wyznaczyć zależność prądu i napięcia przełączania bramki tyrystora I

GT

od napięcia anoda-katoda tyrystora: I

GT

(U

AK

).

Prąd przełączający bramki tyrystora jest to najmniejsza wartość prądu bramki powodująca przełączenie tyrystora ze
stanu blokowania do stanu przewodzenia przy zadanym napięciu anoda-katoda. W czasie pomiarów należy zwracać
uwagę na właściwy dobór zakresu amperomierza w obwodzie głównym - ponieważ przejście ze stanu blokowania
do przewodzenia tyrystora jest procesem raptownym bardzo łatwo doprowadzić można do uszkodzenia miernika.
Jedną z możliwości zapobiegania problemom jest ustawienie ograniczenie prądu zasilacza stosownie do zakresu
pomiarowego zastosowanego amperomierza. Pomiary wykonać w zakresie U

AK

0...60V.

3) Wyznaczyć charakterystykę prądowo-napięciową obwodu głównego tyrystora w stanie blokowania I

T

(U

AK

) przy

I

G

=const. Wartość prądu bramki dobrać tak aby tyrystor nie załączał się w czasie pomiarów. Pomiary wykonać dla

trzech różnych wartości parametru, w tym dla I

G

=0 w zakresie napięć U

AK

0....60V.

4) Wyznaczyć charakterystykę prądowo napięciową obwodu głównego tyrystora I

T

(U

AK

) przy I

G

=const w stanie

przewodzenia. Pomiary wykonać dla trzech różnych wartości prądu bramki, w maksymalnym możliwym zakresie
zmian prądu. Obwód główny powinien być zasilany z zasilacza typu 5531.

5) Wyznaczyć charakterystykę prądowo-napięciową obwodu głównego tyrystora I

T

(U

AK

) przy I

G

=const w stanie

zaworowym. Pomiary wykonać dla trzech różnych wartości parametru, w zakresie napięć U

AK

0...500V. Należy

korzystać z zasilacza IZS-5. W czasie pomiarów zachować ostrożność z uwagi na obecność wysokich napięć.

6) Wyznaczyć prąd wyłączania (podtrzymania) tyrystora I

H

. Prąd ten jest to najmniejsza wartość prądu przewodzenia

niezbędna do utrzymania tyrystora w stanie przewodzenia. Pomiary zrealizować dla małych napięć zasilania, oraz dla
trzech różnych wartości prądu bramki (w tym dla I

G

=0).

7) Wyznaczyć napięcie przełączania tyrystora dla rozwartego obwodu bramki. Stosować zasilacz IZS-5.
8) Wyznaczyć charakterystykę obwodu bramkowego I

G

(U

GK

) przy I

T

=const., pomiary przeprowadzić w zakresie I

G

..do

50mA (dla dwóch biegunowości napięcia bramka -katoda).

B) POMIARY CHARAKTERYSTYK TRIAKA
1) Zmontować układ pomiarowy.
2) Wyznaczyć zależność prądu i napięcia przełączania bramki tyrystora I

GT

od napięcia anoda-katoda triaka: I

GT

(U

AK

).

Prąd przełączający bramki triaka jest to najmniejsza wartość prądu bramki powodująca przełączenie ze stanu
blokowania do stanu przewodzenia przy zadanym napięciu anoda-katoda. W czasie pomiarów należy zwracać
uwagę na właściwy dobór zakresu amperomierza w obwodzie głównym - ponieważ przejście ze stanu blokowania
do przewodzenia jest procesem raptownym bardzo łatwo doprowadzić można do uszkodzenia miernika. Jedną z
możliwości zapobiegania problemom jest ustawienie ograniczenie prądu zasilacza stosownie do zakresu pomiarowego
zastosowanego amperomierza. Pomiary wykonać w zakresie U

AK

0...60V.

3) Wyznaczyć charakterystykę prądowo-napięciową obwodu głównego triaka w stanie blokowania I

T

(U

AK

) przy I

G

=const.

Wartość prądu bramki dobrać tak aby triak nie załączał się w czasie pomiarów. Pomiary wykonać dla trzech różnych
wartości parametru - w tym dla I

G

=0, w zakresie napięć U

AK

0....60V.

4) Wyznaczyć charakterystykę prądowo napięciową obwodu głównego triaka I

T

(U

AK

) przy I

G

=const w stanie

przewodzenia. Pomiary wykonać dla trzech różnych wartości prądu bramki, dla dwóch biegunowości napięcia anoda-
katoda, w maksymalnym możliwym zakresie zmian prądu. Obwód główny zasilać z zasilacza typu 5531.

5) Wyznaczyć prąd wyłączania (podtrzymania) triaka I

H

. Prąd ten jest to najmniejsza wartość prądu przewodzenia

niezbędna do utrzymania triaka w stanie przewodzenia. Pomiary zrealizować dla małych napięć zasilania, oraz dla
trzech różnych wartości prądu bramki (w tym dla I

G

=0).

6) Wyznaczyć napięcie przełączania triaka dla rozwartego obwodu bramki dla obu biegunowości napięcia U

AK

.

Zasosować zasilacz IZS-5.

7) Wyznaczyć charakterystykę obwodu bramkowego I

G

(U

GK

) przy I

T

=const., pomiary przeprowadzić w zakresie I

G

. -50

do 50mA (dla dwóch biegunowości napięcia bramka -katoda).

C) DIAK W układzie pomiarowym lub przy pomocy charakterografu wyznaczyć charakterystykę I=f(U) diaka.

DZ2015

2

Opracowanie wyników:
1) Wykreślić zmierzone i oglądane na charakterografie charakterystyki.
2) Wyznaczyć na podstawie wykreślonych charakterystyk rezystancję dynamiczną i statyczną tyrystora i triaka w stanie

przewodzenia i blokowania.

3) Porównać symetrię charakterystyk triaka.
4) Na charakterystykach bramkowych zaznaczyć punkty odpowiadające prądom przełączenia tyrystora i triaka.
5) Na podstawie zmierzonych charakterystyk w zakresie przewodzenia wyznaczyć napięcie progowe U

TO

badanych

elementów. Napięcie progowe jest to wartość napięcia wyznaczona przez przecięcie z osią napięć prostej przechodzącej
przez punkty zmierzonej ch-ki o współrzędnych 0.5 I

T(AV)

i 1 I

T(AV)

. Wykreślona prosta jest jednocześnie najprostszą

aproksymacją ch-ki zaworu (dla zakresu przewodzenia), jej nachylenie odzwierciedla „średnią” rezystancję dynamiczną
w tym zakresie.
6) Na podstawie przeprowadzonych pomiarów wyjaśnić/omówić możliwość sterowania mocą dostarczaną do
odbiornika\obciążenia z wykorzystaniem sterowanych zaworów półprzewodnikowych.
7) Skomentować otrzymane wyniki pomiarów.

Zalecana literatura:
1. A. Kusy „Podstawy elektroniki” skrypt PRz
2. W. Marciniak „Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone”
3. „Miernictwo elementów półprzewodnikowych i układów scalonych” (praca zbiorowa)
4. „Elementy półprzewodnikowe i układy scalone” (katalog UNITRA-CEMI)

Wartości parametrów wybranych elementów przełączających:

Schemat ideowy układu dla pomiarów tyrystora.

A

V

ZASILACZ

V

mA

ZASILACZ

UWAGA: dobrać właściwie zakresy mierników i obciążalności rezystorów dekadowych!

Schemat ideowy układu dla pomiarów triaka.

A

V

ZASILACZ

V

mA

ZASILACZ

Schemat ideowy układu dla pomiarów diaka.

ZASILACZ

+

−

V

A

Tyrystor BTP2/100:
I

TAV

......... 2A

U

DRM

....... .100V

U

RSM

..........120V

I

DRM

........ ..3mA

P

T

......... .4W

P

GM

....... ....1W

I

GTM

...........50mA

U

GT

........ ...0.7V

I

H

........... ..10mA

I

HM

.............30mA

TRIAK KT783:
I

TAV

....... ..10A

I

TSM

........ .60A

U

DRM

..... ...400V

P

T

.......... ...4W

I

GTM

...........80mA

U

GTM

.........3V

I

LM

.............240mA

I

HM

.............50mA

DIAK KR105:
P

T

............. 300mW

I

FRM

.............1000mA

U

B0

........... 26V

±

4V

I

B0

........ .... <1mA

I

HM

..............50mA

|

I

B01

- I

B02

|

<5V