Wydział: imir grupa STUDENCKA: 11

Dobrosław lisiecki TEMAT: CHARAKTERYSTYKI PODSTAWOWYCH ELEMENTÓW ELEKTRYCZNYCH.

ZALICZENIE:

I. Wstęp teoretyczny.

Półprzewodnik jest to substancja krystaliczna o przewodności pośredniej miedzy przewodnikami a izolatorami. W przemyśle elektrycznym najczęściej stosuje się pierwiastki z grupy 14 np. german, krzem oraz związki pierwiastków grup 12,13, 15 oraz 16. Materiały półprzewodnikowe są wytwarzane w postaci monokryształu, polikryształu lub proszku.

Półprzewodniki stanowią oddzielną klasę substancji, gdyż ich przewodnictwo ma szereg charakterystycznych cech. Należy podkreślić odwrotną niż dla metali zależność przewodnictwa elektrycznego od temperatury. W dostatecznie niskich temperaturach półprzewodnik staje się izolatorem. W szerokim zakresie temperatur przewodnictwo przewodników szybko rośnie wraz ze wzrostem temperaturą. Drugą ważną cechą półprzewodników jest zmiana przewodnictwa elektrycznego w wyniku niewielkich zmian ich składu.

DIODA PÓŁPRZEWODNIKOWA:

Dioda półprzewodnikowa to element jednozłączowy niesterowalny stosowany w charakterze prostownika. Zbudowana jest z dwóch warstw półprzewodnika tworzących złącze typu n-p lub z połączenia półprzewodnika z odpowiednim metalem - dioda Schottky'ego. Końcówka dołączona do obszaru n nazywa się katodą, natomiast do obszaru p - anodą. Element ten charakteryzuje się jednokierunkowym przepływem prądu od anody do katody.

Diody półprzewodnikowe mają bardzo duże zastosowanie, wykorzystuje się je m.in. do prostowania prądu przemiennego.

Wyróżniamy diody:

• Półprzewodnikowe

• Schottky'ego

• elektroluminescencyjna (LED)

• Zenera

• Gunna

Na rysunku na kolejnej stronie przedstawiona została charakterystyka diody. Jak widać już przy bardzo małych napięciach UAK (napięcie na diodzie) prąd płynący przez diodę ID (prąd przewodzenia) bardzo mocno wzrasta do dużych wartości. Dioda posiada także swoje parametry graniczne, po przekroczeniu, których ulegnie ona uszkodzeniu. Dlatego prąd przewodzenia nie może przekroczyć jej prądu maksymalnego IFmax. Napięcie przewodzenia diody UF określa się przy prądzie przewodzenia IF=0,1·IFmax.

Układ prostownikowy:

TYRYSTOR:

Tyrystor jest to element półprzewodnikowy, składający się z 4 warstw w układzie p-n-p-n. Składa się z 3 elektrod: anody (A) i katody (K), dodatkowo posiada elektrodę zwaną bramką (G).

Tyrystor przewodzi w kierunku od anody do katody. Proces przewodzenia prądu nie zostanie zainicjowany dopóki do bramki nie doprowadzi się napięcia. Właściwości zaporowe środkowego złącza zanikają w ciągu kilku milisekund do momentu doprowadzenie napięcia na bramkę. Moment ten nazywa się „zapłonem” i jego efektem jest przewodzenie prądu przez tyrystor.

Tyrystory znalazły zastosowania w wielu dziedzinach. Wykorzystuje się je m.in. jako sterowniki prądu stałego, przemiennego, jako łączniki i przerywacze prądu stałego i przemiennego oraz jako przemienniki częstotliwości.

Charakterystyka tyrystora:

1 - charakterystyka w stanie przewodzenia

2 - charakterystyka w stanie blokowania

3 - charakterystyka w stanie zaworowym

4 - obszar przebicia

5 - prąd wyłączenia

6 - prąd załączenia

I - tyrystor nie załącza się

II - tyrystor może się załączyć, ale nie musi

III - tyrystor się załączy

II. Przebieg ćwiczenia.

Obserwacja na oscyloskopie charakterystyki tyrystora.

Wykres.

Przebieg napięcia i natężenia tyrystora dla kąta α=90˚:

Wnioski.

Działanie diody jest bardzo proste i niezależnie od nas. Przewodzi ona prąd tylko w jednym kierunku w momencie, gdy potencjał anody jest większy od potencjału katody. W przeciwnym przypadku prąd nie będzie płynął.

W tyrystorze natomiast „zapłon” następuje w momencie doprowadzenia napięcia na bramkę.

W powyższym ćwiczeniu mogliśmy zaobserwować charakterystykę przebiegu napięcia i natężenia tyrystora dla różnych kątów opóźnienia wysterowania. Z obserwacji możemy wywnioskować, iż załączenie tyrystora (moment przewodzenia) możemy dowolnie regulować.

4

---