Stabińska Magdalena

Wawiernia Tomasz

Rakowski Adrian

Elektronika Morska r. III

Rok akademicki 2009/2010

PÓŁPRZEWODNIKOWE

PRZYRZĄDY MOCY

LABORATORIUM

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 4:

Tyrystor

1. Wprowadzenie.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze statycznymi charakterystykami tyrystora oraz jego przebiegami czasowymi. Ponadto wyznaczaliśmy jeden z najważniejszych

parametrów tyrystora, mianowicie prąd podtrzymania.

Tyrystor to połprzewodnikowy element dwustanowy o trzech lub więcej złączach

(czterech lub więcej warstwach), który może być przełączany ze stanu

blokowania do stanu przewodzenia i odwrotnie. Najpowszechniejszym typem tyrystora jest tyrystor konwencjonalny (triodowy, ang. SRC). Jest to czterowarstwowy (pnpn) przyrząd o trzech elektrodach: anodzie, katodzie i bramce. Charakteryzuje się on stanem zaporowym w trzeciej ćwiartce charakterystyki prądowo-napięciowej i_A(u_AK) (i_A- prąd anodowy, u_AK - napięcie anoda-katoda), czyli pracą jednokierunkową z możliwością przełączania tylko w pierwszej ćwiartce charakterystyki i_A(u_AK).

Charakterystyka prądowo-napięciowa obwodu głównego tyrystora SRC bez prądu bramki iG.

Jak widzimy na rysunku wyróżniamy trzy zakresy pracy tyrystora: zaporowy, blokowania i przewodzenia. Stan zaporowy istnieje przy polaryzacji anody napięciem ujemnym względem katody. Przy polaryzacji anody napięciem dodatnim względem

katody możliwe są dwa pozostałe stany.

Prąd podtrzymania tyrystora to minimalna wartość prądu anodowego i_A, przy której tyrystor nie przełącza się ze stanu przewodzenia do stanu blokowania.

2. Opracowanie wyników.

2.1. Statyczne charakterystyki wyjściowe badanego tyrystora.

W układzie przedstawionym na rysunku poniżej dokonaliśmy pomiarów charakterystyk i_A(u_AK) dla trzech wartości prądu bramki (i_G1=5mA, i_G2=9,98mA oraz i_G3=15mA).

Dla i_G1=5mA

uAK[V]	58,4	41,4	26,9	20,5	14,6	8,2	4,5	2,9	2,1	1,1	0,9	0
iA[mA]	0,13	0,12	0,11	0,1	0,09	0,08	0,07	0,06	0,05	0,04	0,03	0

Jak widać na wykresie prąd i_G1 nie jest wystarczająco duży by włączyć tyrystor T1. Napięcie przełączania jest funkcją prądu bramki i jak się okazuje 5mA to

niewystarczająca wartość, by przełączyć stan blokowania na stan przewodzenia.

Dla i_G2=9,98mA

1. zwiększanie wartości napięcia u_AK

2. zmniejszanie wartości napięcia u_AK

a	uAK[V]	5,1	15	20,5	29,9	35,1	45,2	1,6	2,9	4	6,1	7,5
		iA[mA]	0,67	0,78	0,83	0,94	1	1,23	103	324	510	890	1130
	b	uAK[V]	4,2	3,6	2	1,75
		iA[mA]	900	650	200	20

Na powyższym wykresie widzimy, że wartość prądu bramki i_G2=9,98mA jest wystarczająca, by prąd anodowy mógł wzrosnąć na tyle, by tyrystor przełączył się ze

stanu blokowania w stan przewodzenia. Ponadto możemy oszacować prąd

podtrzymania na I_L =200mA (przy u_AK=2V).

Dla i_G3= 15mA

uAK[V]	0,6	0,8	0,9	1,5	2	3,1	4	6	8	10	11
iA[mA]	0,13	2,94	13,16	102,4	172,3	394	651	863	1353	1766	2360

Dla i_G3 wystarczy niewielka zmiana napięcia przełączającego, by tyrystor zmienił stan z przewodzenia na blokowanie, bądź odwrotnie.

Jak wynika z wykresu prąd podtrzymania dla i_G3 wynosi I_L =102,4mA

2.2.Czasowe przebiegi napięć u_AK oraz u_GK tyrystora przy pracy dynamicznej.

Schemat układu pomiarowego

- przebieg napięcia u_AK oraz u_GK przy minimalnym kącie komutacji tyrystora

Tyrystor przewodzi prąd tylko przez około 5ms na okres zmian napięcia u_AK, czego efektem jest niskie natężenie światła emitowane przez żarówkę.

- przebieg napięcia u_AK oraz u_GK przy minimalnym kącie komutacji tyrystora

Tyrystor przewodzi prąd prawie przez całą dodatnią połówkę napięcia u_AK. Efektem tego jest wysokie natężenie światła emitowane przez żarówkę. Obserwując przebiegi można zauważyć, że chociaż napięcie u_GK zanika, czyli prąd bramki przestanie spadać, to tyrystor jest nadal w stanie przewodzenia przez czas do póki prąd i_A nie spadnie poniżej prądu podtrzymania i zmieni się polaryzacja napięcia u_AK

6

---