Türistor - Prax 4 (0)

Tallinna Tehnikaülikool

Elektriajamite ja Jõuelektroonika instituut

Üliõpilane: Rait Rääk
Teostatud: 28.02.2005
Õpperühm: AAAB41
Kaitstud:
Töö nr. 4

OT

Türistor Töö eesmärk:

Türistori pinge-voolu tunnusjoone määramine ja selle kasutamise oskuste arendamine.

Töövahendid:
Türistor, toiteallikas , potentsiomeeter, ampermeeter , voltmeeter .
Skeem
Teooria
Lihttüristor (üheperatsiooniline türistor) on mitme pn - siirdega pooljuhtseadis, mis päripinge olemasolul pärast tüürvoolu impulssi juhib voolu anoodilt katoodile.
Türistori aluseks on ränikristallist plaat või ketas, millel asetsevad vaheldumisi p- ja n- juhtivusega kihid . Anood- ja katoodväljastuseks on välimised pooljuhtkihid. Jõuelektroonika seadmetes ( juhitavad alaldid , vaheldid jm) kasutatavatel türistoridel ehk jõutüristoridel on neljakihiline pooljuhtkristall, kusjuures väliskihid on legeeritud tugevalt sisemised aga nõrgalt. Nõrgalt legeeritud kihid vähendavad vastupingestatud siirde ruumilaengut ja vähendavad elektrivälja tugevust suurendades siirete lubatavat vastupinget. Lihttüristori struktuur ja tingmärk on toodud joonisel 3.10.
Anoodtoiteallikas on reguleeritava pingega UA, koormustakisti Rk piirab anoodvoolu ja reostaadiga RG reguleeritakse tüürvoolu. Juhul kui lüliti S on avatud (IG = 0) on päripingestatud türistori äärmised siirded 1 ja 3 samuti päripingestatud, keskmine siire 2 aga vastupingestatud. Keskmisel siirdel on potentsiaalibarjääär kõrgem kui äärmistel. Madalatel anoodpingetel on türistori läbiv vool väike (_ A, mA), mis kujuneb põhiliselt vähemuslaengukandjate soojusliikumisest läbi vastupingestatud siirde 2. Pinge edasisel suurenemisel see vool märkimisväärselt ei kasva. Anoodpinge teatud väärtusest alates suureneb anoodvool järsult, sest siirde takistus väheneb laviinläbilöögi tõttu nullini. Seda pinget nimetatakse blokeerpingeks UB0. Blokeerpingel türistor avaneb .
Blokeerpinge UB0 vähendamiseks tuleb alandada vastupingestatud siirde potentsiaalibarjääri. Selle saavutamiseks ühendatakse tüürelektroodiga sõltumatu toiteallikas pingega UG = (0,3…10) V. Lüliti S sulgemisel tekib tüürahelas tüürvool IG, mida on võimalik muuta reostaadi RG abil. Tüürvoolu muutmisega on sisselülituspinget (avanemispinget) võimalik muuta suurtes piirides.
Kui türistor on vastupingestatud, s.t. UAK vastupinge on suurem kui türistori läbilöögipinge URSM, siis vastuvool kasvab järsult. Vastupinge ei tohi läbilöögipinget kunagi ületada. Türistori pinge-voolu tunnusjoon on kujutatud joonisel 3.11.
Türistor jääb avatud olekusse ka pärast tüürimpulsi lõppu ja sulgub siis kui anoodvool muutub väiksemaks hoidevoolust IH.
Tüürvoolu suurendamisel blokeerpinge UB0 väheneb ja hakkab lähenema kanalipingele (ca. 1 V).
Türistori avanemisel tüürvoolu IG = 0 korral suurema pingega kui blokeerpinge UB0 võib türistor rikneda.
Lihttüristore (SCR - Silicon Controlled Rectifier ) kasutatakse reeglina muundurites, kus väljalülitamine toimub vahelduvpinge mõjul nagu võrguga sünkroniseeritud tüüritavad alaldid, vaheldid ja lihtsad vahelduvpingeregulaatorid. Lihttüristore kasutatakse ka akulaadiates, keevitusagregaatides, asünkroonmootorite sujuvkäivitites, kontaktivabades käivitites ja teistes seadmetes.
Tulemused
Päripolaarsus
Suletud
Avatud
Up, V
Ip, uA
Upa1, V
Ipa1 , mA
Upa2, V
Ipa2 , mA
n
C
nC
n
C
nC
n
C
nC
n
C
nC
n
C
nC
n
C
nC
30
7,5/150
1,5
 
 
0,5
33
30/150
6,6
26
100/100
26
52
30/150
10,4
49
50/100
24,5
50
7,5/150
2,5
 
 
0,5
69
1,5/150
0,69
26
100/100
26
35
3/150
0,7
25
100/100
25
70
7,5/150
3,5
 
 
0,6
69
1,5/150
0,69
30
100/100
30
36
3/150
0,72
30
100/100
30
90
7,5/150
4,5
 
 
0,6
70
1,5/150
0,7
40
100/100
40
36
3/150
0,72
40
100/100
40
110
7,5/150
5,5
 
 
0,6
71
1,5/150
0,71
50
100/100
50
37
3/150
0,74
50
100/100
50
130
7,5/150
6,5
 
 
0,6
72
1,5/150
0,72
60
100/100
60
37
3/150
0,74
60
100/100
60
138
7,5/150
6,9
 
 
0,6
72
1,5/150
0,72
70
100/100
70
38
3/150
0,76
70
100/100
70
 
 
 
 
 
 
73
1,5/150
0,73
73
100/100
73
38
3/150
0,76
73
100/100
73
Ig=14,60 mA
Ig=14,22 mA
Vastupolaarsus
Uv, V
Iv, uA
n
C
nC
n
C
nC
30
7,5/150
1,5
 
 
0,4
50
7,5/150
2,5
 
 
0,4
70
7,5/150
3,5
 
 
0,5
90
7,5/150
4,5
 
 
0,5
110
7,5/150
5,5
 
 
0,5
130
7,5/150
6,5
 
 
0,5
138
7,5/150
6,9
 
 
0,6
Arvutused
Vastused
1. Türistor avaneb piisava tüürvoolu korral, mille võib tekitada impulsina. Sulgemiseks peab
anoodvool muutuma väiksemaks hoidevoolust.
2. Takistuste erinevus on suurusjärgus 10^5 korda.
3. Türistori päripingelang on tema omadustest (takistusest) sõltuv pingelang ahelas. Antud juhul on ta suurusega 0,7V.
4. Türistori põhiparameetrid on maksimaalne rakendatav pinge Udrm ja vool It, ning tavalised väärtused Vgt ja Igt.