Тақырып. Тиристорлар. Құрылғысы және негізгі физикалық процестер. Сипаттамалары. (1 сағат)

Дәрістің жоспары

1. Тиристорлар.

2. Бір операциялық тиристорлар. Тиристорлар құрылысы.

3. Тиристорлардағы физикалық үрдістер.

4. Тиристорлардың параметрлері және түрлері.

Тиристорлар деп сигнал әсерімен жабық күйден (өткізбейтін) ашық күйге (өткізетін) өтуді басқара алатын p-n құрылымды көп қабат (төрт және одан көп қабат) негізінде басқарылатын жартылай өткізгішті аспаптарды айтады.

Тиристорлардың аса кең таралған түрі төрт қабатты p-n-p-n құрылымға негізделген. Прибор электродын: А — анод, К — катод, УЭ — басқарушы электрод деп атайды.

Егер тиристорды электр тізбегіне қосса, онда нөлдік сигналдағы басқарушы электрод жағдайында тізбелікте ток болмайды. Бұл тікелей жабық күйде тиристор кедергісі өте аз болатындығымен байланысты. Егер енді бақарушы электродқа оң өрісті итеруші импульс беретін болса, онда тиристор қосылады және R_H жүктемесі арқылы ток өте бастайды.

Тиристордың маңызды ерекшелігі, ол - оны қосқаннан кейін басқарушы электродтағы сигналдың болуынан тәуелсіз түрде ашық күйі сақталады. Тиристорды анодты кернеуді нөлге дейін немесе теріс мәнге дейін (U_a£0) төмендету нәтижесінде немесе анодты токты үзу нәтижесінде өшіруге болады. Мұндай аспаптың басқарушы тізбелігі тек қана бір операцияны – тиристорды өшіруді орындайды. Тиристордың мұндай түрі аса кең таралған, бұл тиристорлар бір операциялы деген атауға ие болды.

Тиристор параметрлерінің жүйесі әр түрлі құрылғыларды жобалау барысында аспаптарды таңдау мүмкіндігін береді. Тирситор параметрлерінің қатарына өшіру кернеуі U _ВКЛ және ВАС кері тармағындағы иілу кернеуі U _ЗАГ жатады.

Тирситордың паспорттық мәліметтерінде келесі параметрлер болады: максималь тұрғыдан мүмкін болатын орташа тура ток, импульстік тура кернеу және максимальді кері ток.

Басқарушы электродқа беру керек болатын сигнал параметрлерін есептеу үшін кері итерудің басқарушы тогының және кері итерудің басқарушы кернеуінің параметрлерін қолданады. Токтың және кернеудің мұндай мәндерінде басқарушы тізбелікте тиристорды сенімді түрде кері итеру кернеу U_a тіптен аз болса да (5—10 В) және кері итеру қиын болатын төмен температура жағдайында да қамтамасыз етіледі.

Тиристордың маңызды динамикалық параметрлеріне (d i /d t)_max — тиристорды өшіргенде анодты токтың өсуінің критикалық жылдамдық шамасы жатады. (d i /d t)_max мүмкін болатын мәні артқанда жартылай өткізгішті құрылымның жеке аймақтары қызып кетуі мүмкін.

Тиристор параметрлеріне өшіру уақытын – уақытша интервалды жатқызуға болады, анодты токтың ағуы аяқталған соң аспапқа тура кернеуді қоюға болады және бұл кезде оны қайта қосу орындалмайды.

(d U /d t)_max параметрі — мүмкін болатын тура кернеудің өсу жылдамдығы. Анодты кернеу жылдамдығы бойынша бұл шектеу ауысу сыйымдылығының бар болуымен байланысты, мұнда токтың ағып өтуі анодты кернеудің жылдам өсуінде тиристордың өз бетімен кері итеруіне алып келеді.

Бір операциялы тиристорларды қолданудың басты аймағы — энергетикалық элек­троника, жоғары қуатты аймақта тиристор негізгі күштік басқарушы аспап болып табылады. Аз қуатты тиристорлар ақпараттық электрониканың импульстік схемаларында да қолданылады.

Тиристордың жоғарыда қарастырылып кеткен, негізгі түрлерінен басқа өнеркәсіп тиристорлардың басқа да бірнеше түрлерін дайындайды:

1. Динистор — бұл электродты басқарушысы жоқ тиристор. Ол кәдімгі тиристорға ұқсайды, яғни басқарушы электродқа сигнал түспейді.

2. Симистор — тура және кері кернеу үшін симметриялы ВАС көпқабатты ауыстырып қосушы аспап.

3. Екі операциялы тиристорлар 60-жылдардың аяғында пайда болды. Бұл аспаптарда басқарушы электродқа кері импульсті бергенде анодты токты тоқтатуға болады. Басқарушы импульстің қажет етілетін қуаты кері итеруші импульс қуатынан біршама үлкен.

Ұсынылатын әдебиеттер:

1. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. – 2-е изд., перераб. и доп.– М.: Высш. шк., 1991. - 622с.: ил.

2. Электротехника и основы электроники./Т.А. Глазенко, В.А. Прянишников. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1996. - 207с.

3. Прянишников В.А. Электроника. Полный курс лекций: учебное пособие. – 4-е изд. – СПб.:КОРОНА принт, 2004. 414с.: ил.

4. Электроника: учеб. пособие для вузов./В.И.Лачин, И.С. Савелов. – РОСТОВ-НА-ДОНУ: Феникс, 2000. -446с.

5. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. Учебник для вузов/ Под ред. В.А. Лабунцова. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320с.: ил.

6. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: Учебное пособие – СПб.: Питер, 2006. – 522с.: ил.

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары

1. Тиристор жабық күйден ашық күйге қалай ауысады?

2. Қосқанда және өшіргенде тиристорда қандай физикалық үрдістер жүріп өтеді?

3. Тиристорда басқарушы электродтың ролі қандай?

4. Қандай құбылыстар ауыстырып қосқанда тиристордың жылдам жұмыс жасауын арттыруға ықпал етеді?

5. Қандай мақсатпен тиристорларда базамен эммитерлі ауысуды шунтирлеу қолданылады?

Тақырып. Электрлік сұлбалардың қосымша элементтері. Резисторлар, конденсаторлар, индуктивтілік орауышы. Электрондық аппаратура трансформаторлары. (1 сағат).

Дәрістің жоспары

1. Резистор. Оның қызметі.

2. Резисторлардың жіктелуі.

3. Резистор түрлері. Негізгі параметрлері, шартты белгілері.

4. Конденсатор.

5. Конденсаторлардың жіктелуі.

6. Конденсатор түрлері. Негізгі параметрлері, шартты белгілері.

Резисторлар (кедергі) – ол электрондық аппаратураның аса кең таралған компоненттері, оның көмегімен тізбеліктер мен сұлба элементтерінің арасында электрлік энергияны реттеу және тарату орындалады.

Резисторлар өзінің жұмысына байланысты екі топқа бөлінеді:

1) жалпылай қызмет атқаратын;

2) арнайы қызмет атқаратын.

Айнымалы резисторлар жанама және реттеуші болып бөлінеді.

Жанама резисторлар электрлік режимді жанастыра жүргізу үшін арналған және тозуға төзімді болады, имеют небольшую износоустойчивость, реттеуші резистор – бірнеше рет жөндеулер жүргізу үшін қолданылады.

Резистордың өткізгіш элементін: оңаша тірек бетіне қондырылған пленка; сым немесе шағын сым; көлемді конструкция түрінде орындайды.

Өткізгіш элементтерді құру үшін қолданылған материалға байланысты резисторлар сымдық, сымсыз, металлофольгалы деп бөлінеді. Сымды және металлофольгалы резисторларда өткізгіш элементінің материалы ретінде манганинді және нихромды қолданады.

Конструкциялы орындалуы бойынша резисторларды қалыпты және тропикалық (барлық климаттық) жағдайларда дайындайды және оңашаланбаған, оңашаланған, герметизирленген, сонымен қоса вакуумды жағдайларда орындайды.

Практикада сызықты резистордан басқа термотәуелді (терморезисторлар) және сызықты емес (варисторлар) резисторларды қолданады.

Конденсаторлар, резисторлар сияқты электрондық тізбеліктің аса жалпы элементтерінің бірі болып табылады. Электрлік сипаттамалар, конструкциялар және оның қолдану аймағы оның обкладкалары арасындағы диэлектриктер түрінен байланысты болады. Ди­электрик түрі бойынша сыйымдылығы тұрақты конденсаторларды бес топқа бөлуге болады: 1) газтәрізді диэлектрикті; 2) сұйық диэлект­рикті; 3) қатты органикалық емес диэлектрикті; 4) қатты органикалық диэлектрикті; 5) оксидті диэлек­трикті, олар қалайыны, титанды, ниобийді, тантал және ниобий ерітіндісін пайдаланып жасалады.

Конденсаторларда сыйымдылықтың номинальді С_ном және нақты С_ф мәндерін бөліп қарастырады. Номинальді сыйымдылық оның жолдамалық құжаттамасының маркалауында көрсетіледі; нақты сыйымдылық — ол берілген температурада және анықталған жиілікпен өлшенген сыйымдылық мәні.

Айнымалы және жанама конденсаторлар механикалық немесе электрлік тұрғыдан өзгеретін сыйымдылықпен орындалады.

Өнеркәсіп айнымалы және жанама конденсаторларды ауалы, қатты органикалық емес және органикалық диэлектриктермен жасап шығарады. Ди­электриктерді енгізгенде конденсатордың жылжымалы және жылжымайтын обкладкалары арасындағы саңылауда сыйымдылық аса артады және үлкен өлшемдері төмендейді. Айнымалы және жанама конденсаторлар негізінен конструктивті орындалуымен ерекшеленеді.

Сызықты конденсаторлардан басқа, элоктроникада сызықты емес конденсаторлар кең таралған, олардың сыйымдылығы электрлік өріс кернеулігінен тәуелді болады және сәйкесінше сыйымдылықтың C=q/U (q—сыйымдылық мәні, U—ондағы кернеу) статикалық мәні және дифференциялық мәні тең емес. Сегнетоэлектрик негізінде орындалған сызықты емес конденсаторларды варикондалар деп атайды. p-n-ауыспалы қасиеттерін пайдалану негізінде жасалған сызықты емес конденсаторларды варикаптар деп атайды.

Сызықты емес конденсаторлар үшін тиімділік сыйымдылық ұғымын енгізді.

Тиімділікті сыйымдылық — ол U максимальды кернеуінде Q заряды, сондай кернеудегі сызықты емес конденсатордың зарядына тең болатын сызықты конденсатордың сыйымдылығы.

Сонымен қатар, кейбір кезде С_р реверсивті сыйымдылықты қолданады. Реверсивті сыйымдылық — ол айнымалы кернеудің амплитуда шегінде орташаланған, варикондқа әсер ететін дифференциялық сыйымдылық мәні

мұндағы U—варикондаға қойылған тұрақты кернеу; DQ, DU—айнымалы дабылдың әсерімен варикондада зарядты және кернеуді өзгерту.

Ұсынылатын әдебиеттер:

7. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. – 2-е изд., перераб. и доп.– М.: Высш. шк., 1991. - 622с.: ил.

8. Электротехника и основы электроники./Т.А. Глазенко, В.А. Прянишников. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1996. - 207с.

9. Прянишников В.А. Электроника. Полный курс лекций: учебное пособие. – 4-е изд. – СПб.:КОРОНА принт, 2004. 414с.: ил.

10. Электроника: учеб. пособие для вузов./В.И.Лачин, И.С. Савелов. – РОСТОВ-НА-ДОНУ: Феникс, 2000. -446с.

11. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. Учебник для вузов/ Под ред. В.А. Лабунцова. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320с.: ил.

12. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: Учебное пособие – СПб.: Питер, 2006. – 522с.: ил.

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары

1. Резисторлар мен конденсаторлардың жіктелуі, негізгі параметрлері.

2. Индуктивтілік катушкаларының типтік конструкциялары.

3. Индуктивтілік катушкаларында магниттік өзекшелер не үшін қолданылады?

4. Индуктивтілік катушкасы орамдар санынан қалай тәуелді болады?

5. Трансформаторлардың жіктелуі, қоректену трансформаторларының негізгі параметрлері.

6. Трансформатор өзекшесіндегі әуе саңылауы не үшін жасалады?

7. Дәріс тақырыбы бойынша әр түрлі 5 тестілік тапсырма құру.