Vous pouvez souvent entendre et lire le mot « thyristor » dans les magazines populaires d’ingénierie radio. Nous parlons d'un dispositif semi-conducteur. Mais malheureusement, un tel dispositif n'existe pas, puisque les thyristors sont une classe d'appareils. Il comprend un dinistor (thyristor à diode), un trinistor (thyristor à triode) et un triac (thyristor symétrique). Nous apprendrons à les connaître à travers des expériences amusantes. Commençons avec Dinistor.

Chaque dispositif semi-conducteur de la classe des thyristors est un « gâteau » de plusieurs couches qui forment une structure semi-conductrice de jonctions p-n alternées. Le dinistor possède trois de ces transitions (Fig. 1), mais les conclusions sont tirées uniquement des régions extrêmes (p et n). La surface du cristal "tarte" avec une conductivité électrique de type N est généralement soudée au fond du boîtier - c'est la cathode du dinistor, et la sortie de la surface opposée du cristal se fait à travers un isolant en verre - ceci est l'anode.

Extérieurement, le dinistor (la série KN102 avec les indices alphabétiques AI et son analogue avec la désignation 2N102 est commune) n'est pas différent des diodes de redressement de la série D226. Comme dans le cas d'une diode, une tension d'alimentation positive est fournie à l'anode du dinistor et une tension d'alimentation négative à la cathode. Et assurez-vous d'inclure une charge dans le circuit du dinistor : une résistance, une lampe, un enroulement de transformateur, etc.

Si vous augmentez progressivement la tension, le courant traversant le dinistor augmentera initialement légèrement (Fig. 2). Le restaurant est pratiquement fermé. Cet état continuera jusqu'à ce que la tension sur le dinistor devienne égale à la tension d'activation Uon. À ce moment, un processus d'augmentation de courant semblable à une avalanche se produit dans la structure à quatre couches et le dinistor passe à l'état ouvert. La chute de tension à ses bornes diminue fortement (cela peut être vu dans la caractéristique) et le courant traversant le dinistor sera désormais déterminé par la résistance de charge, mais il ne doit pas dépasser le maximum autorisé Iopen.max. Pour tous les dinistors du KN102 série, ce courant est de 200 mA.

La tension à laquelle le dinistor s'ouvre est appelée tension d'allumage (Uon), et le courant correspondant à cette valeur est le courant d'allumage (Ion). Chaque dinistor a sa propre tension d'allumage, par exemple pour KN102A. - 20 V et pour KN102I - 150 V. La même tension de commutation pour tous les dinistors de la série est de 5 mA.

Le dinistor peut rester à l'état ouvert tant que le courant continu qui le traverse dépasse le courant minimum admissible Isp, appelé courant de maintien.

La branche inverse de la caractéristique du dinistor est similaire à la même branche d'une diode conventionnelle. Alimentation d'une tension inverse au dinistor au-dessus de l'Urev.max admissible. pourrait l’endommager. Pour tous les dinistors et Uob.max. est de 10 V, tandis que le courant Irev.max. ne dépasse pas 0,5 mA.

Maintenant que vous êtes familiarisé avec certains paramètres du dinistor, vous pouvez assembler deux générateurs et les expérimenter.

Générateur de flash lumineux (Fig. 3). Il permet d'obtenir les éclairs lumineux d'une lampe à incandescence. Lorsque la fiche X1 du générateur est insérée dans une prise de courant, le condensateur C1 commencera à se charger (uniquement pendant les demi-cycles positifs). Le courant de charge est limité par la résistance R1. Dès que la tension à ses bornes atteint la tension d'allumage du dinistor, le condensateur se déchargera à travers celui-ci ainsi que la lampe EL1. Bien que la tension sur le condensateur soit beaucoup plus élevée (8 fois !) que la tension de fonctionnement de la lampe (2,5 V), elle ne grillera pas car la durée de l'impulsion du courant de décharge est trop courte.

Une fois le condensateur déchargé, le dinistor se fermera et le condensateur recommencera à se charger. Bientôt un nouveau flash apparaîtra, suivi du suivant, etc. Avec les détails indiqués sur le schéma, des flashs se succéderont toutes les 0,5 s.

Remplacez la résistance par une autre, disons, inférieure. La fréquence des épidémies va augmenter. Et avec une résistance de résistance plus élevée, cela diminuera. Un résultat similaire sera obtenu en diminuant ou en augmentant la capacité du condensateur.

En revenant au circuit générateur d'origine, installez un condensateur supplémentaire C2 (il peut s'agir de papier ou d'oxyde) d'une capacité de plusieurs microfarads pour une tension d'au moins 400 V. Les flashs disparaîtront. La solution est simple. Lorsque ce condensateur n'était pas présent, la résistance recevait la Fig. 3 demi-cycles de la tension secteur, c'est-à-dire qu'elle varie de zéro à la valeur d'amplitude maximale. Par conséquent, après avoir déchargé le condensateur C1, le courant traversant le dinistor à un moment donné (lorsque la sinusoïde passe par zéro) est tombé à zéro et le dinistor s'est éteint. Avec la connexion du condensateur C2, la tension à la borne gauche de la résistance selon le schéma devient déjà pulsée, car le condensateur commence à agir comme un filtre pour un redresseur demi-onde et la tension sur celui-ci ne tombe pas à zéro. Et par conséquent, après l'ouverture du dinistor et le premier éclair de la lampe, un petit courant continue de le traverser, dépassant le courant de maintien. Le dinistor ne s'éteint pas, le générateur ne fonctionne pas.

Certes, le générateur peut fonctionner (et vous pouvez le vérifier) ​​si vous augmentez la résistance de la résistance, mais les éclairs se produiront alors trop rarement. Pour augmenter la fréquence des flashs, essayez de réduire la capacité du condensateur C1. Ce qui se passera, c'est que l'énergie stockée dans le condensateur ne sera pas suffisante pour maintenir une luminosité suffisante des flashs.

Le dinistor de cet appareil peut être, en plus de celui indiqué sur le schéma, KN102B. Condensateur C 1 - oxyde de tout type avec une tension nominale d'au moins 50 V, diode - avec un courant d'au moins 50 mA et une tension inverse d'au moins 400 V, résistance - avec une puissance d'au moins 2 W, lampe - avec une tension de fonctionnement de 2,5 V et un courant de 0,26 A.

Générateur de fréquence audio (Fig. 4). Son circuit est similaire au précédent, mais la lampe à incandescence est remplacée par une charge à plus haute impédance - un casque TON-2 (BF1) dont les capsules sont retirées du bandeau (il n'est pas nécessaire de le retirer) et connectés en série. La capacité du condensateur de charge-décharge (C2) a été considérablement réduite, ce qui a augmenté la fréquence du signal généré (jusqu'à 1000 Hz). La résistance de la résistance de limitation (R2) dans le circuit dinistor a également augmenté.

Les éléments restants sont un redresseur demi-onde, dans lequel le condensateur C1 filtre la tension redressée, et la résistance R1 aide à réduire la tension inverse sur la diode VD1. Si vous utilisez une tension alternative de 45...60 V pour alimenter le générateur, la résistance R1 n'est pas nécessaire.

Le condensateur C1 peut être en papier, par exemple MBM, C2 - de tout type avec une tension d'au moins 50 V, une diode - n'importe lequel avec une tension inverse admissible d'au moins 400 V.

Dès que la fiche X1 est insérée dans la prise de courant, un son d'une certaine tonalité apparaîtra dans les écouteurs. Remplacez le condensateur C2 par un autre de plus petite capacité - et la tonalité du son augmentera. Si vous installez un condensateur plus gros, les téléphones produiront un son plus grave. Les mêmes résultats seront obtenus en changeant la résistance de la résistance R2 - vérifiez-le. A noter qu'on réalise actuellement des microcircuits ayant des caractéristiques proches de celles des dinistors, et dans certains cas ils peuvent les remplacer (voir « Radio », 1998, n° 5, pp. 59-61).

Et en conclusion, quelques mots sur les précautions de sécurité. Lorsque vous effectuez des expériences avec des générateurs, ne touchez pas les bornes des pièces avec vos mains lorsque la fiche X1 est connectée au réseau, ne touchez pas les écouteurs, surtout ne les mettez pas sur votre tête, et lors de toutes soudures ou connexions de pièces, mettre la structure hors tension et décharger (avec une pince à épiler ou un morceau de fil de montage) les condensateurs.

Le prochain dispositif semi-conducteur de la classe des thyristors est le thyristor. Sa principale différence avec un dinistor est la présence d'une sortie supplémentaire, appelée électrode de commande (CE), issue de l'une des transitions (Fig. 5) de la structure à quatre couches. Que nous apporte cette conclusion ?

Supposons que l'électrode de commande n'est connectée nulle part. Dans cette version, le thyristor conserve les fonctions d'un dinistor et s'allume lorsque la tension anodique Uon est atteinte (Fig. 6).

Mais dès que vous appliquez au moins une petite tension positive à l'électrode de commande par rapport à la cathode et que vous faites ainsi passer un courant continu à travers le circuit électrode de commande - cathode, la tension d'activation diminuera. Plus le courant est élevé, plus la tension d'activation est faible.

La tension d'activation la plus basse correspondra à un certain courant maximum Iу.е, appelé courant de rectification - la branche directe est tellement redressée qu'elle devient similaire à la même branche de diode.

Après avoir allumé (c'est-à-dire ouvert) le SCR, l'électrode de commande perd ses propriétés et il sera possible de désactiver le SCR soit en réduisant le courant direct en dessous du courant de maintien Isp, soit en coupant brièvement la tension d'alimentation (un court-circuit). circuit entre l'anode et la cathode est acceptable).

Le thyristor peut être ouvert soit par un courant continu traversant l'électrode de commande, soit par un courant pulsé, et la durée d'impulsion autorisée est de plusieurs millionièmes de seconde !

Chaque thyristor (vous rencontrerez le plus souvent des thyristors des séries KU101, KU201, KU202) possède certains paramètres, qui sont donnés dans des ouvrages de référence et selon lesquels le thyristor est généralement sélectionné pour la structure assemblée. Premièrement, il s'agit de la tension directe constante admissible (Upr) à l'état fermé, ainsi que d'une tension inverse constante (Urev) - elle n'est pas spécifiée pour tous les thyristors, et en l'absence d'un tel chiffre, il n'est pas souhaitable d'appliquer tension inverse à un thyristor donné.

Le paramètre suivant est le courant continu à l'état ouvert (Ipr) à une certaine température de boîtier admissible. Si le thyristor chauffe à une température plus élevée, il devra être installé sur un radiateur - cela est généralement indiqué dans la description de conception.

Non moins important est un paramètre tel que le courant de maintien (Isp), qui caractérise le courant anodique minimum auquel le thyristor reste passant après la suppression du signal de commande. Les paramètres limites du circuit de l'électrode de commande sont également spécifiés - courant d'ouverture maximum (Iу.оt) et tension d'ouverture constante (Uу.оt) à un courant ne dépassant pas Iу.оt.

Lors du fonctionnement des SCR des séries KU201, KU202, il est recommandé d'inclure une résistance shunt avec une résistance de 51 Ohms entre l'électrode de commande et la cathode, bien qu'en pratique, dans la plupart des cas, un fonctionnement fiable soit observé sans résistance. Et une autre condition importante pour ces thyristors est que lorsque la tension à l'anode est négative, l'alimentation en courant de commande n'est pas autorisée.

Réalisons maintenant quelques expériences pour mieux comprendre le fonctionnement du SCR et les caractéristiques de son contrôle. Faites le plein d'un thyristor, par exemple KU201L, d'une lampe à incandescence miniature de 24 V, d'une source de tension constante de 18...24 V à un courant de charge de 0,15...0,17 A et d'une source de tension alternative de 12...14. V (par exemple, un réseau d'un transformateur d'un ancien récepteur ou magnétophone avec deux enroulements secondaires de 6,3 V à un courant allant jusqu'à 0,2 A, connectés en série).

Comment ouvrir un thyristor (Fig. 7). Réglez le moteur de la résistance variable R2 en position inférieure selon le schéma, puis connectez la cascade de thyristors à une source de courant continu. En appuyant sur le bouton SB1, déplacez doucement le curseur de la résistance variable vers le haut du circuit jusqu'à ce que la lampe HL1 s'allume. Cela indiquera que le thyristor s'est ouvert. Vous pouvez relâcher le bouton, la lampe continuera à briller.

Pour fermer le thyristor et le ramener à son état d'origine, il suffit de couper brièvement l'alimentation. La lampe s'éteindra. En appuyant à nouveau sur le bouton, vous ouvrez le thyristor et allumez la lampe. Essayez maintenant de l'éteindre d'une autre manière - avec le bouton relâché, brièvement, disons, avec une pince à épiler, fermez les bornes de l'anode et de la cathode, comme indiqué sur la Fig. 7 par ligne pointillée.

Pour mesurer le courant d'ouverture du SCR, connectez un milliampèremètre au circuit ouvert de l'électrode de commande (au point A) et, en déplaçant doucement le curseur de la résistance variable de la position inférieure vers la position supérieure (avec le bouton enfoncé), attendez que le la lampe s’allume. L'aiguille du milliampèremètre enregistrera la valeur actuelle souhaitée.

Ou peut-être aimeriez-vous savoir quel est le courant de maintien d’un SCR ? Connectez ensuite le milliampèremètre au circuit ouvert au point B, et en série avec lui une résistance variable (d'une valeur nominale de 2,2 ou 3,3 kOhm), dont il faut d'abord retirer la résistance. Le SCR étant ouvert, augmentez la résistance de la résistance supplémentaire jusqu'à ce que l'aiguille du milliampèremètre revienne brusquement à zéro. La lecture du milliampèremètre avant ce moment est le courant de maintien.

Le thyristor est commandé par une impulsion (Fig. 8). Modifiez légèrement l'étage du thyristor en supprimant la résistance variable et en introduisant le condensateur C1 d'une capacité de 0,25 ou 0,5 μF. Désormais, la tension continue n'est pas fournie à l'électrode de commande, même si cela ne rend pas le thyristor incontrôlable.

Après avoir appliqué la tension d'alimentation à la cascade, appuyez sur le bouton. Le condensateur C1 se chargera presque instantanément et son courant de charge sous forme d'impulsion traversera la résistance R2 et l'électrode de commande connectées en parallèle. Mais même une impulsion aussi courte est suffisante pour que le thyristor s'ouvre. La lampe s'allumera et, comme dans le cas précédent, restera dans cet état même après avoir relâché le bouton. Le condensateur se déchargera à travers les résistances R1, R2 et sera prêt pour la prochaine impulsion de courant.

Prenez maintenant un condensateur à oxyde C2 d'une capacité d'au moins 100 uF et connectez-le momentanément dans la polarité appropriée aux bornes anode et cathode du SCR. Une impulsion de courant de charge traversera également le condensateur. En conséquence, le thyristor sera contourné (les bornes indiquées sont fermées) et, naturellement, il se fermera.

SCR dans le régulateur de puissance (Fig. 9). La capacité du SCR à s'ouvrir à différentes tensions d'anode en fonction du courant de l'électrode de commande est largement utilisée dans les régulateurs de puissance qui modifient le courant moyen circulant à travers la charge.

Pour vous familiariser avec ce « métier » de trinistor, assemblez un tracé à partir des pièces présentées sur le schéma. Dans un redresseur double alternance, des diodes individuelles et un pont de diodes prêt à l'emploi, par exemple les séries KTs402, KTs405, peuvent fonctionner. Comme vous pouvez le voir, il n'y a pas de condensateur de filtrage à la sortie du redresseur - ce n'est pas nécessaire ici. Pour surveiller visuellement les processus se déroulant dans la cascade, connectez un oscilloscope fonctionnant en mode automatique (ou veille) avec synchronisation interne en parallèle à la charge (lampe HL1).

Réglez le curseur de la résistance variable R2 en position haute selon le schéma (la résistance est supprimée) et appliquez une tension alternative au pont de diodes. Appuyez sur le bouton SB1. La lampe s'allumera immédiatement et une image d'alternances d'une onde sinusoïdale apparaîtra sur l'écran de l'oscilloscope (schéma a), caractéristique d'un redressement double alternance sans condensateur de lissage.

Relâchez le bouton et la lampe s'éteindra. Tout est correct, car le thyristor se ferme dès que la tension sinusoïdale passe par zéro. Si un condensateur à oxyde filtrant est installé à la sortie du redresseur, il ne permettra pas à la tension redressée de diminuer jusqu'à zéro (la forme de tension pour cette option est indiquée dans le schéma avec une ligne pointillée) et la lampe ne s'éteindra pas après en relâchant le bouton.

Appuyez à nouveau sur le bouton et déplacez doucement le curseur de la résistance variable vers le bas le long du circuit (entrez la résistance). La luminosité de la lampe commencera à diminuer et la forme de la « demi-onde sinusoïdale » commencera à se déformer (schéma b). Maintenant, le courant traversant l'électrode de commande diminue par rapport à la valeur d'origine et, par conséquent, le thyristor s'ouvre à une tension d'alimentation plus élevée, c'est-à-dire qu'une partie de l'onde demi-sinusoïdale, le thyristor reste fermé. Puisque cela réduit le courant moyen traversant la lampe, sa luminosité diminue.

Avec un mouvement supplémentaire du moteur à résistance, et donc une diminution du courant de commande, le thyristor ne peut s'ouvrir que lorsque la tension d'alimentation atteint pratiquement son maximum (schéma c). Une diminution ultérieure du courant traversant l’électrode de commande entraînera la non-ouverture du SCR.

Comme vous pouvez le constater, en modifiant le courant de commande, et donc l'amplitude de la tension sur l'électrode de commande, il est possible de réguler la puissance au niveau de la charge dans une plage assez large. C'est l'essence de la méthode d'amplitude de contrôle d'un thyristor.

S'il est nécessaire d'obtenir de grandes limites de contrôle, la méthode de phase est utilisée, dans laquelle la phase de la tension sur l'électrode de commande est modifiée par rapport à la phase de la tension anodique.

Il n'est pas difficile de passer à cette méthode de contrôle - il suffit de connecter un condensateur à oxyde C1 d'une capacité de 100...200 μF entre l'électrode de commande et la cathode SCR. Désormais, le thyristor pourra s'ouvrir à de petites amplitudes de tension anodique, mais déjà dans la seconde « moitié » de chaque demi-cycle (schéma d). En conséquence, les limites de modification du courant moyen traversant la charge, et donc de la puissance libérée sur celle-ci, s'élargiront considérablement.

Analogue SCR. Il arrive qu'il ne soit pas possible d'acheter le thyristor requis. Il peut être remplacé avec succès par un analogique assemblé à partir de deux transistors de structures différentes. Si une tension positive (par rapport à l'émetteur) est appliquée à la base du transistor VT2, le transistor s'ouvrira légèrement et le courant de base du transistor VT1 le traversera. Ce transistor s'ouvrira également légèrement, ce qui entraînera une augmentation du courant de base du transistor VT2. Une rétroaction positive entre les transistors entraînera leur ouverture en avalanche.

Les transistors analogiques sont sélectionnés en fonction du courant de charge maximal et de la tension d'alimentation. La transition de commande de l'analogique et du thyristor est alimentée par une tension (ou un signal d'impulsion) de polarité uniquement positive. Si, en raison des conditions de fonctionnement de l'appareil en cours de conception, un signal négatif peut apparaître, l'électrode de commande doit être protégée, par exemple en allumant une diode (cathode à l'électrode de commande, anode à la cathode du SCR).

Le dernier dispositif de la famille des thyristors est un triac (Fig. 11), symétrique thyristor. Comme le thyristor, il est fabriqué dans un boîtier similaire avec les mêmes bornes d'anode, d'électrode de commande et de cathode. Le triac a une structure multicouche complexe avec des jonctions électron-trou. Une sortie de commande (CE) est réalisée à partir de l'une des transitions.

Étant donné que les deux régions extrêmes de la structure ont le même type de conductivité, s’il existe une tension appropriée aux électrodes du triac, les impulsions de courant peuvent le traverser dans les deux sens.

Les triacs courants que vous rencontrerez dans la pratique de la radio amateur sont la série KU208.

Lire et écrire utile

Les diistors produits en série en termes de paramètres électriques ne répondent pas toujours aux intérêts créatifs des concepteurs radioamateurs. Il n'existe pas, par exemple, de dinistors avec une tension de commutation de 5...10 et 200...400 V. Tous les diistors ont un écart important dans la valeur de ce paramètre de classification, qui dépend également également de la température ambiante. ils sont conçus pour un courant de commutation relativement faible (inférieur à 0,2 A), et donc une faible puissance de commutation. Une régulation en douceur de la tension de commutation est exclue, ce qui limite le champ d'application des dinistors. Tout cela oblige les radioamateurs à recourir à la création d'analogues de dinistors avec les paramètres souhaités.

Moi aussi, je recherche depuis longtemps un tel analogue d'un diistor. La version originale était un analogue, composé d'une diode Zener D814D et d'un trinistor KU202N (Figure i).

Tant que la tension sur l'analogue est inférieure à la tension de stabilisation de la diode Zener, l'analogue est fermé et aucun courant ne le traverse. Lorsque la tension de stabilisation de la diode Zener est atteinte, elle s'ouvre d'elle-même, ouvre le trintor et l'analogue dans son ensemble. En conséquence, un courant apparaît dans le circuit dans lequel l'analogue est connecté. La valeur de ce courant est déterminée par les propriétés du thyristor et sa résistance. AG ruzki. En utilisant des thyristors de la série KU202 avec les indices de lettres B, V, N et la même diode Zener D814D, 32 mesures du courant et de la tension de commutation de l'analogue du diistor ont été effectuées. L'analyse montre. que la valeur moyenne du courant d'enclenchement analogique est d'environ 7 mA. et la tension d'activation est de 14,5 ± 1 V. L'étalement de la tension d'activation s'explique par la différence de résistance des jonctions de commande des trinistors utilisés.

Tension d'allumage toi sur, un tel analogue peut être calculé à l'aide d'une formule simplifiée : toi sur=tu st+ tu es où tu es St- Tension de stabilisation de la diode Zener, uuue - chute de tension à la transition de commande du thyristor.

Lorsque la température du thyristor change, la chute de tension aux bornes de sa jonction de commande change également, mais seulement légèrement. Cela entraîne une certaine modification de la tension d'activation analogique. Par exemple, pour le thyristor KU202N, lorsque la température de son boîtier passait de 0 à 50 °C, la tension de commutation changeait entre 0,3 et 0,4 % par rapport à la valeur de ce paramètre à une température de 25 °C.

Famille Volts -Les caractéristiques en ampères de cette version analogique sont présentées sur la Fig. 3, leur section de démarrage est sur la Fig. 4. et la dépendance de la tension de commutation sur la résistance de la résistance est sur la Fig. 5. Comme l'analyse l'a montré, la tension de commutation d'un tel analogique est directement proportionnelle à la résistance du résistance. Cette tension peut être calculée à l'aide de la formule uincl.r= uust+uue+ion.ue*r1où uv cl r est la tension d'allumage de l'analogue régulé, ivcl y e est le courant d'allumage de l'analogue régulé du diistor le long de l'électrode de commande.

Un tel analogue est exempt de presque tous les inconvénients des dinistors, à l'exception de l'instabilité de température. Comme on le sait, à mesure que la température du thyristor augmente, son courant de commutation diminue. Dans un analogue régulé, cela entraîne une diminution de la tension d'activation, et plus la résistance de la résistance est grande, plus elle est importante. Par conséquent, il n'est pas conseillé de rechercher une augmentation importante de la tension d'activation avec une résistance variable. sera afin de ne pas altérer la stabilité en température de l'analogue.

Les expériences ont montré que cette instabilité est faible. Ainsi, pour un analogue avec un thyristor KU202N, lorsque la température de son boîtier change entre 10...30°C la tension d'allumage a changé, avec une résistance i kOhm - de ±1,8 %. à 2 kOhm - de ±2,6%, à 3 kOhm - de ±3%, à 4 kOhm - de ±3,8%. Une augmentation de la résistance de i kOhm a entraîné une augmentation de la tension de seuil de commutation de l'analogue réglable de 20 % en moyenne par rapport à la tension de commutation de l'analogue dinistor d'origine. Par conséquent, la précision moyenne de la tension de commutation de l’analogue régulé est meilleure que 5 %.

L'instabilité de température de l'analogue avec le trinnstor KU101G est moindre, ce qui s'explique par le courant d'activation relativement faible (0,8...1,5 mA). Par exemple. avec le même changement de température et une résistance d'une résistance de 10, 20, 30 et 40 kOhm, l'instabilité de température était respectivement de +-0,6%, +-07,%, +-0,8%,+-1%. L'augmentation de la résistance de la résistance tous les 10 kOhms a augmenté le niveau de tension d'activation de l'analogue de 24 % par rapport à la tension de l'analogue sans résistance. Ainsi, l'analogue avec le thyristor KU101G a une grande précision de la tension d'allumage - son instabilité de température est inférieure à i%, et avec le thyristor KU202N - une précision légèrement moins bonne de la tension d'allumage (dans ce cas, le résistance résistance ri devrait être de 4,7 kOhm).

En assurant le contact thermique entre le thyristor et la diode Zener, l'instabilité en température de l'analogue peut être encore moindre, puisque pour les diodes Zener avec une tension de stabilisation supérieure à 8 V, le coefficient de température de la tension de stabilisation est positif, et le coefficient de température de la tension d'ouverture des thyristors est négative.

La stabilité thermique d'un analogue réglable d'un diistor avec un thyristor puissant peut être augmentée en incluant une résistance variable dans le circuit anodique d'un thyristor de faible puissance (Fig. b).

Résistance r1 limite le courant de l'électrode de commande SCR contre et augmente sa tension d'activation de 12%. Une résistance variable r2 vous permet d'ajuster la tension d'allumage du trinistor contre 2.

L'amélioration de la stabilité en température de cette version de l'analogue s'explique par le fait qu'avec une augmentation de la résistance de la résistance r2 le courant de commutation de l'analogue vers l'électrode de commande diminue et le courant de commutation de celui-ci vers l'anode augmente. Et comme avec un changement de température dans ce cas le courant de l'électrode de commande diminue moins et que le courant total est activéla valeur de l'analogique augmente, alors pour une augmentation équivalente de la tension de commutation de l'analogique, une résistance plus faible de la résistance est nécessaire r2 - cela crée des conditions favorables pour augmenter la stabilité en température de l'analogue.

Pour réaliser la stabilité thermique d'un tel analogue, le courant d'ouverture du SCR contre 2 doit être de 2...3 mA - plus que le courant d'ouverture du thyristor contre1 afin que ses changements de température n'affectent pas le fonctionnement de l'analogue. L'expérience a montré que la tension d'allumage de l'analogue thermostable ne changeait pratiquement pas lorsque la température de ses éléments passait de 20 à 70 °C.

L'inconvénient de cette version de l'analogue Dinistor réside dans les limites relativement étroites pour régler la tension de commutation avec une résistance variable. r2. Plus ils sont étroits, plus le courant de commutation des thyristors est important contre 2. Par conséquent, afin de ne pas détériorer la stabilité thermique de l'analogue, il est nécessaire d'utiliser des SCR avec le courant d'activation le plus faible possible. La plage de réglage de la tension d'enclenchement analogique peut être étendue en utilisant des diodes Zener avec différentes tensions de stabilisation.

Les analogues réglables du dinistor trouveront une application dans l'automatisation et la télémécanique, les générateurs de relaxation, les régulateurs électroniques, les seuils et de nombreux autres appareils radio

Section : [Régulateurs de puissance]
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Autrefois, lorsqu'il était nécessaire d'allumer des circuits électriques lorsque la tension augmentait jusqu'à un certain seuil, ils recouraient à l'utilisation de relais électromagnétiques polarisés. Cependant, des dimensions et un poids importants, une fiabilité insuffisante de la cinématique et des paires de contacts limitaient fortement l'utilisation de ces dispositifs. De nos jours, ils ont été remplacés par des appareils miniatures sans contact appelés dinistors. Il s'agit de diodes semi-conductrices à quatre couches dont la structure ressemble à deux transistors : de type p-n-p et n-p-n, la base de l'une étant connectée au collecteur du second, formant une rétroaction positive interne (Fig. 1).

Bien que la tension Uo appliquée au dinistor soit faible, les deux transistors sont verrouillés. De ce fait, la résistance totale de l’appareil est de l’ordre de plusieurs centaines de kOhms. Cependant, à une tension légèrement supérieure à U®, le microcourant accru du collecteur d'un transistor, circulant dans la base du second, l'ouvre légèrement.

L'augmentation forcée du courant de collecteur du deuxième transistor a un effet important sur la base du premier, l'ouvrant également légèrement. Ce processus de croissance semblable à une avalanche conduit au déverrouillage complet de l'ensemble de la paire de transistors et le dinistor passe dans un état conducteur (c'est-à-dire que sa résistance chute à des fractions d'ohm).

Une illustration visuelle peut être la caractéristique courant-tension d'un dinistor. La branche ascendante AB attire immédiatement l'attention, caractérisant la tension Ues que cet appareil peut supporter sans perdre l'état fermé. Il correspond au courant de fuite normalisé Ies.

On peut voir que lorsque la tension sur le dynistor augmente jusqu'au niveau seuil (Uon), le point de fonctionnement « glisse » le long de la section BV de la caractéristique dans l'état conducteur (ligne VG fortement ascendante), où le courant devient maximum, égal à Ioc. Il est limité par l'échauffement admissible, limité par la résistance de la résistance externe.

Un paramètre important pour un dinistor est le courant de maintien minimum Isp (point B), en dessous duquel l'appareil s'éteint automatiquement. Les principales caractéristiques techniques lors du changement de polarité incluent bien entendu également la tension inverse Uо6р et le courant Irev. Pour les dinistors domestiques, la série peut-être la plus courante, KN102, est caractérisée par : Ios 200 mA, Uos 1,5 V, Isp 0,1-15 mA, Ies 0,15 mA, Irev 0,5 mA. Les modifications de ces appareils désignées par des lettres ne diffèrent que par les valeurs de Ues, Urev, Uon (voir tableau). Il convient également de savoir qu'en réalité, l'indicateur Uincl a un écart dont la limite inférieure est environ la moitié de celle des données de passeport standard habituellement publiées.

D'après ce qui précède, il est clair : pour mettre le dinistor à l'état éteint, vous devez interrompre brièvement son courant ou réduire (par rapport à la valeur du tableau Isp) le courant qui le traverse. La configuration et les dimensions de tous les représentants de la série KN102 (Fig. 1) sont similaires à celles des diodes de redressement D226.

Sur la base des dinistors, vous pouvez assembler de nombreux appareils : des multivibrateurs et déclencheurs les plus simples aux conceptions complexes conçues pour les radioamateurs expérimentés. Le développement publié ci-dessous s’adresse principalement aux bricoleurs débutants. Il s'agit d'un briquet électronique indispensable au quotidien (surtout si la maison ou le chalet est gazéifié).

Comme le montre le schéma de circuit (Fig. 2), le dispositif recommandé comprend un filtre anti-bruit C1R1C2R2, un redresseur à deux diodes avec condensateur de stockage C3, activé par le bouton SB1, un dinistor VS1, un transformateur d'impulsions T1 et un élément d'allumage coaxial. Travaillant dans ce qu'on appelle le mode doublement, le redresseur charge un condensateur de stockage à partir d'un réseau d'éclairage domestique. Et lorsque la tension sur C3 atteint le niveau Uon du dinistor VS1, ce dernier passe dans un état passant. Le condensateur de stockage est immédiatement déchargé sur l'enroulement primaire I du transformateur d'impulsions T1. En conséquence, une impulsion haute tension est induite dans l'enroulement secondaire II et un claquage d'étincelle se produit entre les électrodes coaxiales S1, S2, enflammant le gaz provenant du brûleur.

Le noyau magnétique du transformateur d'impulsions est une tige de ferrite d'un diamètre de 8 mm et d'une longueur d'environ 60 mm. Qualité ferrite - 400NN. Tout d'abord, un tel circuit magnétique est enveloppé de deux couches de ruban isolant. Ensuite, un enroulement secondaire est placé, qui contient 1 800 tours de fil PEV2-0,08. Viennent ensuite deux nouvelles couches de ruban isolant et l'enroulement primaire est posé dessus (dix tours de fil PEV2-0,5). L'élément d'allumage est un tube métallique (électrode S1) d'un diamètre allant jusqu'à 8 mm avec un passage traversant. coupes, dans lesquelles un morceau d'aiguille à tricoter est placé coaxialement (électrode S2). La coaxialité est assurée par deux rondelles-inserts en diélectrique résistant au feu

Après avoir acquis de l'expérience dans la fabrication d'un briquet électronique, vous pouvez passer à des circuits plus complexes, où le dinistor joue un rôle tout aussi important. Par exemple, dans un appareil (Fig. 3), qui permet de détecter en temps opportun une isolation affaiblie, par exemple dans un réfrigérateur, un lave-linge ou tout autre appareil électroménager. Connecté entre le corps métallique de l'équipement utilisé et la « masse », qui peut être par exemple une conduite d'eau en acier, il signalera rapidement l'apparition d'un 30 V indésirable, compagnon des équipements électriques vieillissants.

Le niveau de tension spécifié n'est pas accidentel. C'est ce qui est encore reconnu comme sans danger pour l'homme, mais qui suffit déjà pour juger du problème d'isolation et de l'opportunité de réparations rapides. Ainsi, lorsque 30 V apparaissent sur le corps de l'appareil électroménager contrôlé, le dinistor VS1 de l'appareil se déclenche, déchargeant rapidement le condensateur C1 vers la résistance R2. La surtension qui en résulte déverrouille brièvement le transistor VT1 (KT3107A), dans le circuit collecteur duquel se trouve une LED rouge (AL307B).

Étant donné que la tension alternative contrôlée entrant dans le circuit devient demi-onde grâce à la diode VD1 (KD105B), après avoir déchargé le condensateur C1 (20 μF, 100 V), le courant traversant le dinistor KN102B s'arrête. Mais le prochain cycle de charge de C1 commence.

Le processus décrit est répété cycliquement avec une fréquence de clignotements d'environ 1 Hz. Le circuit SB1R4 est introduit pour vérifier la fonctionnalité de la batterie (type 3R12) en déverrouillant de force le transistor.

L'ensemble de l'appareil, en plus des composants radio déjà mentionnés, comprend MLT-0.5 (R1) et MLT-0.25 (autres résistances), un condensateur K50-29, un bouton de commutation unipolaire et un micro-interrupteur (par exemple, d'un ancien récepteur de poche). La plupart d'entre eux sont placés sur un circuit imprimé constitué d'une feuille de plastique unilatérale de 1,5 mm d'épaisseur. La configuration requise des conducteurs pseudo-imprimés est obtenue en découpant des rainures isolantes dans la couche conductrice.

Et voici un design fait maison pour ceux qui sont obligés d'utiliser un téléphone couplé. Vous êtes convaincu de son intérêt lorsque vous devez passer un appel et que la ligne est, par exemple, occupée par un voisin trop bavard. Un détecteur automatique assemblé selon le schéma électrique (Fig. 4) permet de recevoir rapidement une information fiable indiquant que la ligne est libre sans décrocher le combiné du téléphone.

Le fait est que lorsque la ligne est occupée, la tension à l'entrée de l'appareil bloqué est nulle, mais augmente jusqu'à environ 40 V lorsque la ligne est libérée. C'est à cela que réagit le dinistor VS1, connecté au fil « positif » de la ligne à travers la chaîne C1R4, dont les paramètres électriques sont similaires à ceux du circuit d'appel téléphonique.

La surtension linéaire est convertie, grâce au condensateur C1, en une seule impulsion capable de déverrouiller brièvement le dinistor. C'est justement cet état qui est fixé par le courant qui viendra de la batterie GB1 via VS1 et HL1. De ce fait, la lueur uniforme de la LED est une sorte d’invitation à décrocher le combiné de l’appareil et à éteindre le détecteur dont on n’a plus besoin.

Le rôle de la diode VD1 est de ne pas laisser passer une impulsion de tension relativement élevée provenant de la ligne vers la batterie. S'il n'y a pas de dinistor approprié, il peut être remplacé par un analogique assemblé sur les transistors VT1 et VT2, illustré dans le schéma de circuit à côté de VS1.

Il semble que la fabrication d'un circuit imprimé à partir d'une feuille getinax ou textolite de dimensions 28x25x1,5 mm ne posera pas de difficultés particulières. Il y aura également un condensateur K73-9 de la capacité requise, des résistances MLT-0,25 des valeurs requises, une batterie galvanique de type 3R12... S'il y a suffisamment d'espace à l'intérieur du boîtier du téléphone, la carte avec les composants radio montés dessus peut être placé dans l'appareil lui-même, faisant ressortir la LED et la tête du micro-interrupteur. Eh bien, comme source d'alimentation, utilisez une batterie composée de trois cellules galvaniques de petite taille de type R03 ou miniature STs-18.

P. YUREV

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Thyristors à diodes - Dinistors sont largement utilisés dans divers dispositifs d'automatisation. Cependant, cette utilisation des dinistors présente un certain nombre d'inconvénients dont le principal est le suivant.

La tension d'activation du dinistor domestique à basse tension KN102A est de 20 V et la chute de tension à ses bornes à l'état ouvert est inférieure à 2 V. Ainsi, une tension d'environ 18 V est appliquée à la transition de commande du thyristor après avoir allumé le dinistor. Dans le même temps, la tension maximale admissible à cette transition pour les thyristors communs des séries K U 201, K U 202, elle n'est que de 10 V. Et si vous tenez également compte du fait que la tension d'activation des dinistors, même d'un seul type, a un écart atteignant 200 %, il devient alors clair que la transition de commande du thyristor subit des surcharges excessivement importantes. Cela limite l'utilisation de dinistors pour contrôler les thyristors triodes.

Dans de tels cas, vous pouvez utiliser des réseaux à deux terminaux - analogues de Dinistor, caractérisé en ce que leur tension d'activation peut être bien inférieure à la tension d'activation du dinistor à tension la plus basse.

Schéma de l'un des analogues - transistor transistor montré sur la fig. 1. Il se compose de transistors de structures différentes, connectés de manière à ce que le courant de base de l'un d'eux soit le courant de collecteur de l'autre et vice versa. Dru En d’autres termes, il s’agit d’un appareil qui suscite de profonds retours positifs.

Riz. 1

Lors de la connexion de l'alimentation via la jonction émetteur du transistor T1 le courant de base circule, ce qui entraîne l'ouverture du transistor, ce qui provoque l'apparition du courant de base du transistor T2.

L'ouverture de ce transistor entraîne une augmentation du courant de base du transistor T1 et, par conséquent, sa poursuite de l'ouverture. Le processus se déroule comme une avalanche, si bien que très vite les deux transistors se retrouvent dans un état saturé.

La tension d'activation d'un tel dispositif lors de l'utilisation, par exemple, des transistors MP116 et MP113 n'est égale qu'à quelques fractions de volt, c'est-à-dire pratiquement pas différente de la tension de saturation de cette paire de transistors. Cela ne permet pas d'utiliser un tel réseau à deux terminaux comme appareil de commutation. Si les jonctions émetteurs des transistors T1 et T2 shunt avec résistances, comme le montre la Fig. 2, alors la tensionla mise sous tension de l'appareil augmentera considérablement.

Riz. 2

La raison de ce phénomène est une diminution de la profondeur de la rétroaction positive, puisque seule une partie du courant du collecteur de l'autre est désormais ramifiée vers la base de chaque transistor. En conséquence, un processus semblable à une avalanche d’ouverture des transistors se produit à une tension plus élevée. La tension d'activation peut être modifiée à l'aide de résistances R1 et R2.

Ainsi, avec leur résistance égale à 5,1 kOhm, la tension d'activation est de 9 V, avec 3 kOhm - 12 V. Les résultats ont été obtenus avec une augmentation douce de la tension sur le réseau à deux bornes. Si la tension est de nature pulsée, la mise sous tension peut se produire à des valeurs inférieures. Le fait est qu'un transistor analogique, comme un dinistor ordinaire, est sensible non seulement à l'amplitude de la tension qui lui est appliquée, mais également au taux de son augmentation. Vous pouvez éliminer la possibilité de mise sous tension à des tensions inférieures à la tension de commutation en shuntant le réseau à deux bornes avec un condensateur C1 (voir Fig. 2).

Riz. 3

Comme pour le dinistor, la tension d'activation du transistor analogique diminue avec l'augmentation de la température. Cet inconvénient peut être facilement éliminé en remplaçant les résistances R1 et R2 thermistances.

Le circuit d'un autre analogue de Dinistor est illustré à la Fig. 3. La tension d'activation d'un tel réseau à deux bornes est déterminée par le circuit formé par la diode Zener D1 et la transition de commande du thyristor J2 , entre lesquels est répartie la tension appliquée aux bornes du réseau à deux bornes. Lorsque cette tension devient égale à la tension d'activation, la diode Zener se brise et le courant circule à travers la jonction de commande du thyristor. Le thyristor s'ouvre, shuntant la diode Zener et la tension aux bornes du réseau à deux bornes diminue fortement. La tension d'enclenchement de l'appareil illustrée à la Fig. 3 est égal à 8 V.

Riz. 4

En figue. La figure 4 montre un schéma du thyristor triode D5, dans le circuit de commande duquel est utilisé le dernier des dispositifs à deux bornes considérés (diode Zener). D6 et thyristor D7). Avec le thyristor fermé Condensateur D5 C1 chargé via la charge et la résistance R2 courant redressé par des diodes D1-D4.

Lorsque la tension aux bornes du condensateur devient égale à la tension d'allumage du réseau à deux bornes, la diode Zener D6 perce et ouvre le thyristor J7. Condensateur C1 déchargé par les contrôles thyristor D5, à la suite de quoi il ouvre et connecte également la charge au redresseur pour le temps restant jusqu'à la fin de l'alternance de la tension secteur. À la fin, le thyristor se ferme à mesure que le courant qui le traverse diminue jusqu'à zéro, après quoi le cycle se répète.

Utiliser une résistance variable R2 vous pouvez modifier le courant de charge du condensateur C2, et, par conséquent, le moment d'ouverture du thyristor D5, c'est-à-dire pour réguler la tension moyenne aux bornes de la charge.

Dinistor DB3 est une diode bidirectionnelle (diode de déclenchement), spécialement conçue pour contrôler un triac ou un thyristor. Dans son état de base, le dinistor DB3 ne conduit pas de courant à travers lui-même (à l'exception d'un léger courant de fuite) jusqu'à ce qu'une tension de claquage lui soit appliquée.

À ce moment, le dinistor passe en mode avalanche et présente la propriété de résistance négative. En conséquence, une chute de tension d'environ 5 volts se produit aux bornes du dinistor DB3, et il commence à faire passer à travers lui un courant suffisant pour ouvrir un triac ou un thyristor.

Le diagramme de la caractéristique courant-tension du dinistor DB3 est présenté ci-dessous :

Brochage du Dinistor DB3

Puisque ce type de semi-conducteur est un dinistor symétrique (ses deux bornes sont des anodes), il n'y a absolument aucune différence dans la façon de le connecter.

Caractéristiques du Dinistor DB3

Analogues du dinistor DB3

• HT-32
• STB120NF10T4
• STB80NF10T4
• BAT54

Comment vérifier le Dinistor DB3

La seule chose qui peut être déterminée avec un simple multimètre est un court-circuit dans le dinistor, auquel cas il laissera passer le courant dans les deux sens. Ce type de contrôle Dinistor est similaire à.

Pour vérifier complètement les performances du dinistor DB3, nous devons appliquer une tension en douceur, puis voir à quelle valeur la panne se produit et la conductivité du semi-conducteur apparaît.

Source de courant

La première chose dont nous avons besoin est une alimentation DC réglable de 0 à 50 volts. La figure ci-dessus montre un schéma simple d'une telle source. Le régulateur de tension indiqué dans le schéma est un variateur ordinaire utilisé pour régler l'éclairage de la pièce. En règle générale, un tel gradateur dispose d'un bouton ou d'un curseur pour modifier la tension en douceur. Transformateur réseau 220V/24V. Les diodes VD1, VD2 et C1, C2 forment un filtre demi-onde.

Étapes de vérification

Étape 1: Réglez la tension zéro sur les broches X1 et X3. Connectez un voltmètre CC à X2 et X3. Augmentez lentement la tension. Lorsque la tension sur un transistor en fonctionnement atteint environ 30 (selon la fiche technique de 28 V à 36 V), la tension sur R1 augmentera fortement jusqu'à environ 10-15 volts. Cela est dû au fait que le dinistor présente une résistance négative au moment de la panne.

Étape 2: Tournez lentement le bouton du variateur pour diminuer la tension d'alimentation, et à environ 15 à 25 volts, la tension aux bornes de la résistance R1 devrait chuter brusquement jusqu'à zéro.

Étape 3: Il faut répéter les étapes 1 et 2, mais en connectant le dinistor en sens inverse.

Vérification du dinistor à l'aide d'un oscilloscope

Si vous disposez d'un oscilloscope, nous pouvons alors assembler un générateur de relaxation à l'aide du dinistor DB3 testé.

Dans ce circuit, il est chargé via une résistance d’une résistance de 100k. Lorsque la tension de charge atteint la tension de claquage du dinistor, le condensateur est fortement déchargé à travers celui-ci jusqu'à ce que la tension diminue en dessous du courant de maintien auquel le dinistor se ferme. À ce moment (à une tension d'environ 15 volts), le condensateur recommencera à se charger et le processus se répétera.