TYRYSTOR I TRIAK.

L ABORATORI UM PODSTAW EL EK TRONI K I
TYRYSTOR I TRI AK .
DZ 2008-03-11
1
TYRYSTOR I TRI AK .
Celem
cwiczenia
jest
zapoznanie
sie
z
charakterystykami
podstawowych
pólprzewodnikowych sterowanych elementów przelaczajacych takich jak tyrystor, triak i diak, oraz ze
sposobami ich zalaczania i wylaczania.
Przed zajeciami na podstawie podanego na koncu instrukcji wykazu literatury nalezy
zapoznac sie z zasada dzialania, charakterystykami i oznaczeniami parametrów badanych elementów.
Nalezy równiez opracowac schematy ukladów pomiarowych do badania tyrystora, diaka i triaka.
Pr zebieg cwiczenia:
A) TYRYSTOR
1) Zmontowac uklad pomiarowy wedlug rysunku 1(*).
2)Wyznaczyc zaleznosc pradu i napiecia przelaczania bramki tyrystora I GT od napiecia anoda-katoda
tyrystora: IGT(UAK). Prad przelaczajacy bramki tyrystora jest to najmniejsza wartosc pradu bramki
powodujaca przelaczenie tyrystora ze stanu blokowania do stanu przewodzenia przy zadanym
napieciu anoda-katoda. W czasie pomiar ów nalezy zwr acac uwage na wlasciwy dobór zakr esu
amper omier za w obwodzie glównym - poniewaz przejscie ze stanu blokowania do przewodzenia
tyrystora jest procesem raptownym bardzo latwo doprowadzic mozna do uszkodzenia miernika.
Jedna z mozliwosci zapobiegania problemom jest ustawienie ograniczenie pradu zasilacza
stosownie do zakresu pomiarowego zastosowanego amperomierza. Pomiary wykonac w zakresie
UAK 0...60V.
3)Wyznaczyc charakterystyke pradowo -napieciowa obwodu glównego tyrystora w stanie blokowania
IT(UAK) przy IG=const. Wartosc pradu bramki dobrac tak aby tyrystor nie zalaczal sie w czasie
pomiarów. Pomiary wykonac dla trzech róznych wartosci parametru, w tym dla I G=0 w zakresie
napiecUAK 0....60V.
4) Wyznaczyc charakterystyke pradowo napieciowa obwodu glównego tyrystora I T(UAK) przy
IG=const w stanie przewodzenia. Pomiary wykonac dla trzech róznych wartosci pradu bramki, w
maksymalnym mozliwym zakresie zmian pradu. Obwód glówny powinien byc zasilany z zasilacza
typu 5531. Jaki uklad pomiarowy zastosujesz w tym przypadku?
5) Wyznaczyc charakterystyke pradowo -napieciowa obwodu glównego tyrystora I T(UAK) przy
IG=const w stanie zaworowym. Pomiary wykonac dla trzech róznych wartosci parametru, w
zakresie napiec UAK 0...500V. Nalezy korzystac z zasilacza IZS -5. W czasie pomiar ów zachowac
ost r oznosc z uwagi na obecnosc napiec zagr azaj acych zyciu.
6)Wyznaczyc prad wylaczania (podtrzymania) tyrystora I H. Prad ten jest to najmniesza wartosc pradu
przewodzenia niezbedna do utrzymania tyrystora w stanie przewodzenia. Pomiary zrealizowac dla
malych napiec zasilania, oraz dla trzech róznych wartosci pradu bramki (w tym dla IG=0).
7)Wyznaczyc napiecie przelaczania tyrystora dla rozwartego obwodu bramki. Stosowac zasilacz IZS 5.
8)Wyznaczyc charakterystyke obwodu bramkowego I G(UGK) przy I T=const., pomiary przeprowadzic
w zakresie IG ..do 50mA (dla dwóch biegunowosci napiecia bramka -katoda).
9)Opcjonalne - obejrzec i przerysowac ch-ki tyrystora na charakterografie.
(*)Schemat dostepny w instrukcji w laboratorium DZ 2008.
B) TRIAK.
1) Zmontowac uklad pomiarowy wedlug rysunku 2(*).
2)Wyznaczyc zaleznosc pradu i napiecia przelaczania bramki tyrystora I GT od napiecia anoda-katoda
triaka: I GT(UAK). Prad przelaczajacy bramki triaka jest to najmniejsza wartosc pradu bramki
DZ 2008-03-11
2
powodujaca przelaczenie ze stanu blokowania do stanu przewodzenia przy zadanym napieciu
anoda-katoda. W czasie pomiar ów nalezy zwr acac uwage na wlasciwy dobór zakr esu
amper omier za w obwodzie glównym - poniewaz przejscie ze stanu blokowania do przewodzenia
jest procesem raptownym bardzo latwo doprowadzic mozna do uszkodzenia miernika. Jedna z
mozliwosci zapobiegania problemom jest ustawienie ograniczenie pradu zasilacza stosownie do
zakresu pomiarowego zastosowanego amperomierza. Pomiary wykonac w zakresie UAK 0...60V.
3)Wyznaczyc charakterystyke pradowo -napieciowa obwodu glównego triaka w stanie blokowania
IT(UAK) przy IG=const. Wartosc pradu bramki dobrac tak aby triak nie zalaczal sie w czasie
pomiarów. Pomiary wykonac dla trzech róznych wartosci parametru - w tym dla I G=0, w zakresie
napiec UAK 0....60V.
4) Wyznaczyc charakterystyke pradowo napieciowa obwodu glównego triaka I T(UAK) przy I G=const
w stanie przewodzenia. Pomiary wykonac dla trzech róznych wartosci pradu bramki, dla dwóch
biegunowosci napiecia anoda-katoda, w maksymalnym mozliwym zakresie zmian pradu. Obwód
glówny powinien byc zasilany z zasilacza typu 5531. Jaki uklad pomiarowy zastosujesz w tym
przypadku?
5)Wyznaczyc prad wylaczania (podtrzymania) triaka I H. Prad ten jest to najmniesza wartosc pradu
przewodzenia niezbedna do utrzymania triaka w stanie przewodzenia. Pomiary zrealizowac dla
malych napiec zasilania, oraz dla trzech róznych wartosci pradu bramki (w tym dla IG=0).
6)Wyznaczyc napiecie przelaczania triaka dla rozwartego obwodu bramki dla obu biegunowosci
napiecia UAK. Zasosowac zasilacz IZS-5.
7)Wyznaczyc charakterystyke obwodu bramkowego I G(UGK) przy I T=const., pomiary przeprowadzic
w zakresie IG . -50 do 50mA (dla dwóch biegunowosci napiecia bramka -katoda).
8)Opcjonalne - obejrzec ch-ki triaka na charakterografie. DZ 2008
C) DIAK
W ukladzie jak na rysunku 3 lub przy pomocy charakterografu wyznaczyc charakterystyke pradowo
napieciowa diaka.
Obejrzec nastepujace charakterystyki tyrystora i triaka za pomoca charakterografu:
-glówna
-bramkowe (dla obu polaryzacji UBK)
Opracowanie wyników:
1)Wykreslic zmierzone i ogladane na charakterografie charakterystyki.
2)Wyznaczyc na podstawie wykreslonych charakterystyk rezystancje dynamiczna i statyczna tyrystora
i triaka w stanie przewodzenia i blokowania.
3) Porównac symetrie charakterystyk triaka.
4)Na charakterystykach bramkowych zaznaczyc punkty odpowiadajace pradom przelaczenia tyrystora
i triaka.
5)Na podstawie zmierzonych charakterystyk w zakresie przewodzenia wyznaczyc napiecie progowe
UTO badanych elementów. Napiecie progowe jest to wartosc napiecia wyznaczona przez przeciecie z
osia napiec prostej przechodzacej przez punkty zmierzonej ch -ki o wspólrzednych 0.5 I T(AV) i 1
IT(AV). Wykreslona prosta jest jednoczesnie najprostsza aproksymacja ch -ki zaworu (dla zakresu
przewodzenia), jej nachylenie odzwierciedla „srednia” rezystancje dynamiczna w tym zakresie.
6) Na podstawie przeprowadzonych pomiarów wyjasnic/omówic mozliwosc sterowania moca
dostarczana
do
odbiornika\obciazenia
z
wykorzystaniem
sterowanych
zaworów
pólprzewodnikowych.
7) Skomentowac otrzymane wyniki pomiarów. DZ 2008
Zalecana literatura:
1. A. Kusy „Podstawy elektroniki” skrypt PRz
2. W. Marciniak „Przyrzady pólprzewodnikowe i uklady scalone”
3. „Miernictwo elementów pólprzewodnikowych i ukladów scalonych” (praca zbiorowa)
4. „Elementy pólprzewodnikowe i uklady scalone” (katalog UNITRA-CEMI)
DZ 2008-03-11
3
Wartosci parametrów niektórych elementów przelaczajacych:
Tyrystor BTP2/100:
ITAV......... 2A
UDRM....... .100V
URRM.........100V
UDSM..........120V
URSM..........120V
IDRM........ ..3mA
IRRM........ ..3mA
PT......... .4W
PGAV...........0.1W
PGM....... ....1W
IGT.............20mA
IGTM...........50mA
IRG.............5mA
UGT........ ...0.7V
IH........... ..10mA
IHM.............30mA
TRIAK KT783:
ITAV....... ..10A
ITSM........ .60A
UDRM..... ...400V
PT.......... ...4W
IGTM...........80mA
UGTM.........3V
ILM.............240mA
IHM.............50mA
DIAK KR105:
PT............. 300mW
IFRM.............1000mA
UB0........... 26V ±4V
IB0........ .... <1mA
IHM..............50mA
|IB01 - IB02| <5V
Parametry niektórych uzywanych w cwiczeniu przyrzadów:
Multimetr V560 prod. MERATRONIK
pomiar pradów stalych: dokladnosc: ±0.5% wartosci mierzonej
pomiar pradów przemiennych: dokladnosc (30Hz - 10kHz): ±0.5% w.m.
pomiar napiec stalych: dokladnosc: ±0.1% w.m. rezystancja wejsciowe: 10MΩ
pomiar napiec przemiennych: rezystancja wejsciowa 10MΩ
dokladnosc dla zakresu 200mV:
pasmo 30Hz - 10kHz: ±0.5% w.m.
pasmo 10kHz - 100kHz: ±5% w.m.
dokladnosc na pozostalych zakresach: j.w.
Multimetr V562 prod. MERATRONIK
pomiar pradów stalych: dokladnosc: ±0.5% wartosci mierzonej ±2 cyfry
pomiar pradów przemiennych: dokladnosc (40Hz - 10kHz): ±1% w.m. ±5 cyfr
pomiar napiec stalych: dokladnosc: ±0.5% w.m. ±1 cyfra rezystancja wejsciowe: 10MΩ
pomiar napiec przemiennych: rezystancja wejsciowa 10MΩ DZ 2008
dokladnosc dla zakresu 200mV:
pasmo 40Hz - 20kHz: ±1% w.m. ±5 cyfr
pasmo 20kHz - 100kHz: ±1% w.m. ±10 cyfr
dokladnosc na pozostalych zakresach:
pasmo 40Hz - 20kHz: ±1% w.m. ±5 cyfr
pasmo 20kHz - 100kHz: ±1% w.m. ±10 cyfr
podzakresy pozostale: 1MΩ / 80pF
czas ustalania wskazan: dla napiec o czestotliwosci ≥ 100Hz: ≤ 2s.
dla napiec o czestotliwosci < 100Hz: ≤ 5s.
Zasilacz typ 5121 Unitra Unima:
....zakresy napiec wyjsciowych +6V;±20V,
....prad maksymalny 2.5A (zakres 6V) oraz 0.5A (zakres 20V).
DZ 2008-03-11
4
Schemat ideowy ukladu dla pomiarów tyrystora.
A
mA
ZASILACZ
V
ZASILACZ
V
UWAGA: dobr ac wlasciwie zakr esy mier ników (zwlaszcza amper omier za w obwodzie
glównym) i obciazalnosci r ezystor ów dekadowych!
Schemat ideowy ukladu dla pomiarów triaka.
A
mA
ZASILACZ
V
V
Schemat ideowy ukladu dla pomiarów diaka.
+
ZASILACZ
−
DZ 2008-03-11
A
V
5
ZASILACZ