КАФЕДРА Электротехнических Специальностей

....

## Лабораторная работа № 2

2.1. Тема: « Снятие и исследование характеристик тиристора »

2.2. Цель: Приобрести практические навыки и умения при работе с тиристорами. Изучить принцип действия тиристора. Снять и проанализировать его вольтамперную характеристику.

Время 2 часа

Оборудование: Лабораторный стенд 87Л-01, ГТ, ГН1, ГН3, ИВ, АВМ1, АВМ2, АВО, тиристор КУ101Б, набор радиоэлементов.

2.3 Программа работы:

2.3.1.Подготовить чистовой вариант формы отчета.

2.3.2 Изучить схему установки.

2.3.3 Дать описание схемы установки

2.3.4 Ознакомиться с основным теоретическим положением.

2.3.5 Снять вольтамперную характеристику тиристора.

2.3.6 Построить графики на миллиметровой бумаге.

2.3.7 Проанализировать полученные результаты и сделать выводы письменно.

2.3.8 Оформить отчет.

2.4 Ход работы:

2.4.1 Заполнить таблицу 1.

#### Таблица 1 -Технические данные измерительных приборов

П/п

#### Наименование

Тип

Тип изм. Сист.

Предел измерения

Класс точности

Завод. номер

2.4.2 Собрать схему установки.

Рис. 1

2.4.2.1. Описание схемы:

2.4.3 Подключить сменную панель к указанным в оборудовании блокам.

2.4.4. Подключить схему согласно рис.1 и гнездам блоков АВМ1, АВМ2, ГТ, И ГН3, РА1 и РА2 (АВМ1), PV1 и PV2 (АВМ2).

2.4.5. Снять ВАХ тиристора при Iу = 2 мА, изменяя напряжение на блоке ГН3 от 0 до 30 В.

2.4.6. Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты измерений

Прямое напряжение, В | 5 | 10 | 20 | 25 | 30
Прямой ток, мА |  |  |  |  |

2.4.7. Построить вольтамперную характеристику.

Рис.2.

2.5. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Тиристорами называются управляемые полупроводниковые приборы на основе многослойных (четыре и более) p-n структур и обладающие способностью под действием сигнала управления переходить из закрытого (непроводящего) состояния в открытое (проводящее). В открытом состоянии тиристоры хорошо проводят электрический ток, а в закрытом они представляют собой большое сопротивление, соизмеримое с сопротивлением кремниевого диода при обратном напряжении.

Основное назначение тиристоров – безотрывная коммутация электрических цепей. Тиристоры имеют структуру “ p-n-p-n” , т.е. три “p-n” перехода: П1, П2, П3. Анод прибора соединен со слоем р1, а катод К – со слоем n2, а управляющий электрод УЭ со слоем p2 (или n1) (рис.2а)

Одна из возможных схем включения тиристора показана на рис. 2б. Положительное относительно катода основное напряжение Uа подается на анод, а управляющее напряжение Uупр на управляющий электрод.

При токе Iупр = 0 тиристор закрыт, если напряжение на его аноде меньше напряжения переключения Uпрк (рис.3), при котором тиристор переключается в проводящее состояние даже при Iупр = 0. Это состояние устойчиво и может длиться неограниченно долго (например точка Б).

Основное напряжение Uа распределяется между переходами прибора,

причем для переходов П1 и П3 оно прямое, а для перехода П2 – обратное. Поэтому большая часть напряжения Uа приложена к переходу П2 и анодный ток тиристора представляет собой обратный ток этого перехода.

Дальнейшее увеличение напряжения Uа сопровождается увеличением напряжения на всех переходах. При напряжении близком к Uпрк, электроны и дырки, поступающие в слои П1 и р2 из слоев р1 и n2, уменьшают сопротивление перехода П2, что сопровождается увеличением прямого напряжения на переходах П1 и П3 и тиристор переключается в проводящее состояние (точка А). Ток анода открытого тиристора определяется в основном сопротивлением резистора нагрузки Rн (рис. 2б.).

Тиристор может находиться во включенном состоянии неограниченно долго: пока существуют условия для протекания в его основной цепи достаточного анодного тока. При напряжении управляющего электрода Uупр > 0 тиристор включается при любом положительном напряжении на аноде (начиная с нескольких вольт), причем, чем меньше это напряжение, тем большим должен быть ток УЭ.

а) Устройство тиристора б) Схема включения одноопе-

рационного тиристора

Рис.2.

#### Вольтамперная характеристика тиристора поясняющая принцип действия

2.6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

2.6.1. Почему тиристоры относятся к классу многослойных полупроводниковых структур?

2.6.2. Какими условными знаками обозначают тиристоры на схемах?

2.6.3. Объясните физический смысл ВАХ тиристора.

2.6.4. Каким образом можно ускорить процесс отпирания тиристора?

2.6.5. Область применения тиристоров и их маркировка?