Устройство приборов с четырехслойной структурой p-n-p-n
ОЗЕРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(филиал)
ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
(ОТИ НИЯУ МИФИ)
Кафедра Электроники и Автоматики
ЛАБОРАТОРНАЯ Работа №4
По курсу
«Элементы автоматики»
«Тиристорные элементы автоматики»
| Преподаватель | Миляев Р.М. | ||||
| Выполнил студент группы | 1ИТ-48Д | Семенищев С.А. Ласьков А.В. Григорьев И.С. | |||
| (индекс группы) | (дата, подпись) | (Ф.И.О.) |
Озерск
Цель работы:
1. Ознакомление с принципом действия и устройством тиристоров.
2. Ознакомление со способами управления триодными тиристорами.
3. Составление и экспериментальная проверка работы схем регуляторов мощности и выпрямителей на триодных тиристорах.
4. Экспериментальное определение основных параметров выпрямителей и регуляторов мощности на триодных тиристорах.
Выполнение лабораторного задания:
1. Собрали схему регулятора мощности с амплитудно-фазовым способом управления рисунок 1.
Рисунок 1 – Схема с регулированием угла задержки до 90°
Напряжение питания схемы 15 В, сопротивление нагрузки Rн = 200 Ом.
а) Подключили питание, убедились в работоспособности схемы.
б) Сняли зависимость тока нагрузки и угла отпирания тиристора от величины регулировочного сопротивления R2:
| R2, Ом | Iн, мА | , ° |
Зарисовали характерные осциллограммы:
Рисунок 2 - характерная осциллограмма при R2 = 1200 Ом
Рисунок 3 - характерная осциллограмма при R2 = 1400 Ом
Рисунок 4 - характерная осциллограмма при R2 = 1700 Ом
Рисунок 5 - характерная осциллограмма при R2 = 2000 Ом
Рисунок 6 - характерная осциллограмма при R2 = 2100 Ом
в) определили пределы изменения угла задержки отпирания тиристора
( » 90°) и пределы регулирования тока в нагрузке (Iпр = 24 мА).
2. Собрали схему регулятора мощности с фазосдвигающей RC-цепью рисунок 7 и проделали предыдущие пункты:
Рисунок 7 - схема с фазосдвигающей RC-цепью
а) Подключили питание, убедились в работоспособности схемы.
б) Сняли зависимость тока нагрузки и угла отпирания тиристора от величины регулировочного сопротивления R2:
| R2, Ом | Iн, мА | , ° |
Зарисовали характерные осциллограммы:
Рисунок 8 - характерная осциллограмма при R2 = 1000 Ом
Рисунок 9 - характерная осциллограмма при R2 = 7000 Ом
в) определили пределы изменения угла задержки отпирания тиристора
( » 92°) и пределы регулирования тока в нагрузке (Iпр = 25 мА).
3. Собрали схему регулятора мощности с импульсно-фазовым способом управления рисунок 10.
Рисунок 10 - Схема регулятора мощности с диодным мостом, тринистором и однопереходным транзистором в цепи управления
Напряжение питания схемы не устанавливали выше 30 В.
Сопротивление нагрузки установили Rн = 300 Ом.
а) подключили питание, убедились в работоспособности схемы.
б) Сняли зависимость тока нагрузки и угла отпирания тиристора от величины регулировочного сопротивления R2:
| R2, Ом | Iн, мА | , ° |
в) Зарисовали осциллограмму, поясняющую принцип импульсно-фазового управления тиристором (рисунок 11):
Рисунок 11 - Осциллограмма напряжений
г) определили пределы регулирования тока в нагрузке (Iпр = 7 мА).
4. Собрали схему однополупериодного тринисторного выпрямителя (рисунок 12)
Рисунок 12 - Схема тринисторного выпрямителя
На выходе выпрямителя подключили нагрузку 300 Ом.
На вход схемы подали переменное напряжение 15 В.
а) Подключили питание, убедились в работоспособности схемы.
б) Измерили величину выходного тока и напряжения, а также амплитуду пульсаций выходного напряжения при:
| Сф1=0мкФ | Сф1=100мкФ | Сф1=500мкФ | |
| Iвых, мА | |||
| Uвых, В | 5,25 | 1,3 |
в) Зарисовали осциллограммы, показывающие выходное напряжение при
Сф1 = 100мкФ (рис.13а), а также при Сф2 = 500мкФ(рис.13б):
а) б)
Рисунок 13 - Осциллограммы выходного напряжения
г) определить при какой величине входного напряжения происходит срыв стабилизации выходного напряжения. Измерить величину выходного напряжения и тока: Uср = 10В
Uвых = 0,1В
Iвых = 9мА
Зарисовали характерную осциллограмму:
Рисунок 14 – Характерная осциллограмма
Вывод: мы изучили описание лабораторных работ, стенд, ознакомились с принципом действия и устройством тиристорных элементов автоматики, ознакомились со способами управления триодными тиристорами, составили и экспериментально проверили работу схем регуляторов мощности и выпрямителей на триодных тиристорах, экспериментально определили основные параметры выпрямителей и регуляторов мощности на триодных тиристорах.
Ответы на контрольные вопросы:
Устройство приборов с четырехслойной структурой p-n-p-n.
Приборы с четырехслойной структурой p-n-p-n представляют собой один из видов многочисленного семейства полупроводниковых приборов, свойства которых определяются наличием в толще полупроводниковой пластины смежных слоев с различными типами проводимости. Основу такого прибора составляет кремниевая пластина, имеющая четырехслойную структуру, в которой чередуются слои с дырочной p и электронной n проводимостями (рис.15).
Рисунок 15 - Схематическое устройство полупроводникового прибора с четырехслойной структурой (а), представление его в виде двухтранзисторной схемы (б, в).