Діністори - це різновид напівпровідникових приладів, точніше - некерованих тиристорів. У своїй структурі він містить три p - n переходу і має чотиришарову структуру.
Його можна порівняти з механічним ключем, тобто, прилад може перемикатися між двома станами - відкрите і закрите. У першому випадку електричний опір прагне до дуже низьким величинам, у другому ж, навпаки - може досягати десятків і сотень Мом. Перехід між станами відбувається стрибкоподібно.
Вконтакте
Динистор DB 3
Даний елемент не отримав широкого поширення в радіоелектроніці, але все одно часто застосовується в схемах пристроїв з автоматичним перемиканням, перетворювачах сигналів і генераторів релаксаційних коливань.
Як працює прилад?
Для пояснення принципу роботи динистора db 3 позначимо наявні в ньому p - n переходи як П1, П2 і П3 слідуючи за схемою від анода до катода.
У разі прямого включення приладу до джерела живлення, пряме зміщення доводиться на переходи П1 і П3, а П2, в свою чергу, починає працювати в зворотному напрямку. При такому режимі, db 3 вважається закритим. Падіння напруги відбувається на П2 перехід.
Струм в закритому стані визначається струмом витоку, який має дуже маленькі значення (соті частки мкА). Повільне і плавне збільшення напруги, що подається, аж до максимальної напруги закритого стану (напруги пробою), не сприятиме значному зміни струму. Але при досягненні цієї напруги, струм збільшується стрибком, а напруга, навпаки - падає.
У такому режимі роботи, прилад на схемі набуває мінімальні значення опору (від сотих часток ом до одиниць) і починає вважатися відкритим. Для того щоб закрити прилад, то на ньому потрібно зменшити напругу. У схемі зі зворотним підключенням, переходи П1 і П3 закриті, П2 відкритий.
Динистор db 3. Опис, характеристики і аналоги
Динистор db 3 - одна з найпопулярніших різновидів некерованих тиристорів. Застосовується найчастіше в перетворювачах напруги люмінесцентних лам і трансформаторів. Принцип роботи даного приладу такий же, як і у всіх некерованих тиристорів, відмінності лише в параметрах.
Відомості про апарат:
- Напруга відкритого динистора - 5В
- Максимальний струм відкритого динистора - 0.3А
- Імпульсний струм у відкритому стані - 2А
- Максимальна напруга закритого приладу - 32В
- Струм в закритому приладі - 10А
Динистор db 3 може працювати при температурах від -40 до 70 градусів Цельсіяя.
Перевірка db 3
Вихід з ладу такого приладу-рідкісна подія, але, тим не менш воно все-таки може статися. Тому перевірка динистора db 3 - важливе питання для радіоаматорів і ремонтників радіоапаратури.
На жаль, через технічні особливості даного елемента, перевірити його звичайним мультиметром не вийде. Єдина дія, яке можна реалізувати за допомогою тестера - це прозвонка. Але подібна перевірка не дасть нам точних відповідей на питання про працездатність елемента.
Однак це зовсім не означає, що перевірити прилад неможливо або просто важко. Для дійсно інформативною перевірки про стан цього елемента, нам необхідно зібрати простеньку схему, що складається з резистора, світлодіоди і самого динистора. Підключаємо елементи послідовно в наступному порядку - анод динистора до блоку живлення, катод до резистору, резистор до анода світлодіода. В якості джерела живлення необхідно використовувати регульований блок з можливістю підняття напруги до 40 вольт.
Процес перевірки за даною схемою полягає в поступовому збільшенні напруги на джерелі з метою загоряння світлодіода. У разі робочого елемента, світлодіод загориться при напрузі пробою і відкритті динистора. Провівши операцію в зворотному порядку, тобто зменшуючи напругу, ми повинні побачити, як світлодіод згасне.
Крім даної схеми, існує спосіб перевірки за допомогою осцилографа .
Схема перевірки буде складатися з резистора, конденсатора і динистора, включення якого буде паралельним конденсатору. Підключаємо харчування 70 вольт. Резистор - 100кОм. Схема працює в такий спосіб - конденсатор заряджається до напруги пробою і різко розряджається через db3. Після процес повторюється. На екрані осцилографа ми виявимо релаксаційні коливання у вигляді ліній.
Аналоги db 3
Незважаючи на рідкість виходу приладу з ладу, іноді це відбувається і необхідно шукати заміну. Як аналогів, на які можна замінити наш прилад, пропонуються наступні види динисторов:
- HT-32
- вітчизняний КН102А
Як ми бачимо, аналогів приладу дуже мало, але його можна замінити деякими польовими транзисторами, з особливих схемами включення, наприклад, STB120NF10T4.
У цій статті розглянемо динистор, принцип його роботи, позначення, в яких схемах зустрічається і для чого він потрібен. Динистор ставитися за своїм складом до напівпровідників, точніше до тиристорам, і має в своєму складі цілих три p-n переходу. У нього немає керуючого електрода, і його застосування в електроніці, досить бідно.
Принцип роботи динистора
Спробую пояснити принцип роботи динистора, доступною мовою. Почнемо з того, при прямому включенні динистора в ланцюг, він почне пропускати струм, тільки коли напруга на ньому, виростить до необхідної величини, кілька десятків вольт. На відміну від діода, він відкривається від декількох часток вольта.
Коли динистор відкриється, величина струму в ланцюзі, буде залежати тільки від опору самої ланцюга, ключ спрацював. Динистор називається не повністю керований ключ, його можна вимкнути, якщо знизити струм, що проходить через елемент.
Тепер нам необхідно його закрити, починаємо знижувати напругу на кінцях динистора. Відповідно знижується струм, що проходить через прилад. При певному значенні струму, що проходить через елемент, динистор закриється. Струм в ланцюзі миттєво впаде до нуля, ключ закривається.
Все можна зрозуміти з графіка, кому важко і не зовсім зрозуміло, підсумуємо. Динистор відкривається при певному напруженні, а закривається при деякому значенні струму.
Як позначається динистор на схемі? Практично як діод, тільки посередині має вертикальну риску. Хоча це не єдина його позначення, всі вони відносяться до класу тиристорів, звідси і різноманітність.
Де використовуються діністори
Використовується в основному в регуляторах потужності і імпульсних генераторах. Пилососи, настільні, люмінесцентні лампи, в електронних трансформаторах. УШМ, дрилі та інший інструмент.
Серед величезної кількості всіляких напівпровідникових приладів існує динистор.
У радіоелектронної апаратури динистор зустрічається досить рідко, ходячи його можна зустріти на друкованих платах широко поширених енергозберігаючих ламп, призначених для установки в цоколь звичайної лампи. У них він використовується в ланцюзі запуску. У малопотужних лампах його може і не бути.
Також динистор можна виявити в електронних пускорегулювальних апаратах, призначених для ламп денного світла.
Динистор відноситься до досить великим класу тиристорів.
Умовне графічне позначення динистора на схемах.
Для початку дізнаємося, як позначається динистор на принципових схемах. Умовне графічне позначення динистора схоже на зображення діода за одним винятком. У динистора є ще одна перпендикулярна риса, яка, судячи з усього, символізує базову область, яка і надає діністоров його властивості.
Умовне графічне позначення динистора на схемах
Також варто відзначити той факт, що зображення динистора на схемі може бути і іншим. Так, наприклад, зображення симетричного динистора на схемі може бути таким, як показано на малюнку.
Можливе позначення симетричного динистора на схемі
Як бачимо, поки що немає якогось чіткого стандарту в позначенні динистора на схемі. Швидше за все, пов'язано це з тим, що існує величезний клас приладів під назвою тиристори. До тиристорам відноситься динистор, тринистор (triac), симистор, симетричний динистор. На схемах всі вони зображаються схожим чином у вигляді комбінації двох діодів і додаткових ліній, що позначають або третій висновок (тринистор) або базову область (динистор).
У зарубіжних технічних описах і на схемах, динистор може мати назви trigger diode, diac (симетричний динистор). Позначається на принципових схемах буквами VD, VS, V і D.
Чим відрізняється динистор від напівпровідникового діода?
По-перше, варто відзначити, що у динистора три (!) P-n переходу. Нагадаємо, що у напівпровідникового діода p-n перехід всього один. Наявність у динистора трьох p-n переходів надає діністоров ряд особливих властивостей.
Принцип роботи динистора.
Суть роботи динистора полягає в тому, що при прямому включенні він не пропускає струм до тих пір, поки напруга на його висновках не досягне певного значення. Значення цієї напруги має певну величину і не може бути змінено. Це пов'язано з тим, що динистор є некерованим тиристором - у нього немає третього, керуючого, виведення.
Відомо, що і звичайний напівпровідниковий діод також має напругу відкриття, але воно становить кілька сотень мілівольт (500 мілівольт у кремнієвих і 150 у германієвих). При прямому включенні напівпровідникового діода він відкривається при додатку до його висновків навіть невеликого напруги.
Щоб детально і наочно розібратися в принципі роботи динистора звернемося до його вольт-амперної характеристики (ВАХ). Вольт-амперна характеристика хороша тим, що дозволяє наочно побачити те, як працює напівпровідниковий прилад.
На малюнку нижче вольт-амперна характеристика (англ. Current-voltage characteristics) Імпортного динистора DB3. Відзначимо, що даний динистор є симетричним і його можна впаивать в схему без дотримання цокольовка. Працювати він буде в будь-якому випадку, ось тільки напруга включення (пробою) може трохи відрізнятися (до 3 вольт).
Вольт-амперна характеристика симетричного динистора
На ВАХ динистора DB3 наочно видно, що він симетричний. Обидві гілки характеристики, верхня і нижня, однакові. Це свідчить про те, що робота динистора DB3 не залежить від полярності прикладеної напруги.
Графік має три області, кожна з яких показує режим роботи динистора при певних умовах.
Червоний ділянку на графіку показує закритий стан динистора. Струм через нього не тече. При цьому напруга, прикладена до електродів динистора, менше напруги включення V BO - Breakover voltage.
Синій ділянку показує момент відкриття динистора після того, як напруга на його висновках досягло напруги включення (V BO або U вкл.). При цьому динистор починає відкриватися і через нього починає протікати струм. Далі процес стабілізується і динистор переходить в наступний стан.
Зелений ділянку показує відкрите стан динистора. При цьому струм, який протікає через динистор обмежений тільки максимальним струмом I max, який вказується в описі на конкретний тип динистора. Падіння напруги на відкритому динисторе невелика і коливається в районі 1 - 2 вольт.
Виходить, що динистор в своїй роботі схожий на звичайний напівпровідниковий діод за одним винятком. Якщо пробивна напруга або по-іншому напруга відкриття для звичайного діода становить значення менш вольта (150 - 500 мВ), то для того, щоб відкрити динистор необхідно подати на його висновки напруга включення, яке обчислюється десятками вольт. Так для імпортного динистора DB3 типове напруга включення (V BO) становить 32 вольта.
Щоб повністю закрити динистор, необхідно зменшити струм через нього до значення менше струму утримання. При цьому динистор вимкнутися - перейде в закритий стан.
Якщо динистор несиметричний, то при зворотному включенні ( "+" до катода, а "-" до анода) він поводиться як діод і не пропускає струм до тих пір, поки зворотне напруга не досягне критичного для даного типу динистора і він згорить. Для симетричних, як уже говорилося, полярність включення в схему не має значення. Він в будь-якому випадку буде працювати.
У радіоаматорських конструкціях динистор може застосовуватися в стробоскопи, перемикачах потужної навантаження, регуляторах потужності і багатьох інших корисних приладах.
Динистор це різновид напівпровідникових діодів відносяться до класу тиристорів. Динистор складається з чотирьох областей різної провідності і має три p-n переходу. У електроніки він знайшов досить обмежене застосування, ходячи його можна знайти в конструкціях енергозберігаючих ламп під цоколь E14 і E27, де він застосовується в схемах запуску. Крім того він попадається в пускорегулирующих апаратах ламп денного світла.
Умовне графічне позначення динистора на схемі трохи нагадує напівпровідниковий діод за однією відмінністю. У нього є перпендикулярна риса, яка символізує базову область, і що надає діністоров його незвичайні параметри і характеристики.
Але як це не дивно зображення динистора на ряді схем буває і іншим. Припустимо, зображення симетричного динистора може бути таким:
Такий розкид в умовно-графічних позначеннях пов'язаний з тим, що існує величезний клас напівпровідників тиристорів. До яких відноситься динистор, тринистор (triac), симистор. На схемах всі вони схожі у вигляді сполучення з двох діодів і додаткових ліній. У зарубіжних джерелах цей підклас напівпровідника отримав назву trigger diode (критичний діод), diac. На принципових схемах він може позначатися латинськими символами VD, VS, V і D.
Принцип роботи триггерного діода |
Основний принцип роботи динистора грунтується на тому, що при прямому включенні він не пропустить електричний струм до тих пір, поки напруга на його висновках не досягне заданої величини.
Звичайний діод також має такий параметр як напруга відкриття, але для нього воно лише пара сотень мілівольт. При прямому включенні звичайний діод відкривається як тільки до його висновків докласти невеликий рівень напруги.
Щоб наочно зрозуміти в принцип роботи необхідно подивитися на вольт-амперну характеристику, вона дозволяє наочно розглянути, як працює цей напівпровідниковий прилад.
Розглянемо ВАХ самого часто зустрічається симетричного динистора типу DB3. Його можна монтувати в будь-яку схему без дотримання цоколевки. Працювати він буде точно, а ось напруга включення (пробою) може трохи відрізнятися, десь на три вольта
Як ми можемо бачити шпалери гілки характеристики, абсолютно однакові. (Говорить про те, що він симетричний) Тому і робота DB3 не залежить від полярності напруги на його висновках.
ВАХ має три області, які показують режим роботи напівпровідника типу DB-3 при певних факторах.
Блакитний ділянку показує початкове закрите стан. Струм через нього не йде. При цьому рівень напруги, прикладений до висновків, нижче рівня напруги включення V BO - Breakover voltage.
Жовтий ділянку це момент відкриття динистора коли напруга на його контактах досягає рівня напруги включення ( V BO або U вкл.). При цьому напівпровідник починає відкриватися і через нього проходить електричний струм. Потім процес стабілізується і він переходить в наступний стан.
Фіолетовий ділянку ВАХ показує відкрите стан. При цьому струм, що протікає через прилад обмежений тільки максимальним струмом I max, Який можна знайти в довіднику. Падіння напруги на відкритому тригерній діод невелика і складає близько 1 - 2 вольт.
Таким чином з графіка чітко видно, що динистор в своїй роботі схожий на діод за одним великим "АЛЕ". Якщо його пробивна напруга звичайного діода становить значення (150 - 500 мВ), то для відкриття триггерного діода потрібно подати на його висновки напруга від пари десятки вольт. Так для приладу DB3 напруга включення становить 32 вольта.
Для повного закриття динистора, необхідно знизити рівень струму до значення нижче струму утримання. У разі несиметричного варіанту, при зворотному включенні він не пропускає струм до тих пір, поки зворотне напруга не досягне критичного рівня і він згорить. У радіоаматорських саморобки динистор може використовуватися в стробоскопи, перемикачах і регуляторах потужності і багатьох інших пристроях.
Основою конструкції є релаксаційний генератор на VS1. Вхідна напруга випрямляється діодом VD1 і надходить через опір R1 на подстроечнік R2. З його движка частина напруги слід на ємність С1, тим самим заряджаючи її. Якщо напруга на вході не вище норми, напруги зарядки ємності невистачить для пробою, і VS1 закритий. Якщо рівень напруги збільшується, заряд на конденсаторі теж зростає, і пробиває VS1. С1 розряджається через VS1 головний телефон BF1 і світлодіод, тим самим сигналізуючи про небезпечний рівень напруги. Після цього VS1 закривається і ємність знову починає накопичувати заряд. У другому варіанті схеми подстроечного опір R2 має бути потужністю не нижче 1 Вт, а резистор R6 - 0,25 Вт. Регулювання цієї схеми полягає до установки підлаштування опорами R2 і R6 нижнього і верхнього меж відхилення рівня напруги.
Тут використовується широко поширений двонаправлений симетричний динистор DB3. Якщо FU1 цілий, то динистор закорочен діодами VD1 і VD2 під час позитивного напівперіоду мережевої напруги 220В. Світлодіод VD4 і опір R1 шунтируют ємність С1. Світлодіод горить. Струм через нього визначається номіналом опору R2.
- це двонаправлений критичний некерований діод, аналогічний по влаштуванню тиристору невеликої потужності. У його конструкції відсутній керуючий електрод. Він має низьку величиною напруги лавинного пробою, до 30 В. Динистор може вважатися найважливішим елементом, призначеним для переключающих автоматичних пристроїв, для схем генераторів релаксаційних коливань і для перетворення сигналів.
Діністори виробляються для ланцюгів максимального струму до 2 А безперервної дії і до 10 А для роботи в імпульсному режимі для напруг з величинами від 10 до 200 В.
Рис. №1. Дифузійний кремнієвий динистор p — n — p — n (Діодний) марки КН102 (2Н102). Пристрій застосовується в імпульсних схемах і виконує комутуючі дії. Конструкція виконана в з металлостекла і має гнучкі висновки.
Принцип роботи динистора
Пряме включення динистора від джерела живлення призводить до прямого зміщення p-n-p-переходу П1 і П3. П2 працює в зворотному напрямку, відповідно стан динистора вважається закритим, а падіння напруги припадає на перехід П2.
Величина струму визначається струмом витоку і знаходиться в межах від сотих часток мкрА (ділянка ОА). При плавному збільшенні напруги, струм буде рости повільно, при досягненні напругою величини перемикання близького до величини пробивної напруги p-n-переходу П2, то струм його зростає різким стрибком, відповідно напруга падає.
Положення приладу відкрите, його робоча складова переходить в область БВ. Диференціальний опір пристрою в цій області має позитивне значення і лежить в незначних межах від 0,001 Ом до декількох одиниць опору (Ом).
Щоб вимкнути динистор необхідно зменшити величину струму до значення струму утримання. У разі застосування до приладу зворотної напруги, перехід П2 відкривається, перехід П1 і П3 закриті.
Рис. №2. (А) Структура динистора; (Б) ВАХ
Область застосування динистора
- Динистор може використовуватися для формування імпульсу призначеного для відмикання тиристора, завдяки своїй нескладної конструкції і невисоку вартість динистор вважається ідеальним елементом для застосування в схемі тиристорного регулятора потужності або імпульсного генератора
- Ще одна поширена застосування динистора - це використання в конструкції високочастотних перетворювачів для роботи з електричною мережею 220В для живлення ламп розжарювання, і люмінесцентних ламп в компактному виконанні (КЛЛ) у вигляді компонента, що входить в пристрій «електронного трансформатора» Це так званий DB3 або симетричний динистор . Для цього динистора характерний розкид пробивної напруги. Пристрій використовується для звичайного і поверхневого монтажу.
Реверсивно-включаються потужні діністори
Широке поширення отримала різновид динисторов, що володіють реверсивно-імпульсними властивостями. Ці прилади дозволяють виконати мікросекундних комутацію в сотні і навіть в мільйони ампер.
Реверсивно-імпульсні діністори (РВД) використовуються в конструкції твердотільного ключа для харчування силових установок, РВД і працюють в мікросекундних і субміллісекундном діапазонах. Вони комутують імпульсний струм до 500 кА в схемах генераторів уніполярних імпульсів в частотному режимі багаторазового дії.
Рис. №3. Маркування РВД використовуваного в моноімпульсного режимі.
Зовнішній вигляд ключів зібраних на основі РВД
Рис. №4. Конструкція безкорпусного РВД.
Рсі.№5. Конструкція РВД в метало-керамічному таблетковому герметичному корпусі.
Число РВД залежить від величини напруги для робочого режиму комутатора, якщо комутатор розрахований на напругу 25 kVdc, то їх число - 15 штук. Конструкція комутатора на основі РВД схожа з конструкцією високовольтної збірки з послідовно з'єднаними тиристорами з таблеткового пристроєм і з охолоджувачем. І прилад, і охолоджувач вибираються з урахуванням робочого режиму, який задається користувачем.
Структура кристала силового РВД
Напівпровідникова структура реверсивного-включається динистора включає до свого складу кілька тисяч тиристорних і транзисторних секцій, що мають спільний колектором.
Включення приладу відбувається після зміни на короткий час полярності зовнішньої напруги і проходження через транзисторні секції короткого імпульсного струму. Відбувається інжектірованіе електронно-доречний плазми в n-базу, по площині всього колектора створюється тонкий плазмовий шар. Насичується реактор L служить для поділу силовий і керуючої частини ланцюга, через долі мікросекунди відбувається насичення реактора і до приладу приходить напруга первинної полярності. Зовнішнє поле витягує дірки з шару плазми в p-базу, що призводить до інжекції електронів, відбувається незалежне від величини площі перемикання приладу по всій його поверхні. Саме завдяки цьому є можливість виробляти комутацію великих струмів з високою швидкістю наростання.
Рис. №6. Напівпровідникова структура РВД.
Рис. №7. Типова осцилограма комутації.
Перспектива використання РВД
Сучасні варіанти динисторов виготовлених в доступному в даний час діаметрі кремнію дозволяють комутувати струм величиною до 1 млА. Для елементів в основу, яких покладено карбід кремнію характерна: висока насиченість швидкості електронів, напруженість поля лавинного пробою з високим значенням, потроєною значення теплопровідності.
Їх робоча температура набагато вище через широкої зони, вдвічі перевищує радіаційна стійкість - ось все основні переваги кремнієвих діністров. Ці параметри дають можливість підвищити якість характеристик всіх силових електронних пристроїв, виготовлених на їх основі.
Пишіть коментарі, доповнення до статті, може я щось пропустив. Ви можете подивитися на, буду радий якщо ви знайдете на моєму ще що-небудь корисне.
