Материал: 2416

крыт до тех пор, пока напряжение u2 не станет равным нулю (см. рис. 10.16). Угол α (α1, α2) называется углом отпирания тиристора. При изменении угла отпирания изменяется амплитудное значение тока Im, протекающего через тиристор и сопротивление нагрузки, а следовательно, изменяются среднее значение выпрямленного тока, т.е. постоянная составляющая тока нагрузки, и напряжение на нагрузке.

Нетрудно заметить, что средняя величина выпрямленного напряжения будет тем больше, чем меньше угол α отпирания тиристора. Если пренебречь падением напряжения на тиристоре, то зависимость среднего напряжения на нагрузке от угла отпирания определяется по выражению

Таким образом, изменяя угол α от π до нуля, можно регулировать напряжение на нагрузке от нуля до максимальной величины, составляющей 0,45U2, где U2 – действующее значение переменного напряжения.

10.5. Регулятор переменного тока

Регулятор содержит два триодных тиристора Д1 и Д2, включенных встречно-параллельно (рис. 10.17).

Рис. 10.17. Регулятор переменного тока на двух тиристорах и его временная диаграмма

235

В момент времени, соответствующий фазовому сдвигу α1=ωt, управляющий импульс Iупр1 поступает на тиристор Д1, анод которого имеет положительный потенциал относительно катода. Тиристор Д1

открывается, в результате чего в течение времени π −ωα1 через сопро-

тивление нагрузки Rн протекает ток. В следующую половину периода управляющий импульс Iупр2 поступает на тиристор Д2, который пропускает ток через сопротивление нагрузки Rн с момента времени π+α1

до момента 2π (т.е. в течение времени 2ωπ −π +ωα1 = π −ωα1 , как и тири-

стор Д1). Таким образом, ток и, следовательно, напряжение на сопротивлении нагрузки Rн являются переменными и имеют форму усеченных полуволн синусоиды. Действующее значение этого напряжения зависит от угла отпирания

Обычно в регуляторах переменного тока используют специальные симметричные тиристоры, называемые симисторами.

Рис. 10.18. Регулятор переменного тока на симисторе и его временная диаграмма

Симистор представляет собой два встречно-параллельно включенных тиристора с общим выводом управляющих электродов, выполненных в одном монокристалле кремния. Регулятор на симисторе (рис. 10.18) обладает такими же свойствами, что и регулятор на двух тиристорах.

Для управления симистором используются импульсы различной полярности.

236

10.6. Биполярные транзисторы

Работа биполярных транзисторов основана на явлениях взаимодействия двух близко расположенных p-n переходов. Различают плоскостные и точечные биполярные транзисторы.

К К

Б Б

Э Э

Рис. 10.19. Структура транзистора n-p-n и условное графическое изображение транзисторов

типа n-p-n и p-n-р на схеме

Плоскостной биполярный транзистор представляет собой трехслойную структуру типа p-n-p или типа n-p-n (рис. 10.19). Транзистор называется биполярным потому, что физические процессы в нем связаны с движением носителей заряда обоих знаков (свободных дырок и электронов). Средний слой транзистора называется базой Б, один крайний слой – коллектором К, а другой крайний слой – эмиттером Э. Каждый слой представляет собой электрод и имеет вывод. Посредст-

237

характеристики биполярного транзистора

(Uкэ2>Uкэ1; Iб4>Iб3>Iб2>Iб1)

Биполярные транзисторы характеризуются h-параметрами. Эти параметры можно рассчитать по заданным статическим характеристикам. Каждый h-параметр имеет свой физический смысл.

Сопротивление со стороны входа транзистора

Коэффициент передачи по напряжению

Коэффициент усиления по току

Проводимость со стороны выхода транзистора

Численные значения h-параметров обычно составляют:

h11=103–104 Ом; h12=2·10-4–2·10-3; h21=20–200; h22=10-5–10-6 См.

Основное преимущество биполярных транзисторов состоит в высоком быстродействии при достаточно больших токах коллектора.

Недостатком биполярных транзисторов является относительно небольшое входное сопротивление при включении по схеме с ОЭ.

239