Симметричный динистор: Динистор. Принцип работы и свойства.

Содержание

Динистор. Принцип работы и свойства.

Принцип работы и свойства динистора

Среди огромного количества всевозможных полупроводниковых приборов существует динистор.

В радиоэлектронной аппаратуре динистор встречается довольно редко, ходя его можно встретить на печатных платах широко распространённых энергосберегающих ламп, предназначенных для установки в цоколь обычной лампы. В них он используется в цепи запуска. В маломощных лампах его может и не быть.

Также динистор можно обнаружить в электронных пускорегулирующих аппаратах, предназначенных для ламп дневного света.

Динистор относится к довольно большому классу тиристоров.

Динисторы

Условное графическое обозначение динистора на схемах.

Для начала узнаем, как обозначается динистор на принципиальных схемах. Условное графическое обозначение динистора похоже на изображение диода за одним исключением. У динистора есть ещё одна перпендикулярная черта, которая, судя по всему, символизирует базовую область, которая и придаёт динистору его свойства.

Условное обозначение динистора
Условное графическое обозначение динистора на схемах

Также стоит отметить тот факт, что изображение динистора на схеме может быть и другим. Так, например, изображение симметричного динистора на схеме может быть таким, как показано на рисунке.

Возможное графическое обозначение динистора
Возможное обозначение симметричного динистора на схеме

Как видим, пока ещё нет какого-либо чёткого стандарта в обозначении динистора на схеме. Скорее всего, связано это с тем, что существует огромный класс приборов под названием тиристоры. К тиристорам относится динистор, тринистор (triac), симистор, симметричный динистор. На схемах все они изображаются похожим образом в виде комбинации двух диодов и дополнительных линий, обозначающих либо третий вывод (тринистор) либо базовую область (динистор).

В зарубежных технических описаниях и на схемах, динистор может иметь названия trigger diode, diac (симметричный динистор). Обозначается на принципиальных схемах буквами VD, VS, V и D.

Чем отличается динистор от полупроводникового диода?

Во-первых, стоит отметить, что у динистора три (!) p-n перехода. Напомним, что у полупроводникового диода p-n переход всего один. Наличие у динистора трёх p-n переходов придаёт динистору ряд особенных свойств.

Принцип работы динистора.

Суть работы динистора заключается в том, что при прямом включении он не пропускает ток до тех пор, пока напряжение на его выводах не достигнет определённого значения. Значение этого напряжения имеет определённую величину и не может быть изменено. Это связано с тем, что динистор является неуправляемым тиристором – у него нет третьего, управляющего, вывода.

Известно, что и обычный полупроводниковый диод также имеет напряжение открытия, но оно составляет несколько сотен милливольт (500 милливольт у кремниевых и 150 у германиевых). При прямом включении полупроводникового диода он открывается при приложении к его выводам даже небольшого напряжения.

Чтобы подробно и наглядно разобраться в принципе работы динистора обратимся к его вольт-амперной характеристике (ВАХ). Вольт-амперная характеристика хороша тем, что позволяет наглядно увидеть то, как работает полупроводниковый прибор.

На рисунке ниже вольт-амперная характеристика (англ. Current-voltage characteristics) импортного динистора DB3. Отметим, что данный динистор является симметричным и его можно впаивать в схему без соблюдения цоколёвки. Работать он будет в любом случае, вот только напряжение включения (пробоя) может чуть отличаться (до 3 вольт).

ВАХ симметричного динистора

Вольт-амперная характеристика симметричного динистора

На ВАХ динистора DB3 наглядно видно, что он симметричный. Обе ветви характеристики, верхняя и нижняя, одинаковы. Это свидетельствует о том, что работа динистора DB3 не зависит от полярности приложенного напряжения.

График имеет три области, каждая из которых показывает режим работы динистора при определённых условиях.

Красный участок на графике показывает закрытое состояние динистора. Ток через него не течёт. При этом напряжение, приложенное к электродам динистора, меньше напряжения включения V_BO – Breakover voltage.
Синий участок показывает момент открытия динистора после того, как напряжение на его выводах достигло напряжения включения (V
BO или U_вкл.). При этом динистор начинает открываться и через него начинает протекать ток. Далее процесс стабилизируется и динистор переходит в следующее состояние.
Зелёный участок показывает открытое состояние динистора. При этом ток, который протекает через динистор ограничен только максимальным током I_max, который указывается в описании на конкретный тип динистора. Падение напряжения на открытом динисторе невелико и колеблется в районе 1 – 2 вольт.

Получается, что динистор в своей работе похож на обычный полупроводниковый диод за одним исключением. Если пробивное напряжение или по-другому напряжение открытия для обычного диода составляет значение менее вольта (150 – 500 мВ), то для того, чтобы открыть динистор необходимо подать на его выводы напряжение включения, которое исчисляется десятками вольт. Так для импортного динистора DB3 типовое напряжение включения (V

BO) составляет 32 вольта.

Чтобы полностью закрыть динистор, необходимо уменьшить ток через него до значения меньше тока удержания. При этом динистор выключиться – перейдёт в закрытое состояние.

Если динистор несимметричный, то при обратном включении («+» к катоду, а «-» к аноду) он ведёт себя как диод и не пропускает ток до тех пор, пока обратное напряжение не достигнет критического для данного типа динистора и он сгорит. Для симметричных, как уже говорилось, полярность включения в схему не имеет значения. Он в любом случае будет работать.

В радиолюбительских конструкциях динистор может применяться в стробоскопах, переключателях мощной нагрузки, регуляторах мощности и многих других полезных приборах.

Симметричный динистор (DIAC)

Радиоэлектроника
Схемотехника
Основы электроники и схемотехники
Том 3 – Полупроводниковые приборы

Книги / руководства / серии статей
Основы электроники и схемотехники. Том 3. Полупроводниковые приборы

Добавлено 25 сентября 2018 в 17:39

Сохранить или поделиться

Как и все диоды, динисторы (диоды Шокли) являются однонаправленными устройствами; то есть они проводят ток только в одном направлении. Если требуется двунаправленная работа (по переменному току), два динистора могут быть соединены параллельно друг другу в разных направлениях, чтобы сформировать новый тип тиристора, симистор, DIAC (ДИАК, симметричный динистор) (рисунок ниже).

Симметричный динистор (DIAC). Эквивалентная схема

Симметричный динистор (DIAC). Условное графическое обозначение

Симметричный динистор (DIAC)

Симистор, симметричный динистор (DIAC), работающий с постоянным напряжением, ведет себя точно так же, как и обычный динистор (диод Шокли). Однако с переменным напряжением его поведение отличается от того, что можно было бы ожидать. Поскольку переменный ток неоднократно меняет свое направление, симметричные динисторы не будут оставаться отпертыми (открытыми) более чем половину полупериода. Если DIAC отопрется, он продолжит проводить ток только до тех пор, пока будет доступно напряжение для пропускания тока в этом направлении. Когда полярность переменного напряжения меняет направление, а это происходит дважды за период, симметричный динистор будет запираться из-за недостаточной величины тока, что потребует другого переключен

Принцип работы динистора. Что такое динистор.

Данная статья раскрывает ответ на вопрос: «Что такое динистор?», а также описывает принцип его работы и демонстрирует график зависимости тока от напряжения.

Что такое динистор? История его создания

Динистор это – одна из разновидностей тиристоров, представленная неуправляемым триггерным диодом с двумя направляющими. Характеризуется низкой величиной напряжения электрического пробоя (не выше 30 в) и наличием трех p-h переходов в его четырехслойной структуре.

Хотя задокументированных сведений на сегодняшний день не обнаружено, считается, что идея создания первого динистора принадлежит Уильяму Шокли. На основе этой идеи в 1955 году Фрэнком Гутцвиллером в лаборатории Дженерал Электрик был впервые создан этот прибор, который в дальнейшем получил широкое распространение и смог заменить тиратроны и другие актуальные на тот момент аналоги.

Виды динисторов:

Однополярный. Способен работать исключительно при положительном смещении. Превышение обратного напряжения максимального уровня приведёт к тому, что данный полупроводник перегорит;
Симметричный. Представляет собой устройство с равнозначными выводами, что позволяет ему работать как при положительном, так и при обратном смещении.

Рис.№1. Динистор Dh4.

Схематическое изображение динисторов может быть представлено по-разному, ниже приведен один из вариантов

Рис№2. Схематическое изображение структуры динистора. Анод – положительная область (p). Катод – отрицательная область (n).

Динистор характеризуется возможностью перехода из закрытого состояния в открытое. Закрытое состояние определяет низкую проводимость тока, т.е. в таком состоянии динистор ток практически не проводит, за исключением утечки тока. Открытое состояние обеспечивает высокую проводимость тока. Данный переход удается осуществить путем воздействия на динистор напряжением нужного уровня (напряжение включения).

Основные плюсы динистора:

Он обеспечивает небольшую потерю мощности;
Выдает высокий уровень напряжения на выходе.

Из минусов отмечается только тот факт, что динистор является неуправляемым полупроводником, то есть, нет возможности управления его работой.

Динистор способен работать в следующих диапазоне температур от -40 до +1250 С.

Устройство динистора

У каждого динистора имеется анод, катод и определенный уровень неизменяемого Uвкл (напряжение включения). В его четырехслойной структуре выделяются три pn перехода. При этом, 2 pn перехода из них прямого направления, а именно pn1 и pn3, это элиттерные переходы. А переход pn2 имеет обратную направленность с большим сопротивлением, он называется коллекторный переход. Именно он снижает почти всё напряжение, которое действует на динистор. Схема устройства динистора представлена на рисунке №2.

|Описание динисторов, лекция|

Принцип работы

Во время включения динистора от источника питания происходит накопление напряжения на его выводах. Определенный уровень напряжения приводит к открытию динистора. Он начинает пропускать ток.

«А вы знали, что уровень напряжения для открытия динистора неизменный и зависит от его типа?»

Так как динистор представляет собой неуправляемый триггерный диод (т.е. отсутствует управляющий вывод), напряжение необходимое для его открытия всегда неизменное.

Для выключения динистора следует:

Снизить величину тока ниже значения тока удержания;
Разорвать цепь питания;
Изменить полярность напряжения на аноде.

Как работает динистор

Когда напряжение, приложенное к динистору, достигает уровня необходимого, т.е. напряжения включения (Uвкл), происходит электрический пробой в pn2 переходе. Данный пробой носит лавинообразный характер.

В результате этого пробоя происходит нарастание тока в динисторе. Что приводит к его переключению.

Рис.№3. Схематическое изображение принципа работы динистора. На рисунке отображено переключение эмиттерных переходов и коллекторного в результате накопления необходимого уровня напряжения.

В результате переключения динистор переходит в открытое состояние и начинает проводить ток. Величина проводимого тока определяется сопротивлением цепи и сопротивлением данного полупроводника.

Схема работы динистора

Работу динистора проще понять, если разбирать ее принцип на схеме графической зависимости тока от напряжения.

Рис.№4 Схема работы динистора, где: I пр – прямой ток; Iн – ток нагрузки; Iвыкл – ток выключения – минимальный уровень тока, когда динистор находится еще в открытом состоянии; Iвкл – ток включения – уровень тока во время достижения напряжения включения; Iобр – обратный ток; Uобр – обратное напряжение Uост – остаточное напряжение – напряжение, которое отмечается на динисторе в его открытом состоянии; Uвкл – напряжение включения – напряжение необходимое для включения динистора; Uпр – падение напряжения на открытом динисторе.

Красная линия на графике характеризует состояние динистора в то время, когда он не проводит ток. Напряжение здесь недостаточно для открытия полупроводника.

Синий линией обозначен этап открытия динистора в то время, когда уровень U достигает уровня включения (Uвкл). Он начинает проводить ток.

Зеленая линия обозначает состояние наиболее высокой проводимости динистора. «Важно! Установка несимметричного (однополярного) динистора без учета полярности может привести к его сгоранию в конечном итоге увеличения напряжения!».

Симметричный динистор работает по такому же принципу, единственной отличительной его особенностью является тот факт, что для его работы условие соблюдения полярности не является обязательным, для этого варианта динисторов допускается обратное включение.

Не смотря на схожесть с работой полупроводникового диода, динистор имеет ряд существенных отличий от него:

В отличии от диода, который имеет один pn переход, динистор характеризуется наличием трех переходов, что и обуславливает его характеристики;
Для диода напряжение для его открытия необходимо меньше вольта (до 500 мВ), для открытия динистора же необходим более высокий вольтаж (так, для зарубежного симметричного динистора нужно напряжение включения 32В).

|Что такое динисторы и зачем они нужны|

Область применения

Предназначение динисторов – запуск. Используются в тиристорах регуляторов мощности, в электронных преобразователях напряжения, в тепловых контролях.

Благодаря тому, что динистор обладает рядом особых свойств, и в тоже время является бюджетным вариантом, данный вид полупроводников получил широкое распространение во многих сферах.

Применяется в устройстве:

Преобразователей напряжения люминесцентных ламп, неоновых ламп, энергосберегающих ламп;
В электронных устройствах, которые осуществляют запуск и поддержку работы разрядных ламп;
Нашел своё применение в схемах радиоконструкций, некоторых старых моделях раций, радиомикрофонов;
Используется в схемах управления плавным спуском двигателей;
Обогревателей;

Это Интересно! Во времена активного пользования и широкого распространения стационарных телефонных аппаратов некоторые умельцы устанавливали динисторы с целью пресечения попыток прослушки, если имелось 2 и более телефона на одной линии.

|О динисторах|

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 4 чел.
Средний рейтинг: 2.8 из 5.

Как проверить динистор? — Diodnik

Столкнувшись с самостоятельным ремонтом лампочек экономок, симисторных регуляторов мощности или диммеров, многие, не найдя реальной поломки, начинают искать причину в такой неприметной детали, как динистор. Необходимо отметить, что динистор выходит из строя крайне редко, а для его проверки необходимо немного повозится. Для особо продвинутых энтузиастов мы сегодня наглядно продемонстрируем, как проверить динистор.

Как проверить динистор?

Работа динистора основана на пробое. В исходном положении динистор не способен проводить через себя ток, пока на его выводы не подадут напряжение пробоя. После этого происходит лавинный пробой динистора и он начинает через себя пропускать ток, достаточный для управления симистором или тиристором.

Многие задают вопрос, как проверить динистор мультиметром или тестером? На него нужно дать однозначный и четкий ответ. С помощью мультиметра динистор можно проверить только на пробой; если динистор в обрыве, проверка динистора мультиметром результатов не даст.

Схема проверки динистора

Для реальной проверки на работоспособность нужно собрать схему проверки динисторов.

Она включает в себя совсем немного компонентов:

блок питания с возможностью регулировки напряжения в пределах 30-40 В.
резистор 10 кОм.
светодиод.
подопытный образец — симметричный динистор DB3.

Очень редко в радиолюбителей есть блоки питания с диапазоном регулировки до 40 В, для этих целей можно соединить последовательно два или даже три регулируемых блока питания.

Проверка динистора DB3 начинается со сборки схемы. Устанавливаем выходное напряжение порядка 30 В и постепенно подымаем его немного выше, до момента загорания светодиода. Если светодиод загорелся – динистор уже открыт. При уменьшении напряжения светодиод потухнет – динистор закрыт.

Как видим, светодиод начинает тускло загораться при подаче на схему напряжения 35,4 В. С учетом, что 2,4 В уходит на светодиод, напряжение пробоя у подопытного динистора DB3 составляет порядка 33 В. Из паспортных данных значение напряжение пробоя динистора DB3 может колебаться в пределах от 28 до 36 В.

Как видим, проверка динистора DB3 занимает всего лишь несколько минут. Если необходимо проверить несимметричный динистор, необходимо четко соблюдать полярность его включения в этой схеме.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

comments powered by HyperComments

Принцип работы динистора. Что такое динистор.

Данная статья раскрывает ответ на вопрос: «Что такое динистор?», А также включает принцип его работы и демонстрирует график зависимости тока от напряжения.