Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0581 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_ENI-3.ME-11_Druhy polovodičů – tyristor Název školy Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Autor Ing. Miroslav Krýdl Tematická oblast ELEKTRONIKA Ročník třetí Datum tvorby Srpen 2012 Anotace Tématický celek je zaměřen na problematiku základů elektroniky. Prezentace je určena studentům 3.ročníku, slouží jako doplněk učiva. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

DIAK Diak (z anglického diode for alternating current (DIAC) = dioda pro střídavý proud) je polovodičový spínací prvek schopný vést elektrický proud oběma směry, ale jen pro určitou hodnotu. Diak se od triaku liší tím, že nemá řídící elektrodu a je tedy ovládán jen vstupním napětím. Dá se používat v propustném i závěrném směru, ale na rozdíl od triaku se nedá řídit. Vlastnosti diaku : Diak má stejně jako tranzistor 3 polovodičové vrstvy uspořádané do dvou PN přechodů. Má však jen dva vývody, vyvedené ze stejného typu polovodiče. Může být typu NPN i PNP. Protože nezáleží na polaritě napětí, není potřebné označovat vývody.

Funkce Nejdůležitějším parametrem je tedy spínací napětí (značené většinou UB0), které se často pohybuje v řádech desítek voltů. Po překročení tohoto napětí dojde k tranzistorovému jevu a diak začne vést proud. Použití Nejčastěji se používá jako přepěťová ochrana. Využití může nalézt také jako pomocná součástka při spínání triaku.

Tyristor je polovodičová součástka sloužící ke spínání elektrického proudu (nejčastěji výkonových obvodů), fungující jako řízený elektronický ventil. Tyristor je čtyřvrstvá spínací součástka (obvykle PNPN), kterou je možné ji ovládat (spínat) pomocí impulsu do řídicí elektrody G (Gate). Anoda (A) a katoda (K) se v obvodu nesmí zaměnit, zátěž je vždy připojena k anodě. Jedná se o velice účinný nástroj pro řízení velmi výkonných elektrických strojů. V moderních elektrických lokomotivách se používá nejčastěji pro pulzní regulaci výkonu trakčních motorů pro stejnosměrný proud.

Způsoby zapnutí tyristoru Krátkodobým proudovým pulsem do řídicí elektrody G (Gate). Překročením kritické hodnoty anodového napětí dojde k průrazu druhého PN přechodu. (Tento způsob je obvykle nežádoucí.) Rychlým nárůstem anodového napětí, tj. nadkritickou strmostí UAK (S = ΔU/Δt ). Při velké strmosti se vyvolá velký proud I přes přechod, který dále vyvolá lavinovou ionizaci krystalové mřížky a tím uvede tyristor do sepnutého stavu. Tento způsob sepnutí bývá většinou nežádoucí a je nutno mu předejít například tlumivkou nebo jiným zpomalovacím členem. Teplotou při určitém napětí UAK. (Také většinou nežádoucí.) Osvětlením druhého (PN) přechodu, takto pracuje fototyristor. Radioaktivním zářením, při kterém sepne každý polovodič.

Způsoby vypnutí tyristoru Přerušením anodového proudu. Komutací anodového napětí (přepólování). U střídavých proudů se tak děje automaticky v každé záporné půlvlně, ve stejnosměrných obvodech je nutno použít komutační zařízení. Zkratem mezi anodou (A) a katodou (K).

Princip tyristorové regulace je založen na funkci tyristoru - výkonové polovodičové součástky se třemi PN přechody a řídicí elektrodou. Tyristor pracuje v propustném, závěrném nebo blokujícím režimu. Pro regulaci je nejdůležitější přechod z blokovacího režimu do propustného režimu a naopak. Tyristor se chová jako spínač - výkonový spínač s velmi krátkou dobou sepnutí/rozepnutí (v řádu ns). Napětí na tyristoru tedy stále kolísá mezi nulou a určitou hodnotou napětí. Graf U/t připomíná průběh střídavého napětí (sinusoida) - graf je tedy tvořen pulzy (proto pulzní regulace). Výsledkem je střední efektivní hodnota napětí, která se reguluje šířkovou modulací pulzů a změnou frekvence v předem určených stupních. Takto modulované napětí se poté přivádí do pohonu lokomotivy resp. do trakčních elektromotorů stroje.

Popiš jaké jsou vlastnosti DIAKu. Otázky ke zkoušení Definuj co je to DIAK. Popiš jaké jsou vlastnosti DIAKu. Nakresli VA charakteristiku DIAKu a vyznač oblast umístění pracovního bodu v sepnutém a vypnutém stavu. Jaké je použití DIAKu ? Definuj co je to tyristor. Nakresli VA charakteristiku tyristoru a vyznač oblast umístění pracovního bodu v sepnutém a vypnutém stavu. Jaké jsou způsoby zapnutí tyristoru ? Jaké jsou způsoby vypnutí tyristoru ?