Есть конспект?
Пришлите нам!

4.6. Генератор управляющих импульсов на однопереходном транзисторе

В цепях управления тиристорами широко используются различные генераторы импульсов. Простые и надёжные генераторы запускающих импульсов могут быть выполнены на однопереходных транзисторах (ОПТ). Рассмотрим работу таких генераторов подробнее.

ОПТ называют трёхэлектродный полупроводниковый прибор, обладающий входной вольтамперной характеристикой с ярко выраженным участком отрицательного сопротивления (рис.4.6.1а).

Рис.4.6.1а

 

Рис.4.6.1в.

ОПТ имеет 3 вывода: эмиттер (Э), базу 1 (Б1) и базу 2 (Б2). Однопереходные транзисторы изготавливаются из кремниевого стержня n-типа, на торцах которого сделаны выводы Б1 Б2. На некотором расстоянии от конца Б1 создают полупроводниковую область p-типа и таким образом образуют p-n переход, единственный в таком приборе (отсюда и название прибора). Участок между базами Б1 и Б2 обладает сопротивлением RБ1Б2 в несколько килоом, имеет линейную вольтамперную характеристику, как обычный резистор. Если на выводы Б1 и Б2 подать напряжение U Б1Б2 в указанной полярности, а напряжение на эмиттере установить равным 0, то переход эмиттер – Б1 окажется включённым в обратном направлении и вход ОПТ будет находиться в запертом состоянии. При подаче положительного напряжения на эмиттер Uэ>0 запирающее напряжение на переходе уменьшается, и при некотором определённом напряжении Uэ=Uэвкл  переход включается в прямом направлении, и сопротивление между эмиттером и базой 1 уменьшается

до 5 – 20 Ом. Вход ОПТ переключается в отпертое состояние. Для отпирания прибора эмиттерный ток должен быть не менее определённого значения, которое называется током включения Iэвкл (Рис.4.6.1а). Отпирающее напряжение на эмиттере Uэвкл изменяется пропорционально межбазовому напряжению:

Uэвклη·UБ1Б2,

Где ηкоэффициент передачи, не зависящий ни от напряжения питания, ни от окружающей температуры, и определяется только конструкцией самого прибора. Чтобы запереть однопереходной транзистор (при нагрузке в цепи Б1), необходимо уменьшить эмиттерный ток до некоторого значения, называемого током выключения Iэвыкл. Выпускаются ОПТ типов КТ117А – КТ117Г. Основные параметры этих приборов:

UБ1Б230 В, коэффициент передачи η = 0,50,85, ток включения Iэвкл = 0,520мкА, межбазовое сопротивление RБ1Б2 = 4 – 9 кОм, ток выключения Iэвыкл = 1 – 12 мА, средний ток эмиттера Iэ50мА, амплитуда импульса тока Iэ имп1А.

 

   

Условное обозначение ОПТ.

 

Схема релаксационного генератора на однопереходном транзисторе имеет следующий вид:

                 

 

Принцип действия генератора.

После подачи питания Uп конденсатор C начинает заряжаться через резистор R1. Напряжение с конденсатора подаётся на эмиттер ОПТ. Как только напряжение на конденсаторе достигает порога срабатывания Uэвкл ОПТ переключается в отпертое состояние и конденсатор разряжается через цепь эмиттер-база и резистор R2. По мере разряда конденсатора эмиттерный ток и напряжение на эмиттере уменьшаются. Когда ток разряда снизится до Iэвыкл ОПТ запирается. Затем конденсатор начинает вновь заряжаться и цикл повторяется. Импульсы положительной полярности, снимаемые с R2 используются для отпирания тиристора. R1 выбирается из условия обеспечения автоколебательного режима генератора:

Период следования импульсов приближённо рассчитывается по формуле:

Генераторы на ОПТ используются для формирования импульсов с частотой до 250 кГц. Если выход генератора соединён непосредственно или через резистор с управляющим электродом тиристора, то сопротивление его должно быть достаточно малым, чтобы падение напряжения на нём не превышало напряжение отпирания тиристора.

Обычно R2 не превышает нескольких сотен ом. Импульс с генератора на управляющий электрод может быть подан с помощью ёмкостной или трансформаторной связи. В последнем случае первичная обмотка импульсного трансформатора включают в цепь Б1 вместо R2. При изменении температуры Uэвкл несколько изменяется. Для термостабилизации ставят R3.

R3 выбирают из соотношения:

Если сопротивление R2 и R3 значительно меньше RБ1Б2, то Uэвклη·UБ1Б2η·Uп, т.е. линейно зависит от межбазового напряжения ОПТ.


Dr.BoT© Konspektiruem.ru