Sig‘imli filtrni ishlash prinsipi silliqlashda induktivlikning

III. Yarim o’tkazgichli boshqariladigan to’g’irlagichlarning asosiy elementlari

3.1 yarm o’tkazgichli tristorlar, dinistorlar, smistorlar.

Tiri stor – Bu yarim o‘tkazgich monokristalli asosida yaratilgan uchta ѐ ko‘p P-n o‘tishga ega bo‘lgan pribor. Tiristor ikkita turg‘un holatga ega: ѐpiq holat, past o‘tkazuvchanlik holati va ochiq holat, ya’ni yuqori o‘tkazuvchanlikka ega holat.

1-rasm

Tiristorga elektron kalit sifatida qarash mumkin. Tiristorlarning asosiy vazifasi kuchsiz signallar yordamida katta yuklamalarni hamda almashtirib ulashni bajaruvchi qurilmalarni boshqarish. Tiristorlarning turli turlari mavjud, ular asosan boshqarish usuli va o‘tkazuvchanligiga qarab bo‘linadi. O‘tkazuvchanlik bo‘yicha farq shundayki, tokni faqat bir tomonga o‘tkazadigan tiristorlar (masalan 1-rasmda ko‘rsatilgan trinistor) va ikki yo‘nalishda tok o‘tkazuvchi tiristorlar (masalan simistor – simmetrik dinistor).

Tiristor manfiy differensial qarshilik uchastkasi bor nochiziqli voltamper xarakteristikaga ega. Tranzistorli kalit bilan solishtirganda tiristor bilan boshqarish alohida xususiyatga ega. Tiristor elektr zanjirida bir holatdan ikkinchi holatga priborga tashqi ta’sir qilinganda sakrash (ko‘chkisifat) bilan o‘tadi va kuchlanish (tok ta’sirida) ѐki ѐrug‘lik ta’sirida (fototiristor uchun) amalga oshadi. Agar tiristordan o‘taѐtgan tok ushlab turish toki deyiladigan miqdordan baland bo‘lsa tiristor ochiq holatga o‘tgandan keyin hatto boshqaruvchi signal to‘xtagandan keyin ham bu holatda qolaveradi.

2-rasm. Tristorlarning tuzilishi

Asosiy 4 qatlamli a)p-n-p-n-struktura b) diodli tristor c) triodli tristor.

3-rasm tristorning volt-amper xarakteristikasi

Tiristorni boshqarish uchun uning boshqaruvchi elektrodiga signal beriladi (uning holati o‘zgartiriladi). Boshqaruvchi elektrodi bo‘lmagan tiristor diodli tiristor ѐki dinistor deb ataladi.

Tiristor va dinistor o‘rtasida prinsipial farq yo‘q. Biroq, shunday bo‘lsa ham dinistorning ochilishi anod va katod klemmalarida kuchlanish aniq miqdorga yetgandagina amalga oshadi. Bu kuchlanish dinistorning tanlangan tipiga qarab olinadi, tiristorda esa ochilish kuchlanishi maxsus anod va katod o‘rtasidagi potensiallar ayirmasi musbat bo‘lganda uning boshqaruvchi elektrodiga belgilangan kattalik va uzunlikdagi impulslar berish bilan pasaytirilishi mumkin. Konstruktiv jihatdan esa tiristor boshqaruvchi elektrod borligi bilan dinistordan farqlanadi, uch elektrodli tiristorlar ko‘pincha trinistor deb nomlanadi va tiristorlar oilasida eng ko‘p tarqalgan pribordir.

Dinistor radioelektron apparaturalarda kam uchraydi, uni ko‘proq odatdagi lampa sokoliga burab o‘rnatiladigan keng tarqalgan energiya saqlovchi lampalarning platalarida uchratish mumkin. Dinistor bu platalarda ishga tushirish zanjirida ishlatiladi. Yana kunduzgi lampalar uchun mo‘ljallangan ishga tushirish apparatlarida uchratsa bo‘ladi.

Dinistorni sxemalarda diodga o‘xshash belgi bilan ko‘rsatiladi.

4-rasm.Dinistorning sxemalarda belgilanishi.

a) prinsipial sxemalardagi dinistor. b) va c) simmetrik dinistorlar.

Sxemalarda belgilanish bo‘yicha qat’iy ko‘rsatma yo‘q. Tiristorlarning turli ko‘rinishlari ko‘pligidan bo‘lsa kerak. Chunki dinistor ham tiristorlar oilasiga kiradi. Xorijiy texnik ѐzuvlarda dinistor trigger diode,diac (simmetrik dinistor) nomlarda bo‘ladi. Sxemalarda nomlanishi esa VD, VS, V i D.

Diod dinistordan nima bilan farqlanadi? Diodda bitta P-n o‘tish bo‘lsa, dinistorda esa uchta P-n o‘tish bor! Uchta P-n o‘tish dinistorga alohida qator xossalar bag‘ishlaydi.

Dinistor ishining mohiyati shundaki, uning tashqi simlaridagi kuchlanish ma’lum darajaga yetmaguncha u ochilmaydi. Bu kuchlanishning qiymati belgilangan va uni o‘zgartirib bo‘lmaydi, uchinchi boshqaruvchi elektrodi yo‘q, ya’ni dinistor boshqarilmaydigan tiristor hisoblanadi.

5-rasm. Simmetrik dinistor (import dinistor DB3)ning volt-amper xarakteristikasi

• 
  – dinistorning yopiq holati. – ochilish momentidan turg‘un ochiq holatigacha
  

– dinistorning ochiq holati

Yarim o‘tkazgichli elektronika rivojining yo‘li tahlil qilinsa, unda barcha yarim o‘tkazgich priborlar o‘tishlar va qatlamlar ( P-n,P-n)da yaratilganligi deyarli tushunarli bo‘ladi. Eng oddiy diod bitta P-n o‘tish va ikkita qatlamga ega. Tranzistorda esa ikkita o‘tish va uchta qatlam p-n-p, p-n-p bor. Agar yana bitta qatlam qo‘shilsa nima bo‘ladi? To‘ppa-to‘g‘ri, to‘rt qatlamli pribor tiristor deb ataladi. Bir-biriga parallel va ro‘parama-ro‘para ulangan ikkita tiristor esa simistor, ya’ni simmetrik tiristor deb ataladi. Inglizcha texnik adabiyotda

TRIAK (TRIAC – triode for alternating current) nomlanishi uchraydi. Shunday qilib simistor elektron sxemalarda quyidagicha belgilanadi:

3-rasm. Simistor

Simistorda uchta elektrod (chiqish simi) bor. Ulardan bittasi boshqaruvchi, inglizcha gate –(zatvor) so‘zidan G harfi bilan belgilanadi. Qolgan ikkita elektrod – bular kuch elektrodlari (T1 va T2). Ular sxemalarda A harfi bilan belgilanishi mumkin (A1 va A2).

Keyingi sxema esa ikkita tiristor bilan ko‘rsatilgan simistorning ekvivalent sxemasi. Biroq, shuni qayd etish kerakki, simistor tiristorli ekvivalent sxemada ko‘rsatilganidek emas, sxemalarda sal boshqacharoq boshqariladi.

Simistor yarim o‘tkazgichli priborlar oilasida kamѐb o‘chraydigan holat. Oddiy sababi, u AQSH ѐki Yevropada emas, balki SSSRda ixtiro qilingan va patent olingan. Afsuski, ko‘proq teskarisi bo‘ladi…

4-rasm. Simistorning ekvivalent sxemasi.

Simistor qanday ishlaydi? Agar tiristorda konkret anod va katod bo‘lsa, simistorning elektrodlarini bunday nomlab bo‘lmaydi, ya’ni elektrodlar bir vaqtning o‘zida ham anod, ham katod hisoblanadi. Shuning uchun tiristor tokni faqat bir yo‘nalishda o‘tkazsa, simistor tokni ikki yo‘nalishda o‘tkazishga qodir. Xuddi shu sababli simistor o‘zgaruvchan tok tarmoqlarida juda yaxshi ishlaydi.

Simistorning ishlash prinsipi va qo‘llanilishini xarakterlovchi eng oddiy sxema – bu quvvatni elektron boshqarish sxemasi. Yuklama sifatida nima bo‘lsa ham ishlatish mumkin: cho‘g‘lanma lampa, payalnik ѐki elektroventilator.

5-rasm. Quvvatni elektron boshqarish sxemasi

Qurilma tarmoqqa ulanganda simistorning elektrodlaridan biridan o‘zgaruvchan kuchlanish beriladi. Ko‘priksimon to‘g‘rilagichdan boshqaruvchi elektrodga manfiy boshqaruvchi kuchlanish beriladi. Kuchlanish simistorning ulanish kuchlanishi qiymatidan ortganda simistor ochiladi va tok yuklamadan o‘ta boshlaydi. Simistorning kirishida kuchlanish ishorasi almashgan momentda u yopiladi. Keyin jaraѐn takrorlanadi.

Boshqaruvchi kuchlanish darajasi qancha katta bo‘lsa, simistor shuncha tez ulanadi va yuklamadagi impuls uzunligi kattaroq bo‘ladi. Boshqaruvchi kuchlanish darajasi kamayganda esa yuklamadagi impuls uzunligi kichikroq bo‘ladi. Simistordan keyin kuchlanish arrasimon shaklda, uzunligi boshqariladigan bo‘ladi. Ushbu holatda boshqaruvchi kuchlanishni o‘zgartirib, biz elektr lampochka ѐrug‘ligini ѐki payalnikning uchidagi temperaturani rostlashimiz mumkin.

Simistor ham musbat, ham manfiy toklar bilan boshqariladi. Boshqaruvchi kuchlanish qutb ishorasiga bog‘liq holda simistor ishining to‘rtta sektor ѐ rejimlarni ko‘rib chiqish mumkin.

Agar simistorga elektron kalit ѐki rele sifatida qaralsa, unda quyidagi fazilatlariga zarracha e’tiroz bo‘lmaydi.

• 
  Yuqori bo‘lmagan qiymat.
  
• 
  Elektromexanik priborlar bilan solishtirganda katta xizmat (ishlatish) muddati.
  
• 
  Kontaktlar yo‘q va buning oqibatida uchqunlanish va titrashlar bo‘lmaydi.
  

Quyidagilarga kamchilik sifatida qaraladi:

• 
  Simistor qizishga sezgir va radiatorga montaj qilinadi.
  
• 
  Yuqori chastotalarda ishlamaydi, ya’ni ochiq holatdan ѐpiq holatga o‘tishga ulgurmaydi.
  

• 
  Tashqi elektromexanik ta’sirlarni qabul qiladi, bu esa noto‘g‘ri ishlashiga sabab bo‘ladi.
  

Yolg‘ondan ishlab ketishidan himoya qilish uchun kuch elektrodlari o‘rtasiga RC-zanjir ulanadi. R1 rezistorining qiymati 50-dan 470 omgacha olinadi,

S1 kondensatorning qiymati esa 0,01-dan 0,1 mkfgacha olinadi. Ayrim hollarda esa bu kattaliklar eksperimental tarzda tanlanadi.

6-rasm. Yolg‘ondan ishlab ketishidan himoyalangan sxema

Simistorning asosiy parametrlari. Asosiy parametrlarni KU208G simistori misolida ko‘rish qulay. Ishlab chiqilganiga juda ko‘p vaqt o‘tsa- da, u o‘z qo‘li bilan yasashga ishqibozlar uchun doim zarurligicha qolmoqda.

• 
  Maksimal teskari kuchlanish – 400 V. Bu shuni anglatadiki, u 220 V tarmog‘ida yuklamani juda yaxshi boshqarishi mumkin, yana 400 V-gacha imkoniyati bilan.
  
• 
  Impusli rejimda ham kuchlanish shuning o‘zi.
  
• 
  Ochiq holatdagi maksimal tok – 5 A.
  
• 
  Impuls rejimidagi maksimal tok – 10 A.
  
• 
  Simistorni ochish uchun zarur bo‘lgan eng kichik tok – 300 mA.
  
• 
  Eng kam impulsli tok – 160 mA.
  
• 
  300 mA tokdagi ochuvchi kuchlanish – 2,5 V.
  
• 
  160 mA tokdagi ochuvchi kuchlanish – 5 V.
  
• 
  ulash vaqti – 10 mks.
  
• 
  O‘chirish vaqti – 150 mks.
  

Simistorning zamonaviy va kelajakdagi ko‘rinishi bu optosimistor. Simistor korpusida boshqaruvchi elektrod o‘rniga ѐrug‘lik diodi o‘rnatilgan va boshqaruv ѐrug‘lik diodidagi kuchlanishni o‘zgartirish hisobiga amalga oshiriladi. MOC3023 optosimistorining ko‘rinishi va ichki ulanishi sxemasi.

7-rasm. MOC3023 optosimistorining ko‘rinishi va ichki ulanish sxemasi.

Korpus ichida ѐrug‘lik diodi va simistor montaj qilingan. Simistor ѐrug‘lik diodi tomonidan boshqariladi. N/C va NC chiqish kontaktlari foydalanilmaydi, sxemaga ulanmaydi. NC – bu inglizchadan Not Connect so‘zlarining qisqartirilgani, «Ulanmasin» degan ma’noda tarjima qilinadi. Optosimistorda eng qimmatlisi shuki, boshqaruv va kuch zanjirlari galvanik tarzda to‘la ajratilgan, bu sxemaning elektr xavfsizligi va ishonchliligini orttiradi.