3.2.3 viacvrstvové spínacie súčiastky
Medzi viacvrstvové polovodičové súčiastky patria:
A) DIAK
- je trojvrstvová spínacia súčiastka. Pretože
vlastnosti diaku nezávisia od polarity pripojeného napätia, jeho vývody sa od
seba neodlišujú, t.j. je to súmerná súčiastka. Ak platí že U < UBO
tak, jeden z priechodov je zavretý (má veľký odpor, podobne ako dióda v závernom
smere), prechádza ním len malý prúd tvorený minoritnými nosičmi náboja, tomuto
stavu hovoríme blokovací stav. Ak U > UBO , tak po
dosiahnutí spínacieho napätia UBO nastane nedeštruktívny
prieraz záverne polarizovaného príchodu (ionizácia kryštálovej mriežky v okolí
priechodu, ktorý bol zavretý), odpor diaku sa náhle zmenší, napätie klesne a
prúd stúpne a prejde do vodivého stavu (priepustného). Tento stav je
charakterizovaný strmím vzrastom prúdu a poklesom napätia na svorkách diaku;
"spínač je zopnutý". Súčiastka sa správa rovnako i pri opačnej polarite napätia,
činnosť oboch priechodov sa navzájom vymení.
Používa sa ako predpäťová ochrana, pomocný spínač pre budenie
triakov a
tyristorov.
B) TYRISTOR - je dvojbranová štvorvrstvová polovodičová súčiastka. Na základnej doštičke polovodičového materiálu sú vytvorené štyri oblasti so striedajúcim sa typom vodivosti. Jedna z vnútorných oblastí tyristoru je vyvedená (s vodivosťou P), a nazývame ju riadiaca elektróda. Prúdom zavedeným do riadiacej elektródy možno riadiť spínací pochod v tyristore. Tyristor s riadiacou oblasťou typu P sa označuje PNPN.
C) TRIAK -
je päťvrstvová
polovodičová súčiastka typu NPNPN. Je to obojsmerný tyristor. Tento prvok
obsahuje v jednom polovodiči dva tyristory spojené antiparalelne.
Popis činnosti: 1) Ak A1 je kladnejšia voči A2 - horná časť triaku je uzavretá,
tzn. je zapojená v závernom smere. Dolná časť triaku sa správa ako tyristor;
t.j. pri dosiahnutí spínacieho napätia prechádza z blokovacieho stavu do
priepustného stavu. Spínacie napätie závisí od veľkosti riadiaceho prúdu. 2) Ak
A1 je zápornejšie ako A2 - horná časť triaku sa správa ako tyristor a dolná časť
je uzavretá, tzn. je zápornejšia v nepriepustnom smere.
Používa sa na reguláciu prúdu prechádzajúceho záťažou pri kladnej aj zápornej
polovlne striedavého napätia, prúd až 100A, blokujúce napätie až 600V.
D) VARISTOR
(napäťovo závislý odpor) -
je nelineárna odporová symetrická
jednobrána s výraznou
napäťovou závislosťou odporu.
Pri zväčšovaní napätia medzi jeho vývodmi narastá
prúd najprv pomaly a takmer lineárne ( viď graf). Odpor súčiastky je veľký a
skoro konštantný. Ak však napätie dosiahne určitú hodnotu Un
, prudko poklesne jeho dynamický vnútorný odpor. Ďalšie malé zväčšenie napätia
vyvolá veľký vzrast prúdu. používajú sa na stabilizáciu jednosmerného napätia,
ako ochrana proti prepätiu.
Otázky na opakovanie:
1) Ktoré nelineárne polovodičové súčiastky patria medzi viacvrstvové spínacie súčiastky?
2) Ako pracuje diak?
3) Koľko vrstvová súčiastka je triak?
4) Popíš princíp práce tyristora?
5) Porozprávaj o napäťovo závislom odpore, inak povedanom "..." ?
