Einstellbarer analoger Dinistor. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Funkamateur-Designer

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Massenproduzierte Dinistoren in Bezug auf elektrische Parameter entsprechen nicht immer den kreativen Interessen von Funkamateurdesignern. Es gibt beispielsweise keine Dinistoren mit einer Einschaltspannung von 5 ... 10 und 200 ... 400 V. Alle Dinistoren haben eine signifikante Streuung des Werts dieses Klassifizierungsparameters, der auch von der Umgebungstemperatur abhängt. Außerdem sind sie für einen relativ geringen Schaltstrom (weniger als 0,2 A) ausgelegt, was eine kleine Schaltleistung bedeutet. Eine stufenlose Regelung der Einschaltspannung ist ausgeschlossen, was den Spielraum von Dinistoren einschränkt. All dies veranlasst Funkamateure, Analoga von Dinistoren mit den gewünschten Parametern zu erstellen.

Ich habe lange nach einem solchen Analogon des Dinistors gesucht. Die ursprüngliche Version war eine analoge, bestehend aus einer D814D-Zenerdiode und einem KU202N-Trinistor (Abb. 1). Solange die Spannung am Analog kleiner als die Stabilisierungsspannung der Zenerdiode ist, ist das Analog geschlossen und es fließt kein Strom durch es. Wenn die Stabilisierungsspannung der Zenerdiode erreicht ist, öffnet sie sich, öffnet den Trinistor und das Analog als Ganzes. Als Ergebnis erscheint ein Strom in dem Stromkreis, in dem das Analog angeschlossen ist. Der Wert dieses Stroms wird durch die Eigenschaften des Trinistors und des Lastwiderstands bestimmt. Unter Verwendung von Trinistoren der Serie KU202 mit den Buchstabenindizes B, V, N und derselben Zenerdiode D814D wurden 32 Messungen des Stroms und der Spannung beim Einschalten des Analogs des Dnistors durchgeführt. Die Analyse zeigt, dass der Mittelwert des Einschaltstroms des Analogons ungefähr 7 mA beträgt und die Einschaltspannung 14,5 ± 1 V beträgt. Die Streuung der Einschaltspannung erklärt sich durch die Widerstandsvarianz von die Steuer-pn-Übergänge der verwendeten Trinistoren.

Die Einschaltspannung Uon eines solchen Analogons kann nach einer vereinfachten Formel berechnet werden: Uon \uXNUMXd Ust + Uy.e., wobei Ust die Stabilisierungsspannung der Zenerdiode Uc.e. ist. - Spannungsabfall am Steuerübergang des Trinistors.

Wenn sich die Temperatur des Trinistors ändert, ändert sich auch der Spannungsabfall an seiner Steuerverbindung, jedoch nur geringfügig. Dies führt zu einer gewissen Änderung der Einschaltspannung des Analogsignals. Wenn sich beispielsweise beim Trinistor KU202N die Temperatur seines Gehäuses von 0 auf 50 °C änderte, änderte sich die Einschaltspannung innerhalb von 0,3 ... 0,4 % in Bezug auf den Wert dieses Parameters bei einer Temperatur von 25 °C .

Als nächstes wurde ein einstellbares Analogon eines Dinistors mit einem variablen Widerstand R1 in der Steuerelektrodenschaltung des Trinistors untersucht (Abb. 2). Die Familie der Volt-Ampere-Eigenschaften einer solchen Variante des Analogs ist in Abb. 3 dargestellt. 4, ihr Startplatz - in Abb. 5, und die Abhängigkeit der Einschaltspannung vom Widerstandswert des Widerstands ist in fig. 1. Wie die Analyse gezeigt hat, ist die Einschaltspannung eines solchen Analogs direkt proportional zum Widerstandswert des Widerstands. Diese Spannung kann nach der Formel Uvl.p \uXNUMXd Uct + Uy.e + Ion.y.e * RXNUMX berechnet werden, wobei Uon.p die Einschaltspannung des geregelten Analogs und Ion.y.e der Einschaltstrom ist des regulierten Analogons des Dinistors durch die Steuerelektrode.

Abb. 3

Abb. 4

Abb. 5

Ein solches Analogon ist außer der Temperaturinstabilität frei von fast allen Nachteilen von Dinistoren. Wie Sie wissen, nimmt mit zunehmender Temperatur des Trinistors sein Einschaltstrom ab. Bei einem einstellbaren Analog führt dies zu einer Abnahme der Einschaltspannung und je größer der Widerstand des Widerstands ist, desto signifikanter ist er. Daher sollte man mit einem variablen Widerstand keine große Erhöhung der Einschaltspannung anstreben, um die Temperaturstabilität des Analogs nicht zu verschlechtern.

Experimente haben gezeigt, dass diese Instabilität gering ist. Wenn sich also bei einem Analog mit einem KU202N-Trinistor die Temperatur seines Gehäuses innerhalb von 20 ± 10 ° C änderte, änderte sich die Einschaltspannung: mit einem 1-kOhm-Widerstand - um ± 1,8%. bei 2 kOhm - um ±2,6 %, bei 3 kOhm - um ±3 %, bei 4 kOhm - um ±3,8 %. Eine Erhöhung des Widerstands um 1 kΩ führte zu einer Erhöhung der Einschaltschwellenspannung des geregelten Analogs um durchschnittlich 20 % im Vergleich zur Einschaltspannung des ursprünglichen Dinistor-Analogons. Daher ist die durchschnittliche Einschaltspannungsgenauigkeit des geregelten Analogs besser als 5 %.

Die Temperaturinstabilität des Analogs mit dem Trinistor KU101G ist geringer, was durch den relativ geringen Einschaltstrom (0,8 ... 1,5 mA) erklärt wird. Beispielsweise betrug bei der gleichen Temperaturänderung und einem Widerstand mit einem Widerstandswert von 10, 20, 30 und 40 kOhm die Temperaturinstabilität jeweils ± 0,6 %. ±0,7 %, ±0,8 %. ±1%. Das Erhöhen des Widerstandswerts des Widerstands um jeweils 10 kΩ erhöhte den Pegel der analogen Einschaltspannung um 24 % im Vergleich zur Spannung des Analogs ohne Widerstand. Daher hat ein Analog mit einem KU101G-Trinistor eine hohe Einschaltspannungsgenauigkeit - seine Temperaturinstabilität beträgt weniger als 1% und mit einem KU202N-Trinistor - eine etwas schlechtere Einschaltspannungsgenauigkeit (in diesem Fall der Widerstand des Widerstands Rt sollte 4,7 kOhm betragen).

Wenn ein thermischer Kontakt zwischen dem Trinistor und der Zenerdiode hergestellt wird, kann die Temperaturinstabilität des Analogs noch geringer sein, da bei Zenerdioden mit einer Stabilisierungsspannung von mehr als 8 V der Temperaturkoeffizient der Stabilisierungsspannung positiv ist und der Temperaturkoeffizient der Öffnungsspannung der Trinistoren negativ ist.

Es ist möglich, die thermische Stabilität eines einstellbaren Analogs eines Dinistors mit einem leistungsstarken Trinistor zu erhöhen, indem ein variabler Widerstand in den Anodenkreis eines Trinistors mit niedriger Leistung aufgenommen wird (Abb. 6). Der Widerstand R1 begrenzt den Strom der Steuerelektrode des Trinistors VS1 und erhöht dessen Einschaltspannung um 1...2%. Und mit dem variablen Widerstand R2 können Sie die Einschaltspannung des Trinistors VS2 einstellen.

Abb. 6

Die Verbesserung der Temperaturstabilität dieser Version des Analogs erklärt sich aus der Tatsache, dass mit zunehmendem Widerstand des Widerstands R2 der analoge Einschaltstrom entlang der Steuerelektrode abnimmt und sein Einschaltstrom durch die Anode zunimmt . Und da bei einer Temperaturänderung in diesem Fall der Strom der Steuerelektrode weniger abnimmt und damit der Gesamtstrom der analogen Einschaltspannung ansteigt, dann ergibt sich bei gleicher Erhöhung der analogen Einschaltspannung ein geringerer Widerstand der Widerstand R2 wird benötigt - dies schafft günstige Bedingungen zur Erhöhung der Temperaturstabilität des Analogs.

Um die thermische Stabilität eines solchen Analogs zu realisieren, muss der Öffnungsstrom des Trinistors VS2 2 ... 3 mA betragen - mehr als der Öffnungsstrom des Trinistors VS1, damit seine Temperaturänderungen den Betrieb des Analogs nicht beeinflussen. Das Experiment zeigte, dass sich die Einschaltspannung des thermostabilen Analogs praktisch nicht änderte, wenn sich die Temperatur seiner Elemente von 20 auf 70 °C änderte.

Der Nachteil dieser Version des Dinistor-Analogs sind die relativ engen Grenzen für die Einstellung der Einschaltspannung mit einem variablen Widerstand R2. Sie sind um so schmaler, je größer der Einschaltstrom des Trinistors VS2 ist. Um die thermische Stabilität des Analogons nicht zu verschlechtern, ist es daher erforderlich, darin Trinisgoras mit dem geringstmöglichen Einschaltstrom zu verwenden. Der Einstellbereich der analogen Einschaltspannung kann durch Verwendung von Zenerdioden mit unterschiedlichen Stabilisierungsspannungen erweitert werden.

Einstellbare Dinistor-Analoga finden Anwendung in der Automatisierung und Telemechanik, Entspannungsgeneratoren. elektronische Regler, Schwellen und viele andere funktechnische Geräte.

Autor: M. Maryash, Pos. Kiropets, Region Ternopil; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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