Предназначение и устройство симисторов, как проверить симистор в электронной схеме универсальным мультиметром

Основные типы транзисторов

Существует два основных типа транзисторов — биполярные и полевые. В первом случае выходной ток создается при участии носителей обоих знаков (дырок и электронов), а во втором случае — только одного. Определить неисправность каждого из них поможет прозвонка транзистора мультиметром.

Биполярные транзисторы по своей сути являются полупроводниковыми приборами. Они оборудованы тремя выводами и двумя р-п-переходами. Принцип действия этих устройств предполагает использование положительных и отрицательных зарядов — дырок и электронов. Управление протекающими токами выполняется с помощью специально выделенного управляющего тока. Данные устройства широко применяются в электронных и радиотехнических схемах.

Биполярные транзисторы состоят из трехслойных полупроводников двух типов — «р-п-р» и «п-р-п». Кроме того в конструкции имеется два р-п-перехода. Соединение полупроводниковых слоев с внешними выводами осуществляется через невыпрямляющие полупроводниковые контакты. Средний слой считается базой, которая подключается к соответствующему выводу. Два слоя, расположенные по краям, также подключены к выводам — эмиттеру и коллектору. На электрических схемах для обозначения эмиттера используется стрелка, показывающая направление тока, протекающего через транзистор.

В разных типах транзисторов у дырок и электронов — носителей электричества могут быть собственные функции. Более всего распространен тип п-р-п из-за лучших параметров и технических характеристик. Ведущую роль в таких устройствах играют электроны, выполняющие основные задачи по обеспечению всех электрических процессов. Они примерно в 2-3 раза более подвижные, чем дырки, поэтому и обладают повышенной активностью. Качественные улучшения приборов происходят также за счет площади перехода коллектора, которая значительно больше площади перехода эмиттера.

В каждом биполярном транзисторе имеется два р-п-перехода. Когда выполняется проверка транзистора мультиметром, это позволяет проверять работоспособность устройств, контролируя значения сопротивлений переходов при подключении к ним прямого и обратного напряжения. Для нормальной работы п-р-п-устройства на коллектор подается положительное напряжение, под действием которого открывается базовый переход. После возникновения базового тока, появляется коллекторный ток. При возникновение в базе отрицательного напряжения, транзистор закрывается и течение тока прекращается.

Базовый переход в р-п-р-устройствах открывается под действием отрицательного напряжения на коллекторе. Положительное напряжение дает толчок для закрытия транзистора. Все необходимые коллекторные характеристики на выходе можно получить, плавно изменяя значения тока и напряжения. Это позволяет эффективно проверить биполярный транзистор тестером.

Существуют электронные устройства, все процессы в которых управляются действием электрического поля, направленного перпендикулярно току. Эти приборы называются полевыми или униполярными транзисторами. Основными элементами являются три контакта — исток, сток и затвор. Конструкция полевого транзистора дополняется проводящим слоем, исполняющим роль канала, по которому течет электрический ток.

Данные устройства представлены модификациями «р» или «п»-канального типа. Каналы могут располагаться вертикально или горизонтально, а их конфигурация бывает объемной или приповерхностной. Последний вариант также разделяется на инверсионные слои, содержащие обогащенные и обедненные. Формирование всех каналов происходит под воздействием внешнего электрического поля. Устройства с приповерхностными каналами имеют структуру, в состав которой входит металл-диэлектрик-полупроводник, поэтому они называются МДП-транзисторами.

Способы проверки

Существует целый ряд различный способов, позволяющих проверять тиристоры, наиболее простым является тестирование с помощью лампы накаливания и источника, дающего постоянное напряжение.

Реализовать данный процесс можно следующим образом:

Провода необходимо припаять к выводам тиристора таким образом, чтобы на анод подавался плюс от питающего элемента, а минус был подключен к лампочке, а уже через нее к катоду.
На управляющий электрод прибора потребуется подать напряжение, которое будет превышать аналогичный показатель для анода на 0,2В, благодаря этому действию тиристор перейдет в открытое состояние.
Если прибор исправен и находится в рабочем состоянии, то лампочка должна зажечься.
Для того, чтобы окончательно убедиться в исправном функционировании, необходимо перекрыть доступ источнику напряжения, открывшему тиристор, к управляющему электроду, после совершения этих действий лампочка не должна погаснуть.
Чтобы вернуть устройство в закрытое состояние, необходимо полностью устранить питание либо осуществить подачу отрицательного напряжения на электрод.

Ниже приводится пример проверки, которую можно осуществить в цепи переменного тока:

Необходимо заменить напряжение, которое подается от блока питания или иного постоянного источника, на переменное напряжение с показателем 12В, использовать для этих целей можно специальный трансформатор.
После осуществления данной процедуры, в исходном положении лампочка будет находиться в выключенном режиме.
Проверка происходит путем нажатия пусковой кнопки, во время чего лампочка должна включаться, а при отжимании снова гаснуть.
Во время тестирования, лампочка должна загораться только вполовину от своих возможностей накала, это обусловлено тем фактом, что тиристора достигает только положительная волна подаваемого от трансформатора переменного напряжения.
Если в схеме присутствует симистор, одна из основных разновидностей тиристора, то лампочка будет загораться в полную силу, поскольку он одинаково восприимчив к обеим полуволнам переменного напряжения.

тестер

Другим способом является осуществление проверки при помощи тестера, реализуется она следующим образом:

Для осуществления предлагаемого тестирования достаточно энергии, которая будет получена от питания мини-тестера на 1,5В, находящегося в рабочем режиме х1 кОм.
Требуется подключить щуп к аноду и затем произвести кратковременное прикосновение к управляющему электроду.
После совершения названных действий проследить за реакцией стрелки, которая должна была отклониться от исходных показателей.
Если после снятия щупа происходит возвращение стрелки на исходную позицию, то это свидетельствует о том, что тестируемый тиристор неспособен самостоятельно удерживаться в открытом состоянии.
Иногда процесс проверки не получается с самого начала, в такой ситуации рекомендуется поменять щупы местами, поскольку у некоторых устройств переход в режим х1 кОм может вызвать изменение полярностей.

проверка мультиметром

Мультиметр представляет собой многофункциональное устройство, в которое входит, в том числе и омметр, с помощью него также можно осуществить соответствующую проверку:

Первоначально, мультиметр должен быть переведен в режим прозвона.
Щупы устанавливаются таким образом, чтобы плюс быть подключен на анод, а минус соответствовал катоду.
Дисплей мультиметра должен показывать высокое напряжение, поскольку тиристор на данный момент находится в закрытом положении.
На щупах имеется напряжение, поэтому можно подать плюс на управляющий электрод, для этого необходимо совершить кратковременное прикосновение соответствующим проводом от электрода к аноду.
После совершенных действий, дисплей мультиметра должен начать показывать низкое напряжение, поскольку тиристор переходит в открытое состояние.
Закрытие прибора произойдет снова, если убрать провод от электрода, этот процесс происходит из-за недостаточного количества электрического тока, который находится в щупах мультиметра. Исключение составляют отдельные разновидности тиристоров, например, которые задействованы в некоторых импульсных источниках питания ряда старых телевизоров, для них содержание тока будет достаточным, чтобы сохранить открытое состояние.

Использование омметра для проверки происходит по схожей схеме, поскольку современные модели обладают не стрелочным механизмом, а дисплеем, как у мультиметров. Подобная методика позволяет проводить тестирование исправного состояния полупроводниковых переходов без осуществления предварительного выпаивания тиристора из платы.

Тест на пробой

Проверка тиристора начинается с определения пробоя. Рекомендуется начинать с предварительного тестирования, которое связано с измерением сопротивления между двумя выходами «А» и «К», «К» и «УЭ». Алгоритм действий имеет следующие особенности:

Для тестирования применяется мультиметр. Его включают в режим «прозвонки», и снимаются показатели между двумя выводами «УЭ» и «К». Если устройство находится в хорошем техническом состоянии, то снятые показатели будут в диапазоне от 40 Ом до 0,55 кОм. Низкое значение может указывать на некоторые проблемы с устройством.
Далее рекомендуется сменить положение щупов, и процесс повторяется. Снятые показатели должны соответствовать тем, которые были получены в первом случае.
Следующий шаг заключается в измерении сопротивления между выводами «К» и «А». В этом случае показатель сопротивления должен стремиться к бесконечности. Значение может варьироваться в зависимости от полярности измерительного устройства. Низкий показатель указывает на то, что есть пробой в переходе. Для более точного результата рекомендуют выпаивать устройство, которое тестируется.

Планирование маршрута уборки и алгоритмы движения

Робот-пылесос CLEVERPANDA i5 (Pet series) оснащён интеллектуальной системой движения. Благодаря широкоформатной камере, гибридной системе эхолокации, обновлённым датчикам определения препятствий и новейшему программному обеспечению, робот-пылесос составляет эффективный маршрут уборки.

Как проверить симистор

Нередко радиолюбителям приходится собирать различные приспособления из деталей, которые были добыты путем разборки старых электрических или радиоприборов. Понятно, что после долгого лежания в ящиках сам владелец этого мини-склада уже и не помнит, в каком состоянии находятся детали. То есть, они исправны или нет. Поэтому используемую деталь обычно проверяют. А так как тема нашей статьи – как проверить симистор, то будем разбираться в этом вопросе досконально.

Что такое симистор

В первую очередь необходимо понять, что собой представляет эта деталь. Это разновидность тиристоров, которая отличается от них тем, что может пропускать электрический ток в любую сторону. То есть, при смене полярности подключения этот прибор будет работать обязательно. В сравнении с тиристорами такого произойти не может, потому что этот прибор работает только в одну сторону. Чисто конструктивно симистор – это два тиристора, соединенных между собой разными полюсами.

Тестирование

У каждого радиолюбителя есть свои способы проверить симистор. Для этого можно использовать специальные приборы или подручные материалы. Главное – знать, как проверить правильно прибор на основе принципа его работы.

Способ №1

Самый простой способ – это протестировать симистор омметром. Для этого необходимо катод детали соединить с отрицательным контактом омметра, анод с положительным контактом. А затем закоротить анод с управляющим электродом. На самом омметре необходимо выставить единицу (х1). Если при этом стрелка покажет сопротивление прибора в пределах 15-50 Ом, можно считать, что симистор цел и пригоден для установки в любой радиоприбор.

Но тут есть один важный момент. Если в таком положении с анода убрать все контакты, и показания сопротивления при этом не изменятся, то это подтверждает целостность детали. Если стрелка начнет отклоняться к нулю, то выбросите симистор в мусор.

Способ №2

Конечно, можно придумать большое количество различных приборов, с помощью которых провести проверку симистра будет несложно. Но для этого придется прикладывать усилия и тратить свое время на сборку, хотя для многих это будет в удовольствие. Для примера приводим одну из схем такого тестового устройства, вот она на рисунке снизу.

Схема подключения данного прибора к симистру точно такая же, как и в случае с тестированием при помощи омметра. Но в этом устройстве установлен светодиод (HL1). Так вот при подаче напряжения на симистор через кнопку (ключ) световой источник должен загореться. А это говорит об исправности детали.

Обратите внимание на резисторы. Их сопротивления рассчитывается под номинальное напряжение

Практика показала, что сопротивление в диапазоне 9-12 Ом достаточная величина.

Заключение по теме

Как видите, больших проблем, чтобы протестировать симистор, нет. Конечно, оптимальный вариант – это использование омметра, который есть в арсенале у каждого радиолюбителя. Но если появляется желание поэкспериментировать, то можно собрать самостоятельно тестовое устройство. Предложенная схема не единственная, в принципе, можно попробовать собрать и свой вариант, взяв за основу данное предложение.

Что касается исправности детали, то рекомендуется проверять ее с двух сторон, ведь симистор работает как в одну, так и в другую сторону. То есть, сначала подключаются контакты по вышеизложенной схеме. Затем полярность подключения можно изменить на противоположную. Исправная деталь будет работать и том, и в другом направлении.

Тестирование

Способ №1

Способ №2

Обратите внимание на резисторы. Их сопротивления рассчитывается под номинальное напряжение

Практика показала, что сопротивление в диапазоне 9-12 Ом достаточная величина.

Что это такое

Как показано на Рис.2, тиристор составлен из двух транзисторов разной проводимости: npn и pnp, включенных «навстречу» друг-другу. Если приоткрыть один из транзисторов (npn), приложив между его эмиттером и базой напряжение порядка 0,6 … 0,8 В (напряжение открывания кремниевого p-n перехода), то в коллекторе потечет ток.

Появившееся напряжение между базой и эмиттером второго транзистора начнет открывать его и, одновременно, через коллектор второго транзистора, — первый транзистор. Все это будет лавинообразно нарастать с очень большой скоростью, и теперь уже независимо от начального напряжения. Достаточно только «подтолкнуть» процесс открывания небольшим начальным импульсом.

Для закрывания тиристора необходимо понизить ток в его цепи до минимальной величины, называемой током удержания, и чуть ниже. Поскольку переменный ток так себя и ведет в каждом полупериоде, то каждая половинка симистора будет закрываться, когда меняется полярность в цепи тока.

Схема симистора показана на рисунке Рис. 3 слева, а его физическое устройство, — справа. Напоминаем, что это два встречно-параллельно включенных тиристора. Выводы Т1 и Т2 уже нельзя назвать анодом и катодом, в цепи переменного тока они становятся равноправными. Однако, в цепи постоянного тока триак ведет себя как обычный тиристор и даже содержит «запасной», хотя для его использования придется поменять полярность управляющего напряжения.

Дополнительная информация! Кстати говоря, как тиристор, так и симистор, могут быть составлены из обычных транзисторов разной структуры, имея ту же работоспособность. Главное, чтобы они были рассчитаны на требуемый ток и допустимое напряжение. Но на практике это не используется, с очень давних времен (1960-е) тиристоры стали выпускать в виде готовых приборов в одном корпусе.

Современный тиристор или симистор средней мощности выглядит, как показано на Рис. 4.

Принцип работы

Рассматривая динистор в качестве четырёхструктурного элемента, его можно представить в виде двух взаимосвязанных транзисторов n и p типа проводимости. Для работы транзистора необходимо появление тока на переходе база-эмиттер. Если на него не подано напряжение, тогда через радиоэлемент проходить ток не будет. Связано это с тем, что открытие транзисторов контролируется друг другом. Иными словами, чтобы открыть один из этих транзисторов, необходимо перевести в открытое состояние другой.

Между выводами динистора должно присутствовать напряжение определённой величины, позволяющее перевести работу одного из двух транзисторов в режим насыщения. В результате откроется второй элемент, и динистор начнёт пропускать ток.

Существенную роль играет и полярность приложенного к выводам радиодетали напряжения. Когда на анод подаётся минус, через элемент ток практически не проходит. Такое включение называют обратным. Если же полярность поменять, то через устройство начнёт протекать ток небольшой величины — ток закрытия. Напряжение, соответствующее ему, определяет наибольшее значение, при котором динистор находится в закрытом состоянии. Чтобы динистор открыть, понадобится напряжение порядка десятков вольт.

Динисторы, как и тринисторы, пропускают ток только в одном направлении. Чтобы ток проходил в обоих направлениях, они включаются по встречно-параллельной схеме. Также для этого может использоваться пятислойная структура pnpnp типа.

https://youtube.com/watch?v=4BIMMrzI3Pw

Как проверить резистор мультиметром, не выпаивая на плате

Без демонтажа эти детали можно проверять при сравнительно небольших номинальных значениях электрического сопротивления (80-120 Ом). Предполагается, что в этом диапазоне влиянием других элементов схемы можно пренебречь. В действительности, следует уточнять возможность измерений без существенных искажений.

Если шунтирующие цепи не позволяют обеспечить необходимую точность, придется выпаять хотя бы одну ножку. Альтернативное решение – разрезают дорожку печатной платы. Впоследствии устраняют соответствующие повреждения.

В публикации показано, как прозвонить резистор с применением разных методик. Оптимальный вариант выбирают с учетом:

уровня повреждений;
особенностей мультиметров;
условий работы.

В любом случае следует применить меры, предотвращающие искажение измеряемых параметров. Аккуратное обращение с паяльником и вспомогательными инструментами поможет сохранить в целостности исправные детали.

См. также

Испытатель тиристоров и симисторов

Часто радио любители сталкиваются с такой проблемой, как проверить тиристор и симистор. схема которая показана ниже очень проста в сборке и безотказная как автомат Калашникова ))).

Общие положения

Отдельно взятый транзистор можно проверить на функционирование с помощью простого аналогового омметра. Проверить тиристор или симистор несколько сложнее. Здесь представлено описание схемы устройства, с помощью которого можно проверить и оценить основные параметры как тиристоров, так и симисторов. Прежде, чем приступить к описанию схемы испытателя, рассмотрим кратко, что же такое тиристор и симистор.

Тиристор – управляемый диод. В направлении запирания (как и через обычный диод) ток не протекает, так как на катоде (отмеченном на схемах остриём стрелки), относительно анода, напряжение имеет положительный знак. Меняем полярность приложенного к тиристору напряжения (плюс – к аноду, минус — катоду), а он и не думает открываться, в отличие от диода, тиристор всё ещё закрыт, заперт. Стоит теперь подать открывающее напряжение (которое, в свою очередь вызовет открывающий ток) на управляющий электрод, как тиристор моментально открывается (ток нарастает очень быстро, носит характер удара, пробоя). Теперь, если даже убрать управляющий ток из цепи управляющего электрода, тиристор останется в проводящем состоянии до тех пор, пока, протекающий через него ток, уменьшится до величины меньшей некоторого определённого значения, называемой током закрывания или током прерывания: тиристор закроется. Теперь тиристор можно открыть только новой порцией тока в цепи управляющего электрода.

Для увеличения кликните на изображение

Симистор – не что иное, как сдвоенный тиристор: два тиристора, включенных параллельно друг другу, только “навстречу” и с одним общим управляющим электродом, позволяющим производить управление током (токами), текущим(и) в обоих направлениях (переменным током). В необходимый момент времени, на управляющий электрод симистора подаётся импульс тока и симистор открывается. Когда (переменный) ток уменьшается, переходит через нуль, чтобы сменить затем свою полярность, симистор автоматически закрывается. Теперь, только следующий импульс тока в цепи управляющего электрода откроет симистор.

Схема

Представленная здесь схема тестера позволяет проверять только вышеназванные функции тиристоров и симисторов. Если переключатель S1 находится в положении, указанном на схеме Рис.1, то конденсатор С2 заряжается через резистор R1 и диод D2 до напряжения, близкого к напряжению батареи питания. Конденсатор С1 разряжен, так как диод D1 в этом направлении ток не проводит, заперт. Если тиристор подключен так, как указано на схеме (Рис.1), то светодиоды D4 и D6 не будут светиться. Стоит теперь кратковременно нажать на кнопку ST2, как в цепи управляющего электрода тиристора, через резистор R5, потечёт управляющий ток, который приведёт к открыванию тиристора. Зажжётся светодиод D4. Светодиод D6 останется потушенным, поскольку диод D5 включен в непроводящем направлении. Если теперь кратковременно выключить S1 (перевести переключатель в соседнее “холостое” положение), чтобы перевести его в другое положение (для смены полярности, например), как сразу погаснет D4. Коротким нажатием на кнопку ST2 снова подаём управляющий импульс от заряженного конденсатора С2 через резистор R5 на управляющий электрод тиристора. Этот импульс теперь не должен привести к открыванию тиристора, так как, последний подключен к источнику питания в непроводящем (запирающем тиристор) направлении (из-за смены полярности).

Поведение симистора, в этом случае, отличается от поведения тиристора: симистор и в этом случае, откроется, будет проводить ток. В зависимости от того, какую полярность будет иметь питающее напряжение, симистор будет открываться при нажатии на кнопки ST2 или ST1. Конечно же, после смены полярности питающего напряжения, следует немного подождать, чтобы успели зарядиться соответствующие конденсаторы, а уж потом жать на кнопки. С2 заряжается только в указанном на схеме (Рис.1) положении переключателя S1, С1 — только в нижнем по схеме его положении.

Конструкция

В соответствие с принципиальной схемой, размещайте детали устройства на монтажной плате. Особенностей монтажа нет, так как нет чувствительных (к наводкам и т. п.) элементов. Конструкция выполнена таким образом, что вместе с батареей питания помещается в небольшом корпусе. Три вывода для подключения тестируемых тиристоров или симисторов выполнены гибким изолированным проводом с использованием зажимов (например, типа “крокодил”).

Особенности монтажа

Так же как и тиристоры, симисторы при работе греются, поэтому при сборке необходимо обеспечивать отвод тепла. Если нагрузка маломощная или питание импульсное (кратковременное подключение на промежуток менее 1 сек) допускается монтаж без радиатора. В остальных случаях необходимо обеспечить качественный контакт с охлаждающим устройством.

Есть три способа фиксации симистора на радиаторе: клепка, на винте и на зажиме. Первый вариант при самостоятельном монтаже не рекомендуется, так как существует высокая вероятность повреждения корпуса. Наиболее простой способ монтажа в домашних условиях — винтовой.

Порядок монтажа симистора

Перед тем, как начинают монтаж, осматривают корпус прибора и радиатора (охладителя) на предмет царапин и сколов. Их быть не должно. Затем поверхность протирают от загрязнений чистой ветошью, обезжиривают, накладывают термопасту. После чего вставляют в отверстие с резьбой в радиаторе и зажимают шайбу. Крутящий момент должен быть 0.55Nm- 0.8Nm. То есть, необходимо обеспечить должный контакт, но перетягивать тоже нельзя, так как есть риск повредить корпус.

Схема регулятора мощности для индуктивной нагрузки на симисторе

Обратите внимание, что монтаж симистора производится до пайки. Это снижает механическую нагрузку на отводы прибора

И еще: при установке следите за тем, чтобы корпус плотно прижимался к охладителю.

Используя домашний тестер (мультиметр), легко выполнить проверку различных радиоэлементов. Для домашних мастеров, которые работают с электронными приборами это довольно полезная вещь. К примеру, правильно выполненная проверка симистора мультиметром позволит избежать поиска новых деталей при ремонте электрооборудования. Чтобы понять данный процесс досконально, необходимо выяснить, что представляют собой тиристоры.