Структура прибора состоит из пяти слоев кремния с чередующимися p-n-переходами. При подаче импульса на управляющий электрод (G) вблизи анода (A1 или A2) формируется проводящий канал. В отличие от динисторов, для открытия не требуется превышение напряжения пробоя – достаточно тока 5–50 мА, в зависимости от модели. После включения прибор остается в проводящем состоянии до следующего перехода напряжения через ноль.
Пример практического применения – регуляторы мощности для паяльников или диммеры. При использовании BT139-600 (40 А, 600 В) с фазовым управлением через диак DB3 достигается плавная регулировка от 5% до 95% мощности. Для точного контроля угла открытия применяют микроконтроллеры с детекторами нуля, например, MOC3041.
Содержание материала
Конструкция и отличия от тиристора
Трехэлектродный полупроводниковый прибор состоит из пяти слоев кремния с чередующимися типами проводимости (NPNPN). Основные элементы:
- Управляющий электрод
- Две структуры тиристоров, включенных встречно-параллельно
Ключевые отличия от тиристора
- Проводимость – пропускает ток в обоих направлениях, тогда как тиристор только в одном
- Управление – срабатывает при подаче импульса на затвор независимо от полярности напряжения
- Применение – используется в цепях переменного тока без дополнительных диодов
Параметры для выбора:
- Напряжение переключения: от 200В до 1200В
- Ток удержания: 5-50мА
- Время включения: 1-10мкс
Применение и управление симисторами
Эти полупроводниковые приборы активно используют в регуляторах мощности, системах освещения, бытовых приборах и промышленных установках. Например, диммеры для ламп накаливания изменяют яркость, пропуская часть синусоиды напряжения через симистор.
Основные сферы применения
1. Управление электродвигателями – плавный пуск асинхронных моторов в станках, вентиляторах, компрессорах.
2. Терморегуляция – поддержание температуры в нагревателях, инкубаторах, системах «теплый пол».
3. Коммутация цепей – бесконтактное переключение нагрузок до 40 А в реле, пускателях, стабилизаторах.
Способы управления
Для включения подают импульс тока 20–50 мА на управляющий электрод. В схемах используют:
— Фазовый контроль – изменение момента открытия относительно перехода напряжения через ноль (диммирование).
— Опторазвязку – MOC3041, MOC3063 для гальванической изоляции управляющей цепи.
— Микроконтроллеры – Arduino, ESP8266 формируют сигналы через симисторные драйверы типа BTA16.
Минимальный ток удержания – 5–50 мА, в зависимости от модели. Для индуктивных нагрузок параллельно ставят RC-цепочку (100 Ом + 0,1 мкФ) для подавления помех.
Конструкция и ключевое отличие от тиристора
Основу прибора составляют три p-n-перехода, расположенные в пятислойной структуре. В отличие от тиристора, пропускающего ток только в одном направлении, этот элемент управляет нагрузкой в обеих полярностях.
Главное отличие – наличие двух встречно-параллельных тиристоров в одном корпусе. Анод первого соединён с катодом второго, что обеспечивает двунаправленную проводимость. Управление осуществляется через единый затвор, независимо от полярности напряжения.
Практическая рекомендация: при выборе обращайте внимание на параметры:
- Напряжение включения (обычно 2-5 В)
- Максимальный коммутируемый ток (от 1 до 100 А)
- Критическая скорость нарастания напряжения (dV/dt)
Сферы применения и методы управления
Для регулировки мощности в цепях переменного тока применяют управляемые ключи с тремя электродами. Основные области использования:
Регуляторы мощности
В схемах диммеров и нагревательных приборов управляющий ток открывает переход при напряжении 2-5 В. Оптимальный угол открытия – 30-150 градусов для плавного изменения мощности без скачков.
Защита оборудования
При коммутации индуктивных нагрузок (электродвигатели, трансформаторы) параллельно электродам подключают RC-цепочку: резистор 100 Ом и конденсатор 0.1 мкФ. Это гасит выбросы напряжения до 600 В.
Методы управления:
- Фазовый контроль – изменение момента открытия относительно перехода через ноль
- ШИМ – подача импульсов с частотой 1-10 кГц для точного регулирования
- Опторазвязка – изолирует цепь управления через MOC3021 с током срабатывания 15 мА
Для тестирования в радиолюбительских схемах используйте BT139-600 с током удержания 25 мА. Подключайте нагрузку через предохранитель на 20% выше номинала.
