path: root/Схемотехника/Попытка 2/circuitry2.tex

\documentclass[spec, och, referat]{SCWorks}
% параметр - тип обучения - одно из значений:
%    spec     - специальность
%    bachelor - бакалавриат (по умолчанию)
%    master   - магистратура
% параметр - форма обучения - одно из значений:
%    och   - очное (по умолчанию)
%    zaoch - заочное
% параметр - тип работы - одно из значений:
%    referat    - реферат
%    coursework - курсовая работа (по умолчанию)
%    diploma    - дипломная работа
%    pract      - отчет по практике
% параметр - включение шрифта
%    times    - включение шрифта Times New Roman (если установлен)
%               по умолчанию выключен
% \usepackage{subfigure}
\usepackage{tikz,pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.5}
\usepackage{float}

%\usepackage{titlesec}
\setcounter{secnumdepth}{4}
%\titleformat{\paragraph}
%{\normalfont\normalsize}{\theparagraph}{1em}{}
%\titlespacing*{\paragraph}
%{35.5pt}{3.25ex plus 1ex minus .2ex}{1.5ex plus .2ex}

\titleformat{\paragraph}[block]
{\hspace{1.25cm}\normalfont}
{\theparagraph}{1ex}{}
\titlespacing{\paragraph}
{0cm}{2ex plus 1ex minus .2ex}{.4ex plus.2ex}

% -------------------------------------------------------------------------- %


\usepackage[T2A]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{graphicx}
\graphicspath{ {./images/} }
\usepackage{tempora}

\usepackage[sort,compress]{cite}
% \usepackage{amsmath}
% \usepackage{amssymb}
% \usepackage{amsthm}
% \usepackage{fancyvrb}
% \usepackage{listings}
% \usepackage{listingsutf8}
% \usepackage{longtable}
% \usepackage{array}
\usepackage[english,russian]{babel}

\usepackage[hidelinks]{hyperref}
\usepackage{url}

\usepackage{underscore}
\usepackage{setspace}
\usepackage{indentfirst} 
\usepackage{mathtools}
\usepackage{amsfonts}
\usepackage{enumitem}
\usepackage{tikz}

\usepackage{caption}
\usepackage{subcaption}

\newcommand{\eqdef}{\stackrel {\rm def}{=}}
\newcommand{\specialcell}[2][c]{%
\begin{tabular}[#1]{@{}c@{}}#2\end{tabular}}

% \renewcommand\theFancyVerbLine{\small\arabic{FancyVerbLine}}

\newtheorem{lem}{Лемма}

\begin{document}

% Кафедра (в родительном падеже)
\chair{}

% Тема работы
\title{Динистор}

% Курс
\course{3}

% Группа
\group{331}

% Факультет (в родительном падеже) (по умолчанию "факультета КНиИТ")
\department{факультета КНиИТ}

% Специальность/направление код - наименование
%\napravlenie{09.03.04 "--- Программная инженерия}
%\napravlenie{010500 "--- Математическое обеспечение и администрирование информационных систем}
%\napravlenie{230100 "--- Информатика и вычислительная техника}
%\napravlenie{231000 "--- Программная инженерия}
\napravlenie{10.05.01 "--- Компьютерная безопасность}

% Для студентки. Для работы студента следующая команда не нужна.
% \studenttitle{Студентки}

% Фамилия, имя, отчество в родительном падеже
\author{Гущина Андрея Юрьевича}

% Заведующий кафедрой
% \chtitle{} % степень, звание
% \chname{}

%Научный руководитель (для реферата преподаватель проверяющий работу)
\satitle{преподаватель} %должность, степень, звание
\saname{Р.~А.~Торгашов}

% Руководитель практики от организации (только для практики,
% для остальных типов работ не используется)
% \patitle{к.ф.-м.н.}
% \paname{С.~В.~Миронов}

% Семестр (только для практики, для остальных
% типов работ не используется)
%\term{8}

% Наименование практики (только для практики, для остальных
% типов работ не используется)
%\practtype{преддипломная}

% Продолжительность практики (количество недель) (только для практики,
% для остальных типов работ не используется)
%\duration{4}

% Даты начала и окончания практики (только для практики, для остальных
% типов работ не используется)
%\practStart{30.04.2019}
%\practFinish{27.05.2019}

% Год выполнения отчета
\date{2022}

\maketitle

\tableofcontents

% Включение нумерации рисунков, формул и таблиц по разделам
% (по умолчанию - нумерация сквозная)
% (допускается оба вида нумерации)
% \secNumbering

% -------------------------------------------------------------------------- %

\section{Основные характеристики}

Динистор "--- неуправляемая разновидность тиристоров, иначе он называется
триггер"=диодом. Изготавливается из полупроводникового монокристалла, имеющего
несколько P"=N переходов. Обладает двумя устойчивыми состояниями: открытым и
закрытым. Подходят для применения в цепях непрерывного действия, в которых
наибольшее значение тока составляет 2А, а также в импульсных режимах, при
условии, что максимальный ток "--- 10А, а напряжения находятся в диапазоне 10 --
200В. Этот элемент обычно выполняет функции электронного ключа. Его открытое
положение соответствует высокой проводимости, закрытое "--- низкой. Переход из
открытого в закрытое состояние происходит практически мгновенно.

Для динистора выделяют следующие основные параметры:
\begin{itemize}
    \item
        Разность потенциалов в открытом состоянии, измеряется в вольтах.
        Указывается применительно к величине тока открытия.
    \item
        Наименьшая величина тока в открытом состоянии, единица измерения "---
        миллиамперы. Эта характеристика зависит от температуры устройства. С ее
        повышением значение минимального тока уменьшается.
    \item
        Время переключения "--- временной промежуток, составляющий микросекунды,
        в течение которого триггер"=диод переходит из одного устойчивого
        состояния в другое.
    \item
        Ток запертого состояния. Зависит от значения обратного напряжения. В
        общем случае его величина не превышает 500 мкА.
    \item
        Емкость. Измеряется в пикофарадах, характеризует общую паразитную
        емкость устройства. Если этот показатель высокий, то элемент в
        высокочастотных цепях не используется.
\end{itemize}

В зависимости от конструктивных особенностей различают следующие виды этих
устройств:
\begin{itemize}
    \item
        Однополярные. Функционируют только при положительном смещении. Если
        уровень максимально допустимого обратного напряжения будет превышен,
        элемент сгорит.
    \item
        Симметричные. Имеют равнозначные выводы, могут работать при прямом и
        обратном смещениях. В современной электронике широко применяются
        реверсивно"=включаемые мощные динисторы (РВД) \cite{radioelementy}.
\end{itemize}


\section{Принцип работы}

В динисторе имеются четыре полупроводниковых слоя и три P"=N перехода.
Крайние области именуются эмиттерами, внутренние "--- базами, крайние P"=N
переходы носят название эмиттерных, а внутренний — коллекторного. Прибор имеет
два электрода: катод (со стороны N"=эмиттера) и анод (со стороны P"=эмиттера).

Основной принцип работы динистора: пропускание тока начинается при достижении
определенного значения напряжения, которое является постоянным и не может быть
изменено, поскольку триггер"=диоды является неуправляемым.

Наглядное представление о том, как работает динистор, дает вольтамперная
характеристика (ВАХ). На ВАХ симметричного элемента видно, что он будет
функционировать при любом направлении прикладываемого напряжении. Верхняя и
нижняя ветви центрально симметричны. Такую деталь можно включать в схему без
учета полярности.

График имеет три области, каждая из которых показывает режим работы динистора
при определённых условиях.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{graph.jpeg}
    \caption{Вольт"=амперная характеристика симметричного динистора}
\end{figure}

Первый участок на графике показывает закрытое состояние динистора. Ток через
него не течёт. При этом напряжение, приложенное к электродам динистора, меньше
напряжения включения $V_{BO}$ "--- Breakover voltage.

Второй участок показывает момент открытия динистора после того, как напряжение на
его выводах достигло напряжения включения ($V_{BO}$ или $U_\text{вкл.}$). При
этом динистор начинает открываться и через него начинает протекать ток. Далее
процесс стабилизируется и динистор переходит в следующее состояние.

Третий участок показывает открытое состояние динистора. При этом ток, который
протекает через динистор ограничен только максимальным током $I_\text{max}$,
который указывается в описании на конкретный тип динистора. Падение напряжения
на открытом динисторе невелико и колеблется в районе 1 –- 2 вольт
\cite{goradio}.

\subsection{Особенности устройства}

Структура динистора четырехслойная с тремя P"=N"=переходами. Эмиттерные переходы
прямого направления "--- P"=N1 и P"=N3, переход P"=N2 "--- коллекторный, обратной
направленности, обладает высоким сопротивлением.

Отличие динистора от диода "--- количество P"=N"=переходов (у диода один
P"=N"=переход), от обычного тиристора "--- отсутствие третьего, управляющего,
входа.

Основные плюсы динистора:
\begin{itemize}
    \item
        обеспечение несущественной потери мощности;
    \item
        возможность эксплуатации в широком температурном интервале: от -40°C
        до +125°C;
    \item
        возможность получения высокого выходного напряжения.
\end{itemize}

Минус "--- отсутствие возможности управлять работой этого устройства.


\section{Применение}

Динистор может использоваться для формирования импульса предназначенного для
отпирания тиристора, благодаря своей несложной конструкции и невысокой стоимости
динистор считается идеальным элементом для применения в схеме тиристорного
регулятора мощности или импульсного генератора

Еще одно распространенное применение динистора "--- это использование в
конструкции высокочастотных преобразователей для работы с электрической сетью
220В для питания ламп накаливания, и люминесцентных ламп в компактном исполнении
(КЛЛ) в виде компонента, входящего в устройство «электронного трансформатора»
Это так называемый DB3 или симметричный динистор. Для этого динистора характерен
разброс пробивного напряжения. Устройство используется для обычного и
поверхностного монтажа.

Сейчас динисторы используются преимущественно в силовой полупроводниковой
электронике: для этого разрабатываются новые конструкции динисторов, а также
принципы подачи напряжения \cite{wiki}.


\subsection{Условное графическое обозначение}

Условное графическое обозначение динистора похоже на изображение диода за одним
исключением. У динистора есть ещё одна перпендикулярная черта, которая, судя по
всему, символизирует базовую область, которая и придаёт динистору его свойства.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.3\textwidth]{trigger-diode.png}
    \caption{Условное графическое обозначение динистора на схемах}
\end{figure}

Также стоит отметить тот факт, что изображение динистора на схеме может быть и
другим. Так, например, изображение симметричного динистора на схеме может быть
таким, как показано на рисунке.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{diac.png}
    \caption{Варианты обозначения симметричного динистора на схеме}
\end{figure}


\begin{thebibliography}{99}
    \bibitem{goradio} Динистор, Принцип работы и свойства динистора [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://go-radio.ru/dinistor.html} (дата обращения 30.04.2022) -- Загл. с экрана. Яз. рус.
    \bibitem{radioelementy} Динисторы – принцип работы, как проверить, технические характеристики [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://www.radioelementy.ru/articles/dinistory-printsip-raboty/} (дата обращения 30.04.2022) -- Загл. с экрана. Яз. рус.
    \bibitem{wiki} Динистор [Электронный ресурс] // Википедия [Электронный ресурс] : свободная энциклопедия / текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; Wikimedia Foundation, Inc, некоммерческой организации. - Wikipedia®, 2001- . - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Динистор (дата обращения: 30.04.2022). -- Загл. с экрана. - Последнее изменение страницы: 14:12, 7 ноября 2021 года. -- Яз. рус.
\end{thebibliography}

\end{document}