ЗНАКОМЬТЕСЬ: ДИНИСТОРЫ

В былые времена, когда требовалось выполнять переключения в электрических цепях при возрастании напряжения до некоторого порогового уровня, прибегали к использованию поляризованных электромагнитных реле. Однако существенные габариты и масса, недостаточная надежность кинематики и контактных пар сильно ограничивали применение этих устройств. Нынче на смену им пришли миниатюрные бесконтактные приборчики, именуемые динисторами. Это четырехслойные полупроводниковые диоды, структура которых представляет собой как бы два транзистора: p-n-p и n-p-n типа, причем база одного соединена с коллектором второго, образуя внутренние положительные обратные связи (рис. 1).

Пока приложенное к динистору напряжение Uo невелико, оба транзистора заперты. В результате, общее сопротивление прибора — порядка сотен кОм. Однако при напряжении, несколько превышающем Uо, возросший микроток из коллектора одного транзистора, втекая в базу второго, приоткрывает его.

Вынужденное увеличение тока коллектора второго транзистора усиленно воздействует на базу первого, также приоткрывая его. Этот лавинообразно нарастающий процесс приводит к полному отпиранию всей транзисторной пары, и динистор переходит в проводящее состояние (то есть сопротивление его падает до долей Ома).

Наглядной иллюстрацией может служить вольт-амперная характеристика динистора. Сразу же обращает на себя внимание восходящая ветвь АБ, характеризующая напряжение Uэс, которое данный прибор выдерживает, не теряя закрытого состояния. Ему соответствует нормируемый ток утечки Iэс.

Видно, что при увеличении напряжения на динисторе до порогового уровня (Uвкл) рабочая точка «соскальзывает» по участку БВ характеристики в проводящее состояние (круто идущая вверх линия ВГ), где ток становится максимальным, равным Ioc. Ограничивается он допустимым нагревом, лимитируемым сопротивлением внешнего резистора.

Важным параметром для динистора является минимальный прямой ток удержания Iуд (точка В), ниже которого происходит самовыключение прибора. К числу основных технических характеристик при перемене полярности, несомненно, относятся также обратные напряжение Uо6р и ток Iобр. Для отечественных динисторов самой, пожалуй, распространенной серии КН102 характерны: Iос 200 мА, Uос 1,5 В, Iуд 0,1—15 мА, Iэс 0,15мА,Iобр 0,5 мА. Обозначаемые буквами модификации этих приборов отличаются лишь величинами Uэс, Uобр, Uвкл (см. таблицу). Не лишне также знать, что в реальности показатель Uвкл имеет разброс, нижняя граница которого примерно вдвое ниже обычно публикуемых типовых паспортных данных.

Из сказанного выше ясно: для того, чтобы перевести динистор в выключенное состояние, нужно кратковременно прервать его ток, либо уменьшить (по сравнению с табличным значением Iуд) протекающий через него ток. Конфигурация и габариты всех представителей серии КН102 (рис. 1) аналогичны выпрямительным диодам Д226.

На основе динисторов можно собрать множество устройств: от простейших мультивибраторов и триггеров до сложных конструкций, рассчитанных на опытных радиолюбителей. Публикуемая ниже разработка ориентирована в первую очередь на начинающих самодельщиков. Это нужная в быту (особенно, если дом или дача газифицированы) электронная зажигалка.

Как видно из принципиальной электрической схемы (рис. 2), в состав рекомендуемого устройства входят помехозащитный фильтр C1R1C2R2, включаемый кнопкой SB1 двухдиодный выпрямитель с накопительным конденсатором C3, динистор VS1, импульсный трансформатор Т1 и коаксиальный элемент поджига. Работая в так называемом режиме удвоения, выпрямитель заряжает от бытовой осветительной сети накопительный конденсатор. И когда напряжение на С3 достигнет уровня Uвкл динистора VS1, последний переходит в проводящее состояние. Накопительный конденсатор тут же разряжается на первичную обмотку I импульсного трансформатора Т1. Соответственно, во вторичной обмотке II индуцируется высоковольтный импульс, и между коаксиальными электродами S1, S2 происходит искровой пробой, поджигающий газ из горелки.

Магнитопроводом импульсного трансформатора является ферритовый стержень диаметром 8 мм и длиной около 60 мм. Марка феррита — 400НН. Сначала такой магнитопровод обматывают двумя слоями изоленты. Затем размещают вторичную обмотку, которая содержит 1800 витков провода ПЭВ2-0,08. Далее следуют два новых слоя изоленты, и уже на них укладывают первичную обмотку (десять витков провода ПЭВ2-0,5) Элемент поджига представляет собой металлическую трубку (электрод S1) диаметром до 8 мм со сквозными пропилами, в которой соосно размещается отрезок вязальной спицы (электрод S2). Коаксиальность обеспечивается двумя шайбами-вставками из огнестойкого диэлектрика

Приобретя опыт при изготовлении электронной зажигалки, можно переходить к более сложным схемам, где динистор играет не менее важную роль. Например, в устройстве (рис. 3), позволяющем своевременно заметить ослабление изоляции, скажем, в холодильнике, стиральной машине или любом другом бытовом электроприборе. Включенное между металлическим корпусом используемой техники и «землей», в качестве которой может выступать, например, стальная труба водопровода, оно своевременно просигнализирует о появлении нежелательных 30 В — спутника стареющего электрооборудования.

Указанный уровень напряжения не случаен. Именно он признан еще безопасным для человека, но уже достаточным, чтобы судить о неблагополучии с изоляцией и желательности своевременного ремонта. Поэтому когда на корпусе контролируемой бытовой техники появляется 30 В, динистор VS1 устройства срабатывает, быстро разряжая конденсатор С1 на резистор R2. Возникающий при этом всплеск напряжения кратковременно отпирает транзистор VT1 (КТ3107А), в коллекторной цепи которого — светодиод НИ красного свечения (АЛ307Б).

Поскольку контролируемое переменное напряжение, поступая на схему, становится благодаря диоду VD1 (КД105Б) однополупериодным, постольку после разрядки конденсатора С1 (20 мкФ, 100 В) ток через динистор КН102Б прекращается. Но начинается очередной цикл заряда С1.

Изложенный процесс циклически повторяется с частотой сигнальных вспышек около 1 Гц. Цепь SB1R4 вводится для проверки работоспособности батареи (типа 3R12) путем принудительного отпирания транзистора.

В комплектацию устройства, помимо уже упомянутых радиодеталей, входят МЛТ-0,5 (R1) и МЛТ-0,25 (остальные резисторы), конденсатор К50-29, кнопка однополюсного включения и микротумблер (например, от старого карманного приемника). Большинство из них размещается на монтажной плате из односторонне фольгированного пластика толщиной 1,5 мм. Требуемая конфигурация псевдопечатных проводников достигается прорезанием изолирующих бороздок в токопроводящем слое.

А вот — самодельная конструкция для тех, кто вынужден пользоваться спаренным телефоном. В ее ценности убеждаешься, когда нужно позвонить, а линия, допустим, занята не в меру говорливым соседом. Оперативно получать достоверную информацию о том, что линия освободилась, не поднимая трубку на телефонном аппарате, помогает автоматический извещатель, собранный согласно принципиальной электрической схеме (рис. 4).

Дело в том, что при занятой линии напряжение на вводе в заблокированный аппарат равно нулю, но возрастает примерно до 40 В, когда линия освобождается. На это и реагирует динистор VS1, присоединенный к «плюсовому» проводу линии через цепочку C1R4, электрические параметры которой аналогичны цепи телефонного звонка.

Скачок линейного напряжения преобразуется благодаря конденсатору С1 в одиночный импульс, способный кратковременно отпирать динистор. Как раз такое состояние и фиксируется током, который будет Поступать от батареи GB1 через VS1 и HL1. В итоге — ровное сияние светодиода — своеобразное приглашение к тому, чтобы снять трубку аппарата и выключить не нужный более извещатель.

Роль диода VD1 — не пропустить к батарее сравнительно высоковольтный импульс от линии. Если нет подходящего динистора, то его можно заменить аналогом, собранным на транзисторах VT1 и VT2, показанным на принципиальной электрической схеме рядом с VS1.

Изготовить монтажную плату из фольгированного гетинакса или текстолита размерами 28x25x1,5 мм, думается, не составит особых трудностей. Найдутся и конденсатор К73-9 требуемой емкости, резисторы МЛТ-0,25 нужных номиналов, гальваническая батарея типа 3R12… При наличии внутри корпуса телефона достаточного места плату со смонтированными на ней радиодеталями можно разместить в самом аппарате, выведя наружу светодиод и головку микротумблера. Ну а в качестве источника электропитания использовать батарею, составленную из трех малогабаритных гальванических элементов типа R03 или миниатюрных СЦ-18.

П. ЮРЬЕВ