Što je tiristor i kako djeluje?

Općenito, tiristori su također sklopni uređaji slični tranzistorima. Kao što smo već razgovarali, tranzistori su sitna elektronička komponenta koja je promijenila svijet, danas ih možemo pronaći u svim elektroničkim uređajima poput televizora, mobitela, prijenosnih računala, kalkulatora, slušalica itd. Prilagodljivi su i svestrani, ali ne znači da mogu se koristiti u svakoj aplikaciji, možemo ih koristiti kao pojačivački i preklopni uređaj, ali ne mogu podnijeti veću struju, također je za tranzistor potrebna neprekidna preklopna struja. Dakle, za sva ta pitanja i za njihovo prevladavanje koristimo tiristore.

Općenito se SCR i tiristor koriste naizmjenično, ali SCR je vrsta tiristora. Tiristor uključuje mnoge vrste prekidača, neki od njih su SCR (Silicijski kontrolirani ispravljač), GTO (Gate Turn OFF) i IGBT (Isolated Gate Controlled Bipolar Transistor) itd. Ali SCR je najčešće korišten uređaj, pa je riječ Tiristor postala sinonim za SCR. Jednostavno, SCR je vrsta tiristora .

SCR ili tiristor je četveroslojni trovodni poluvodički sklopni uređaj. Ima tri terminala anodu, katodu i ulaz. Tiristor je također jednosmjerni uređaj poput diode, što znači da struja teče samo u jednom smjeru. Sastoji se od tri PN spoja u nizu, kao i od četiri sloja. Priključak vrata koji se koristi za pokretanje SCR-a davanjem malog napona ovom terminalu, koji smo također nazivali metodom okidanja vrata za uključivanje SCR-a.

Po čemu se tiristor razlikuje od MOSFET-a?

Tiristor i MOSFET su električni prekidači i najčešće se koriste. Osnovna razlika između njih obje je da su MOSFET prekidači uređaj koji kontrolira napon i mogu prebacivati ​​samo istosmjernu struju, dok su tiristorski prekidači uređaj koji kontrolira struja i mogu prebacivati ​​i istosmjernu i izmjeničnu struju.

Postoje još neke razlike između tiristora i MOSFET- a dane su u nastavku u tablici:

Vlasništvo	Tiristor	MOSFET
Termalno bježi	Da	Ne
Osjetljivost na temperaturu	manje	visoko
Tip	Visokonaponski visokonaponski uređaj	Visokonaponski uređaj srednje struje
Isključivanje	Potreban je zasebni sklopni krug	Nije obavezno
Uključivanje	Potreban je jedan puls	Nije potrebno kontinuirano napajanje, osim tijekom uključivanja i isključivanja
Brzina prebacivanja	niska	visoko
Otporna ulazna impedancija	niska	visoko
Kontrolni	Uređaj kojim se kontrolira struja	Uređaj kontroliran naponom

Po čemu se tiristor razlikuje od tranzistora?

I tiristor i tranzistor su električne sklopke, ali kapacitet upravljanja tiristorima je daleko bolji od tranzistora. Zbog visoke ocjene tiristora, dane u kilovatima, dok se snaga tranzistora kreće u vatima. U analizi se tiristor uzima kao zatvoreni par tranzistora. Glavna razlika između tranzistora i tiristora je u tome što tranzistoru treba kontinuirano prekidačko napajanje da ostane UKLJUČENO, ali u slučaju tiristora moramo ga aktivirati samo jednom i on ostaje UKLJUČEN. Za programe poput alarmnog kruga koji se jednom treba aktivirati i zauvijek ostati UKLJUČEN, ne može se koristiti tranzistor. Dakle, da bismo prevladali ove probleme koristimo Thiristor.

Postoje još neke razlike između tiristora i tranzistora dane su u nastavku u tablici:

Vlasništvo	Tiristor	Tranzistor
Sloj	Četiri sloja	Tri sloja
Terminali	Anoda, katoda i vrata	Emiter, kolektor i baza
Rad preko napona i struje	Više	Niže od tiristora
Uključivanje	Samo je potreban impuls vrata da se uključi	Potrebna kontinuirana opskrba upravljačke struje
Unutarnji gubitak snage	Niže od tranzistora	više

VI Karakteristike tiristora ili SCR

Osnovni krug za dobivanje karakteristika tiristora VI dat je u nastavku, anoda i katoda tiristora spojene su na glavno napajanje kroz opterećenje. Vrata i katoda tiristora napajaju se iz izvora Es, koji se koriste za opskrbu strujom vrata od ulaza do katode.

Prema karakterističnom dijagramu, postoje tri osnovna načina SCR: način blokiranja unatrag, način blokiranja prema naprijed i način provođenja prema naprijed.

Način obrnutog blokiranja:

U ovom načinu rada katoda je pozitivna u odnosu na anodu s otvorenim prekidačem S. Spoj J1 i J3 okrenuti su unatrag, a J2 prema naprijed. Kada se obrnuti napon primijeni na tiristor (trebao bi biti manji od V _BR), uređaj nudi visoku impedansu u obrnutom smjeru. Stoga se Tiristor tretirao kao prekidač u otvorenom položaju u modu obrnutog blokiranja. V _BR je napon obrnutog proboja tamo gdje se dogodi lavina, ako napon prelazi V _BR može prouzročiti oštećenje tiristora.

Način blokiranja prema naprijed:

Kada je anoda pozitivna u odnosu na katodu, s otvorenim prekidačem. Kaže se da je tiristor pristran prema naprijed, spoj J1 i J3 prema naprijed, a J2 je obrnuto pristran, kao što možete vidjeti na slici. U ovom načinu teče mala struja koja se naziva struja istjecanja prema naprijed, jer je struja istjecanja prema naprijed mala i nije dovoljna za pokretanje SCR-a. Stoga se SCR tretira kao prekidač otvoren čak i u načinu blokiranja prema naprijed.

Način vođenja prema naprijed:

Kako se napon prema naprijed povećava s otvorenim krugom vrata, na spoju J2 dolazi do lavine i SCR dolazi u način vođenja. SCR možemo uključiti u bilo kojem trenutku davanjem pozitivnog impulsa na vratima između vrata i katode ili naponskim prekidnim naponom na anodi i katodi tiristora.

Okidačke metode SCR-a ili tiristora

Postoji mnogo metoda za pokretanje SCR-a, poput:

• Okretanje napona naprijed
• Okidanje vrata
• dv / dt okidanje
• Okidač temperature
• Svjetlosno okidanje

Pokretanje napona naprijed:

Primjenom naprijednog napona između anode i katode, s održavanjem kruga vrata otvorenim, spoj J2 je unazad pristran. Kao rezultat, nastaje sloj osiromašenja preko J2. Kako se napon prema naprijed povećava, dolazi do faze kada sloj iscrpljenja nestaje, a za J2 se kaže da ima proboj lavine. Dakle, tiristor dolazi u provodnom stanju. Napon na kojem se javlja lavina naziva se naponom prekida V _BO.

Okidanje vrata:

To je jedan od najčešćih, pouzdanih i najučinkovitijih načina uključivanja tiristora ili SCR-a. U okidanju vrata, za uključivanje SCR-a, pozitivan napon primjenjuje se između vrata i katode, što dovodi do struje vrata i naboj se ubrizgava u unutarnji P sloj i dolazi do prekida. Što je veća struja vrata, smanjit će se napon prekida.

Kao što je prikazano na slici, u SCR postoje tri spoja,. Korištenjem metode okidanja vrata, kako se impuls vratnice primjenjuje na spoj J2, prelaz J1 i J2 dobiva naprijed pristranost ili SCR dolazi u provodno stanje. Dakle, omogućuje struji da teče kroz anodu do katode.

Prema modelu s dva tranzistora, kada je anoda pozitivna u odnosu na katodu. Struja neće teći kroz anodu na katodu dok se ne aktivira zatik vrata. Kad struja teče u zapor vrata, UKLJUČUJE donji tranzistor. Kao donji tranzistor, on uključuje gornji tranzistor. Ovo je svojevrsna unutarnja pozitivna povratna informacija, pa je pružanjem impulsa na izlazu jedno vrijeme, Tiristor ostao u stanju ON. Kad se oba tranzistora UKLJUČE, struja počinje provoditi kroz anodu do katode. Ovo je stanje poznato kao vođenje prema naprijed i na taj se način tranzistor "zaključava" ili ostaje trajno UKLJUČEN. Za ISKLJUČIVANJE SCR-a ne možete ga isključiti samo uklanjanjem struje na vratima, a u ovom stanju se tiristor neovisno o struji na vratima. Dakle, za ISKLJUČIVANJE morate napraviti sklop za ISKLJUČIVANJE.

dv / dt okidanje:

U obrnuto pristranom spoju J2 dobiva karakteristike poput kondenzatora zbog prisutnosti naboja preko spoja, što znači da se spoj J2 ponaša poput kapacitivnosti. Ako se naponski napon primijeni iznenada, struja punjenja kroz kapacitivnost spoja Cj dovodi do uključivanja SCR-a.

Struja punjenja i _C dana je sa;

i _C = dQ / dt = d (Cj * Va) / dt (gdje je Va napon naprijed pojavljuje se na spoju J2) i _C = (Cj * dVa / dt) + (Va * dCj / dt) jer je kapacitet spoja gotovo konstantan, dCj / dt je nula, tada je i _C = Cj dVa / dt

Stoga, ako je brzina porasta napona dVa / dt velika, struja punjenja i _C bila bi veća. Ovdje struja punjenja igra ulogu struje vrata da uključi SCR čak i signal vrata je nula.

Okidanje temperature:

Kada je tiristor u načinu blokiranja prema naprijed, većina primijenjenog napona skuplja se preko spoja J2, taj napon povezan je s nekom strujom propuštanja. Što povećava temperaturu spoja J2. Dakle, s porastom temperature sloj iscrpljivanja se smanjuje i na nekoj visokoj temperaturi (unutar sigurne granice), sloj iscrpljivanja se lomi i SCR prelazi u stanje ON.

Pokretanje svjetla:

Za aktiviranje SCR-a svjetlom, udubljenje (ili šuplje) izrađeno je unutarnjim p-slojem kao što je prikazano na donjoj slici. Snop svjetlosti određene valne duljine usmjeren je optičkim vlaknima za ozračivanje. Kako intenzitet svjetlosti prelazi određenu vrijednost, SCR se uključuje. Ova vrsta SCR naziva se SCR (LASCR). Ponekad se ovi SCR aktiviraju koristeći kombinaciju izvora svjetlosti i signala vrata. Jaka struja na ulazu i niži intenzitet svjetlosti potrebni za UKLJUČIVANJE SCR-a.

LASCR ili SCR koji se aktiviraju svjetlom koriste se u HVDC (visokonaponskom istosmjernom toku) prijenosnom sustavu.