מהו תיריסטור ואיך זה עובד?

באופן כללי, תיריסטורים מחליפים גם התקנים דומים לטרנזיסטורים. כפי שכבר דנו, טרנזיסטורים הם הרכיב האלקטרוני הזעיר ששינה את העולם, כיום אנו יכולים למצוא אותם בכל מכשיר אלקטרוני כמו טלוויזיות, מוביילים, מחשבים ניידים, מחשבונים, אוזניות וכו '. הם ניתנים להתאמה ורב-תכליתית, אבל זה לא אומר ש הם יכולים לשמש בכל יישום, אנו יכולים להשתמש בהם כמכשיר הגברה ומיתוג אך הם אינם יכולים להתמודד עם זרם גבוה יותר, כמו כן טרנזיסטור נדרש לזרם מיתוג רציף. לכן, בכל הנושאים הללו וכדי להתגבר על הבעיות הללו אנו משתמשים בתיריסטורים.

באופן כללי, SCR ו- Thyristor משמשים להחלפה, אך SCR הוא סוג של Thyristor. תיריסטור כולל סוגים רבים של מתגים, חלקם הם SCR (מיישר סיליקון מבוקר), GTO (שער כיבוי) ו- IGBT (מבודד שער מבוקר דו קוטבי מבוקר) וכו '. אך SCR הוא המכשיר הנפוץ ביותר, ולכן המילה תיריסטור הופכת להיות שם נרדף ל- SCR. פשוט, SCR הוא סוג של תיריסטור .

SCR או תיריסטור הוא מכשיר למיתוג מוליכים למחצה בעל ארבעה שכבות, בעל שלושה צמתים. יש לו שלושה מסופי אנודה, קתודה ושער. תיריסטור הוא גם מכשיר חד כיווני כמו דיודה, מה שאומר שהוא זורם זרם רק בכיוון אחד. הוא מורכב משלושה צומת PN בסדרה כיוון שהוא מורכב מארבע שכבות. מסוף שער נהג להפעיל את ה- SCR על ידי מתן מתח קטן למסוף זה, אותו קראנו גם לשיטת הפעלת שער כדי להפעיל את ה- SCR.

במה שונה תיריסטור מ- MOSFET?

תיריסטור ו- MOSFET שניהם מתגים חשמליים והם הנפוצים ביותר. ההבדל הבסיסי בין שניהם הוא שמתגי MOSFET הם מכשיר נשלט על מתח ויכולים להחליף זרם DC רק כאשר מתגי Thyristors הם מכשיר מבוקר זרם ויכולים להחליף זרם DC וגם AC.

ישנם כמה הבדלים נוספים בין תיריסטור ל- MOSFET המפורטים להלן בטבלה:

תכונה	תיריסטור	MOSFET
בורח תרמי	כן	לא
רגישות לטמפרטורה	פָּחוּת	גָבוֹהַ
סוּג	התקן זרם גבוה במתח גבוה	מכשיר זרם בינוני במתח גבוה
לכבות	נדרש מעגל מיתוג נפרד	לא דרוש
מדליק	נדרש דופק יחיד	אין צורך באספקה ​​רציפה למעט במהלך הפעלה וכיבוי
מהירות מעבר	נָמוּך	גָבוֹהַ
עכבת קלט התנגדותית	נָמוּך	גָבוֹהַ
שליטה	מכשיר מבוקר הנוכחי	מכשיר מבוקר מתח

במה שונה תיריסטור מטרנזיסטור?

תיריסטור וטרנזיסטור שניהם מתגים חשמליים, אך יכולת טיפול הכוח של תיריסטורים טובה בהרבה מטרנזיסטור. בגלל בעל דירוג גבוה של תיריסטור, הנתון בקילו-וואט, ואילו של טווח הספק טרנזיסטור בוואט. תיריסטור נלקח כצמד טרנזיסטורים זוגיים בניתוח. ההבדל העיקרי בין הטרנזיסטור לתיריסטור הוא שטרנזיסטור זקוק לאספקת מיתוג רציפה כדי להישאר פועלת, אך במקרה של תיריסטור עלינו להפעיל אותו פעם אחת בלבד והוא נשאר פועל. עבור יישומים כמו מעגל אזעקה שצריכים להפעיל פעם אחת ולהישאר דולקים לנצח, אינם יכולים להשתמש בטרנזיסטור. לכן, כדי להתגבר על הבעיות הללו אנו משתמשים בתיריסטור.

יש כמה הבדלים נוספים בין תיריסטור לטרנזיסטור, להלן בטבלה:

תכונה	תיריסטור	טרָנזִיסטוֹר
שִׁכבָה	ארבע שכבות	שלוש שכבות
מסופים	אנודה, קתודה ושער	פולט, אספן ובסיס
פעולה מעל מתח וזרם	גבוה יותר	נמוך מתיריסטור
מדליק	רק נדרש לדופק שער כדי להפעיל	נדרש אספקה ​​רציפה של זרם השליטה
אובדן כוח פנימי	נמוך מהטרנזיסטור	גבוה יותר

VI מאפיינים של תיריסטור או SCR

המעגל הבסיסי להשגת מאפייני התיריסטור VI מופיע להלן, האנודה והקטודה של התיריסטור מחוברים לאספקה ​​הראשית דרך העומס. השער והקתודה של התיריסטור מוזנים ממקור Es, המשמש לספק זרם שער משער לקתודה.

בהתאם לתרשים האופייני, ישנם שלושה מצבים בסיסיים של SCR: מצב חסימה לאחור, מצב חסימה קדימה ומצב הולכה קדימה.

מצב חסימה הפוכה:

במצב זה הקתודה הופכת חיובית ביחס לאנודה עם מתג S פתוח. צומת J1 ו- J3 מוטה הפוכה ו- J2 מוטה קדימה. כאשר מתח הפוך מופעל על פני טיריריסטור (צריך להיות פחות מ- V _BR), המכשיר מציע עכבה גבוהה בכיוון ההפוך. לכן, תיריסטור התייחס למתג פתוח במצב חסימה לאחור. V _BR הוא מתח הפירוק ההפוך שבו מתרחשת המפולת, אם המתח עולה על V _BR עלול לגרום לנזק לתיריסטור.

מצב חסימה קדימה:

כאשר האנודה הופכת חיובית ביחס לקתודה, כאשר מתג השער פתוח. נאמר כי תיריסטור מוטה קדימה, צומת J1 ו- J3 מוטות קדימה ו- J2 מוטה הפוכה כפי שניתן לראות באיור. במצב זה, זרם קטן זורם הנקרא זרם דליפה קדימה, מכיוון שזרם הדליפה קדימה הוא קטן ולא מספיק כדי להפעיל את ה- SCR. לכן, מתייחסים ל- SCR כמתג פתוח גם במצב חסימה קדימה.

מצב הולכה קדימה:

כאשר המתח הקדמי גדל כשמעגל השער נשאר פתוח, מפולת שלגים מתרחשת בצומת J2 ו- SCR מגיע למצב הולכה. אנו יכולים להפעיל את ה- SCR בכל רגע על ידי מתן דופק שער חיובי בין שער לקתודה או על ידי מתח פריצה קדימה על פני אנודה וקתודה של התיריסטור.

שיטות הפעלה של SCR או תיריסטור

ישנן שיטות רבות להפעלת SCR כמו:

• הפעלת מתח קדימה
• מריץ שערים
• הפעלת dv / dt
• הפעלת טמפרטורה
• טריגר קל

הפעלת מתח קדימה:

על ידי הפעלת מתח קדימה בין האנודה לקתודה, תוך שמירה על מעגל השער פתוח, צומת J2 מוטה הפוכה. כתוצאה מכך, היווצרות שכבת הדלדול מתרחשת על פני J2. ככל שמתח קדימה עולה, שלב מגיע כאשר שכבת הדלדול הולכת ונעלמת, ונאמר כי ל- J2 יש התמוטטות מפולות. לפיכך, תיריסטור מגיע במצב הולכה. המתח בו מתרחשת המפולת נקרא כמתח פריצה קדימה V _BO.

הפעלת שער:

זו אחת הדרכים הנפוצות, האמינות והיעילות להפעלת התיריסטור או SCR. בהפעלת שער, להפעלת SCR, מופעל מתח חיובי בין שער לקתודה, מה שמוליד את זרם השער והמטען מוזרק לשכבת P הפנימית ומתרחש פריצה קדימה. ככל שזרם השער גבוה יותר יוריד את מתח הפריצה קדימה.

כפי שמוצג באיור ישנם שלושה צומת ב- SCR,. באמצעות שיטת הפעלת שער, כאשר דופק השער הופעל צומת J2 נשבר, צומת J1 ו- J2 מוטה קדימה או שה- SCR מגיע למצב הולכה. לפיכך, הוא מאפשר לזרם לזרום דרך האנודה לקתודה.

בהתאם למודל שני הטרנזיסטורים, כאשר האנודה הופכת חיובית ביחס לקתודה. הזרם לא יזרום דרך האנודה לקתודה עד שסיכת השער מופעלת. כאשר זרם זורם לסיכת השער הוא נדלק על הטרנזיסטור התחתון. כמוליך טרנזיסטור תחתון, הוא נדלק על הטרנזיסטור העליון. זהו משוב חיובי פנימי, ולכן על ידי מתן דופק בשער פעם אחת, גרם לתיריסטור להישאר במצב ON. כאשר שני הטרנזיסטור נדלק על זרם התחל להתנהל דרך האנודה לקתודה. מצב זה ידוע כמוליך קדימה וכך טרנזיסטור "נועל" או נשאר פעיל באופן קבוע. כדי לכבות את ה- SCR, אינך יכול לכבות אותו רק על ידי הסרת זרם השער, במצב זה התיריסטור מקבל עצמאי מזרם השער. לכן, כדי לכבות אתה צריך לבצע כיבוי מעגל.

הפעלת dv / dt:

בצומת מוטה הפוכה J2 רוכש את הקבל המאפיין כמו בגלל נוכחות של מטען על פני הצומת, פירושו שצומת J2 מתנהג כמו קיבול. אם המתח קדימה מוחל פתאום, זרם טעינה דרך קיבול הצומת Cj יוביל להפעלת SCR.

זרם הטעינה i _C ניתן על ידי;

i _C = dQ / dt = d (Cj * Va) / dt (כאשר, Va הוא מתח קדימה מופיע על פני צומת J2) i _C = (Cj * dVa / dt) + (Va * dCj / dt) כקיבולת הצומת היא כמעט קבוע, dCj / dt הוא אפס, ואז i _C = Cj dVa / dt

לכן, אם קצב עליית המתח קדימה dVa / dt גבוה, זרם הטעינה i _C יהיה יותר. כאן, זרם הטעינה ממלא את תפקיד זרם השער כדי להפעיל את ה- SCR אפילו אות השער הוא אפס.

הפעלת טמפרטורה:

כאשר התיריסטור נמצא במצב חסימה קדימה, רוב המתח המופעל מתאסף מעל צומת J2, מתח זה קשור לזרם דליפה כלשהו. מה שמגדיל את הטמפרטורה של צומת J2. לכן, עם עליית הטמפרטורה שכבת הדלדול יורדת ובטמפרטורה גבוהה כלשהי (בגבול הבטוח), שכבת הדלדול נשברת וה- SCR הופך למצב ON.

הפעלת אור:

להפעלת SCR עם אור, שקע (או חלול) עשוי שכבת p פנימית כפי שמוצג באיור להלן. קרן האור באורך גל מסוים מכוונת על ידי סיבים אופטיים להקרנה. מאחר ועוצמת האור עולה על ערך מסוים, SCR מופעל. סוג SCR זה נקרא בשם SCR המופעל באמצעות אור (LASCR). לפעמים, SCR אלה הופעלו באמצעות מקור אור וגם אות שער בשילוב. זרם שער גבוה ועוצמת אור נמוכה יותר הנדרשים להפעלת SCR.

LASCR או SCR מופעל אור משמשים במערכת העברה HVDC (זרם ישר מתח גבוה).