Înainte de a trata subiectul „tiristor - principiul de funcționare”, trebuie să înțelegeți ce este acest mic dispozitiv. De fapt, aceasta este o cheie de pornire, doar că este întotdeauna în stare deschisă. Prin urmare, este adesea menționată ca o cheie care nu este gestionată complet.

Trebuie remarcat faptul că, în designul său, tiristorul seamănă cu un tranzistor sau o diodă obișnuită. Adevărat, există diferențe semnificative. De exemplu, o diodă este un element semiconductor pe bază de siliciu cu două straturi (PN), un tranzistor este un trei straturi (PNP sau NPN), un tiristor este un patru straturi (PNPN). Adică are trei joncțiuni p-n. De aceea, redresoarele cu diode înaintea celor cu tiristoare sunt mai puțin eficiente. Acest lucru se vede clar în circuitul de control al tiristoarelor.

Unde se folosesc tiristoarele?

Domeniul de aplicare al tiristoarelor este extins. De exemplu, puteți asambla un invertor pentru sudare sau un încărcător de mașină de la ele. Unii meșteri chiar asamblează generatoare cu propriile mâini. Cel mai important lucru este că tiristoarele pot trece atât curenți de înaltă frecvență, cât și de joasă frecvență prin ei înșiși. Prin urmare, prin asamblarea unei punți din aceste dispozitive, este posibil să se realizeze un transformator pentru o mașină de sudură.

Proiectare și principiu de funcționare

Cheia tiristorului constă din trei părți:

• Anod.
• Catod.
• Intrare.

Acesta din urmă este format din trei joncțiuni p-n. În acest caz, comutarea tranzițiilor se realizează cu o viteză foarte mare. În general, principiul de funcționare al unui tiristor poate fi mai bine explicat dacă luăm în considerare un circuit al unui pachet de două tranzistoare conectate în paralel, ca întrerupătoarele unei acțiuni regenerative complementare.

Deci cel mai mult cel mai simplu circuit două tranzistoare, combinate astfel încât, în timpul pornirii, curentul colectorului să circule către NPN al celui de al doilea dispozitiv prin canalele NPN ale primului. Și, în același timp, curentul trece înapoi prin primul tranzistor către al doilea. De fapt, se obține o conexiune destul de simplă, unde emițătorul de bază al unuia dintre tranzistori, în cazul nostru al doilea, primește curent de la colectorul-emițător al altui dispozitiv, adică primul.

circuit DC

Într-un circuit de curent continuu, tiristorul funcționează pe principiul furnizării unui impuls de polaritate pozitivă, desigur, în raport cu catodul. Durata tranziției de la o stare la alta este foarte influențată de o serie de caracteristici. Și anume:

• Tip de sarcină (inductivă, activă etc.).
• Rata de creștere a impulsului și amplitudinea acestuia, adică curentul de sarcină.
• Mărimea sarcinii curente în sine.
• Tensiunea circuitului.
• Temperatura dispozitivului în sine.

Cel mai important lucru aici este că în rețeaua în care este instalat acest dispozitiv, nu există o creștere bruscă a tensiunii. În acest caz, poate apărea pornirea spontană a tiristorului, iar semnalul de control va fi absent în acest moment.

circuit AC

În această rețea, cheia tiristorului funcționează puțin diferit. Acest dispozitiv vă permite să efectuați mai multe tipuri de operații. De exemplu:

• Pornirea și oprirea circuitului în care acționează sarcina activă sau activ-reactivă.
• Puteți modifica valoarea sarcinii curente și valoarea medie a acesteia datorită capacității de a schimba (regla) alimentarea semnalului de control în sine.

Dar rețineți că comutatorul tiristor poate trece semnalul doar într-o direcție. Prin urmare, tiristoarele în sine sunt instalate în circuit, ca să spunem așa, într-o conexiune anti-paralelă.

Control tiristor

În dispozitivele electronice de putere, cel mai des este utilizat controlul fază sau al lățimii impulsului al tiristorului.

În primul caz, sarcina curentă poate fi controlată prin schimbarea unghiurilor fie α, fie θ. Acest lucru se aplică încărcării forțate. Sarcina falsă poate fi reglată doar de un tiristor controlat, numit și tiristor blocabil.

Cu PWM (modularea lățimii pulsului) în timpul Totkr, este furnizat un semnal, ceea ce înseamnă că dispozitivul în sine este în stare deschisă, adică curentul este furnizat cu o tensiune Un. În perioada de timp T închisă, nu există semnal, iar dispozitivul în sine este într-o stare neconductivă.

LED-uri tiristoare

De obicei, un tiristor și un LED nu sunt instalate în aceeași lampă. Locul său este înlocuit de o diodă, care funcționează atât pornit, cât și oprit, ca o cheie normală. Acest lucru se datorează diferitelor motive, în care principalul este designul și principiul de funcționare al dispozitivului în sine, care este întotdeauna în stare deschisă. În prezent, oamenii de știință au inventat așa-numitul LED tiristor.

În primul rând, LED-ul tiristor în compoziția sa, pe lângă siliciu, are: galiu, aluminiu, indiu, arsenic și antimoniu. În al doilea rând, spectrul de emisie în timpul n-tranzițiilor între materiale creează o undă cu o lungime de 1,95 microni. Și aceasta este o putere optică destul de mare în comparație cu un element de diodă care produce unde luminoase în același interval.

Pentru a vă imagina în mod clar lucrarea, este necesar să faceți o idee despre esența lucrării tiristorului.

Conductor controlat, format din patru semiconductori Tranziții P-N-P-N. Principiul său de funcționare este similar cu cel al unei diode și se realizează atunci când un curent electric este furnizat electrodului de control.

Trecerea curentului prin tiristor este posibilă numai dacă potențialul anodului este mai mare decât potențialul catodic. Curentul prin tiristor încetează să mai treacă atunci când valoarea curentului scade până la pragul de închidere. Curentul care intră în electrodul de control nu afectează curentul din partea principală a tiristorului și, în plus, nu are nevoie de sprijin constant în starea de bază a tiristorului, este necesar doar deschiderea tiristorului.

Există mai multe caracteristici decisive ale unui tiristor

În starea deschisă, favorabilă funcției conductoare, tiristorul este caracterizat de următorii indicatori:

• Căderea de tensiune, este definită ca o tensiune de prag folosind rezistența internă.
• Curent maxim admisibil de până la 5000 A, valoare rms, tipic pentru cele mai puternice componente.

În starea blocată a tiristorului, aceasta este:

• Tensiune maximă admisă directă (mai mare de 5000A).
• În general, valorile tensiunii directe și inverse sunt aceleași.
• Timp de blocare sau timp cu o valoare minimă în care tiristorul nu este influențat de valoarea pozitivă a tensiunii anodului față de catod, altfel tiristorul se va deschide spontan.
• Curentul de control inerent părții principale deschise a tiristorului.

Există tiristoare proiectate pentru circuite de joasă frecvență și circuite de înaltă frecvență. Acestea sunt așa-numitele tiristoare de mare viteză, domeniul lor este proiectat pentru câțiva kiloherți. Tiristoarele de mare viteză sunt caracterizate prin utilizarea unor tensiuni directe și inverse inegale.

Pentru a crește valoarea tensiunii constante

Orez. Numarul 1. Dimensiunile generale și de legătură și desenul tiristorului. m 1, m 2 - puncte de control la care se măsoară tensiunea impulsului în starea deschisă. L 1 min - cel mai mic interval de aer (distanta) din aer dintre conductorii anodului si electrodul de control; L 2 min – lungime minimă de trecere a curentului scurgeri între concluzii.

Soiuri de tiristoare

• - dioda tiristor, are doua iesiri un anod si un catod.
• Trinistor - un tiristor triodă este echipat cu un electrod de control suplimentar.
• Un triac este un tiristor simetric, este o conexiune anti-serie a tiristoarelor, are capacitatea de a trece curentul în direcțiile înainte și invers.

Orez. nr 2. Structura (a) și caracteristica curent-tensiune (CVC) a tiristorului.

Tiristoarele sunt proiectate să funcționeze în circuite cu limite de frecvență diferite, într-o aplicație comună, tiristoarele pot fi conectate la diode, care sunt conectate spate în spate, această proprietate este folosită pentru a crește tensiunea constantă pe care o poate rezista componenta la oprire. stat. Pentru circuite avansate, utilizați tiristorGTO (Poartă întoarce oee - tiristor blocabil), este complet controlabil. Blocarea acestuia are loc de-a lungul electrodului de control. Utilizarea tiristoarelor de acest fel și-a găsit aplicație în convertoare foarte puternice, deoarece poate trece curenți mari.

Scrie comentarii, completări la articol, poate am omis ceva. Uitați-vă la , mă voi bucura dacă veți găsi altceva util pe al meu.

Tiristoarele sunt un tip de dispozitiv semiconductor. Sunt proiectate pentru reglarea și comutarea curenților mari. Tiristorul vă permite să comutați circuitul electric atunci când i se aplică un semnal de control. Acest lucru îl face să arate ca un tranzistor.

De regulă, un tiristor are trei ieșiri, dintre care una este de control, iar celelalte două formează o cale pentru fluxul de curent. După cum știm, tranzistorul se deschide proporțional cu mărimea curentului de control. Cu cât este mai mare, cu atât tranzistorul se deschide mai mult și invers. Dar tiristorul este aranjat diferit. Se deschide complet, spasmodic. Și ceea ce este cel mai interesant, nu se închide nici măcar în absența unui semnal de control.

Principiul de funcționare

Luați în considerare funcționarea unui tiristor conform următoarei scheme simple.

Un bec sau un LED este conectat la anodul tiristorului, iar ieșirea pozitivă a sursei de alimentare este conectată la acesta prin comutatorul K2. Catodul tiristorului este conectat la sursa negativă de alimentare. După ce circuitul este pornit, tiristorul este alimentat, dar LED-ul este stins.

Dacă apăsați butonul K1, curentul prin rezistor va ajunge la electrodul de control, iar LED-ul va începe să lumineze. Adesea pe diagrame este notat cu litera „G”, care înseamnă poartă, sau în rusă obturatorul (ieșire de control).

Rezistorul limitează curentul de ieșire de control. Curentul minim de funcționare al acestui tiristor considerat este de 1 mA, iar curentul maxim admisibil este de 15 mA. Având în vedere acest lucru, în circuitul nostru, a fost selectat un rezistor cu o rezistență de 1 kOhm.

Dacă apăsați din nou butonul K1, atunci acest lucru nu va afecta tiristorul și nu se va întâmpla nimic. Pentru a transfera tiristorul în starea închisă, trebuie să opriți întrerupătorul de alimentare K2. Dacă alimentarea este aplicată din nou, tiristorul va reveni la starea inițială.

Acest dispozitiv semiconductor, de fapt, este o cheie electronică de blocare. Trecerea la starea închisă are loc și atunci când tensiunea de alimentare la anod scade la un anumit minim, aproximativ 0,7 volți.

Caracteristicile dispozitivului

Fixarea stării de pornire are loc datorită caracteristicii dispozitiv intern tiristor. Un exemplu de diagramă arată astfel:

De obicei este prezentat sub forma a doi tranzistori de structuri diferite, interconectați. Din punct de vedere empiric, puteți verifica cum funcționează tranzistoarele conectate conform acestei scheme. Cu toate acestea, există diferențe în caracteristica curent-tensiune. Și trebuie să luați în considerare, de asemenea, că dispozitivele au fost proiectate inițial pentru a rezista la curenți și tensiuni mari. Pe cazul majorității acestor dispozitive există o priză metalică pe care se poate fixa un radiator pentru a disipa energia termică.

Tiristoarele sunt fabricate în diferite cazuri. Dispozitivele cu putere redusă nu au un radiator. Tiristoarele domestice comune sunt după cum urmează. Au o carcasă metalică masivă și rezistă la curenți mari.

Parametrii de bază ai tiristoarelor

• Curent direct maxim admisibil . Aceasta este valoarea maximă a curentului tiristor deschis. În dispozitivele puternice, atinge sute de amperi.
• Curent invers maxim admisibil .
• tensiune directă . Aceasta este căderea de tensiune la curentul maxim.
• tensiune inversă . Aceasta este tensiunea maximă admisă pe tiristor în stare închisă, la care tiristorul poate funcționa fără a-și încălca performanța.
• Tensiunea de pornire . Aceasta este tensiunea minimă aplicată anodului. Aceasta se referă la tensiunea minimă la care funcționarea tiristorului este în general posibilă.
• Curentul minim al electrodului de control . Este necesar să porniți tiristorul.
• Curent de control maxim admisibil .
• Putere de disipare maximă admisă .

Parametru dinamic

Timpul de tranziție a tiristorului de la starea închisă la starea deschisă când sosește un semnal.

Tipuri de tiristoare

Există mai multe tipuri de tiristoare. Să luăm în considerare clasificarea lor.

Conform metodei de management, acestea sunt împărțite în:

• Diode tiristoare, sau altfel dinistori. Acestea sunt deschise printr-un impuls de înaltă tensiune care este aplicat catodului și anodului.
• Tiristori triodă sau trinistori. Acestea sunt deschise de curentul de control al electrodului.

La rândul lor, tiristoarele cu triodă sunt împărțite:

• Controlul catodic - tensiunea care formează curentul de control este furnizată electrodului și catodului de control.
• Controlul anodului - tensiunea de control este aplicată electrodului și anodului.

Tiristorul este blocat:

• Reducerea curentului anodului - catodul este mai mic decât curentul de menținere.
• Prin aplicarea unei tensiuni de blocare la electrodul de control.

Prin conductivitate inversă, tiristoarele sunt împărțite:

• Conductiv invers - au o tensiune inversă mică.
• Reverse-non-conductiv - tensiunea inversă este egală cu cea mai mare tensiune directă în formă închisă.
• Cu o valoare de tensiune inversă non-standard - producătorii nu determină valoarea acestei valori. Astfel de dispozitive sunt utilizate în locuri în care este exclusă tensiunea inversă.
• Triac - trece curenții în două direcții.

Folosind triac-uri, trebuie să știți că acestea funcționează condiționat simetric. Partea principală a triacurilor se deschide atunci când electrodul de control este aplicat o tensiune pozitivă în comparație cu catod și orice polaritate poate fi pe anod. Dar dacă o tensiune negativă ajunge la anod și o tensiune pozitivă ajunge la electrodul de control, atunci triacurile nu se deschid și pot eșua.

Prin viteza împărțit la timpul deblocării (pornit) și timpul blocării (oprit).

Separarea tiristoarelor prin putere

Când tiristorul funcționează în modul cheie, cea mai mare putere a sarcinii comutate este determinată de tensiunea tiristorului în formă deschisă la cel mai mare curent și cea mai mare putere disipată.

Valoarea efectivă a curentului la sarcină nu trebuie să fie mai mare decât puterea maximă disipată împărțită la tensiunea deschisă.

Semnalizare simplă bazată pe tiristor

Pe baza unui tiristor, puteți realiza o alarmă simplă care va răspunde la lumină emitând un sunet folosind un emițător piezo. Ieșirea de control a tiristorului este alimentată printr-un fotorezistor și un rezistor de reglare. Lumina care cade pe fotorezistor îi reduce rezistența. Și curentul de deblocare începe să curgă către ieșirea de control a tiristorului, suficient pentru a-l deschide. După aceea, soneria se aprinde.

Rezistorul de reglare este conceput pentru a regla sensibilitatea dispozitivului, adică pragul de răspuns atunci când este iradiat cu lumină. Cel mai interesant lucru este că, chiar și în absența luminii, tiristorul continuă să rămână deschis, iar semnalizarea nu se oprește.

Dacă instalați un fascicul de lumină în fața elementului fotosensibil astfel încât să strălucească ușor sub fereastră, obțineți cel mai simplu senzor de fum. Fumul care intră între sursa de lumină și receptor va împrăștia lumina, ceea ce va declanșa o alarmă. Acest dispozitiv are neapărat nevoie de o carcasă, astfel încât receptorul de lumină să nu primească lumină de la soare sau surse de lumină artificială.

Puteți deschide tiristorul într-un alt mod. Pentru a face acest lucru, este suficient să aplicați pe scurt o tensiune mică între borna de control și catod.

Regulator de putere a tiristoarelor

Acum luați în considerare utilizarea unui tiristor în scopul propus. Să luăm în considerare un circuit simplu de reglare a puterii tiristoarelor care va funcționa de la o rețea de 220 volți AC. Schema este simplă și conține doar cinci părți.

• Dioda semiconductoare VD.
• Rezistorul variabil R1.
• Rezistor fix R2.
• Condensatorul C.
• Tiristor VS.

Valorile lor nominale recomandate sunt prezentate în diagramă. Ca diodă, puteți utiliza KD209, tiristor KU103V sau mai puternic. Este de dorit să se utilizeze rezistențe cu o putere de cel puțin 2 wați, un condensator electrolitic pentru o tensiune de cel puțin 50 de volți.

Acest circuit reglează doar o jumătate de ciclu din tensiunea rețelei. Dacă ne imaginăm că am îndepărtat toate elementele din circuit, cu excepția diodei, atunci va trece doar o jumătate de val de curent alternativ și doar jumătate din putere va merge la sarcină, de exemplu, la un fier de lipit sau un Lampa incandescentă.

Tiristorul vă permite să săriți peste bucăți suplimentare, relativ vorbind, ale semiciclului tăiat de diodă. Când schimbați poziția rezistenței variabile R1, tensiunea de ieșire se va modifica.

Ieșirea de control a tiristorului este conectată la borna pozitivă a condensatorului. Când tensiunea de pe condensator crește la tensiunea de pornire a tiristorului, acesta se deschide și trece o anumită parte a semiciclului pozitiv. Rezistorul variabil va determina rata de încărcare a condensatorului. Și cu cât se încarcă mai repede, cu atât tiristorul se va deschide mai devreme și va avea timp să sară o parte din semiciclul pozitiv înainte de schimbarea polarității.

Semiundă negativă nu intră în condensator, iar tensiunea de pe acesta este de aceeași polaritate, așa că nu este înfricoșător că are polaritate. Circuitul vă permite să schimbați puterea de la 50 la 100%. Pentru un fier de lipit, acesta este corect.

Tiristorul trece curentul într-o direcție de la anod la catod. Dar există soiuri care trec curent în ambele sensuri. Se numesc tiristoare simetrice sau triac. Sunt utilizate pentru controlul sarcinii în circuitele AC. Există un numar mare de scheme ale regulatoarelor de putere bazate pe acestea.

Un tiristor este un dispozitiv semiconductor conceput să acționeze ca o cheie. Are trei electrozi și o structură p-n-p-n de patru straturi semiconductoare. Electrozii sunt denumiți anod, catod și electrod de control. Structura p-n-p-n este similară din punct de vedere funcțional cu un rezistor neliniar, care este capabil să ia două stări:

• cu rezistență foarte mare, oprit;
• cu foarte putina rezistenta.

feluri

Pe tiristorul inclus este stocată o tensiune de aproximativ unul sau mai mulți volți, care crește ușor odată cu creșterea curentului care trece prin acesta. În funcție de tipul de curent și tensiune aplicat unui circuit electric cu un tiristor, în acesta este utilizată una dintre cele trei varietăți moderne ale acestor dispozitive semiconductoare. Pe DC muncă:

• trinistori incluse;
• trei tipuri de tiristoare blocabile, denumite

Triacurile funcționează pe curent alternativ și continuu. Toate aceste tiristoare conțin un electrod de control și alți doi electrozi prin care circulă curentul de sarcină. Pentru trinistori și tiristoare blocabile, acestea sunt anodul și catodul; pentru triac, denumirea acestor electrozi se datorează determinării corecte a proprietăților semnalului de control aplicat electrodului de control.

Prezența structurii p-n-p-n în tiristor face posibilă împărțirea condiționată a acesteia în două regiuni, fiecare dintre acestea fiind un tranzistor bipolar al conductivității corespunzătoare. Astfel, acești tranzistori interconectați sunt echivalentul unui tiristor, care este circuitul din imaginea din stânga. Trinistorii au fost primii care au apărut pe piață.

Proprietăți și caracteristici

De fapt, acesta este un analog al unui releu cu autoblocare cu un contact normal deschis, al cărui rol este jucat de o structură semiconductoare situată între anod și catod. Diferența față de un releu este că pentru acest dispozitiv semiconductor pot fi aplicate mai multe metode de pornire și oprire. Toate aceste metode sunt explicate prin echivalentul tranzistorului al trinistorului.

Două tranzistoare echivalente sunt acoperite de un pozitiv părere. Amplifică foarte mult orice schimbare de curent în joncțiunile lor semiconductoare. Prin urmare, există mai multe tipuri de influență asupra electrozilor trinistorului pentru a-l porni și opri. Primele două metode vă permit să porniți anodul.

• Dacă tensiunea la anod este crescută, la o anumită valoare, efectele defalcării de început a structurilor semiconductoare ale tranzistoarelor vor începe să afecteze. Curentul inițial care apare va fi ca o avalanșă crescut de feedback pozitiv și ambele tranzistoare se vor porni.
• Cu o creștere suficient de rapidă a tensiunii la anod, sunt încărcate capacitățile interelectrodului, care sunt prezente în orice componente electronice. În același timp, în electrozi apar curenți de încărcare ai acestor capacități, care sunt preluați de feedback pozitiv și totul se termină cu includerea trinistorului.

Dacă nu există modificări de tensiune enumerate mai sus, pornirea are loc de obicei cu curentul de bază al tranzistorului n-p-n echivalent. Puteți opri trinistorul într-unul din două moduri, care devin clare și datorită interacțiunii tranzistoarelor echivalente. Feedback-ul pozitiv în ele operează, pornind de la anumite valori ale curenților care curg în structura p-n-p-n. Dacă valoarea curentului este mai mică decât aceste valori, feedback-ul pozitiv va funcționa pentru dispariția rapidă a curenților.

O altă modalitate de a opri este întreruperea feedback-ului pozitiv cu un impuls de tensiune care inversează polaritatea la anod și catod. La un astfel de impact, direcția curenților dintre electrozi este inversată și trinistorul este oprit. Deoarece fenomenul efectului fotoelectric este caracteristic materialelor semiconductoare, există foto- și optotiristoare, în care includerea se poate datora iluminării fie a ferestrei de recepție, fie a LED-ului în cazul acestui dispozitiv semiconductor.

Există, de asemenea, așa-numitele dinistori (tiristoare necontrolate). În aceste dispozitive semiconductoare, nu există un electrod de control constructiv. În esență, acesta este un trinistor cu o ieșire lipsă. Prin urmare, starea lor depinde numai de tensiunea anodului și catodului și nu pot fi pornite printr-un semnal de control. În caz contrar, procesele din ele sunt similare cu trinistorii convenționali. Același lucru este valabil și pentru triacuri, care sunt în esență doi trinistori conectați în paralel. Prin urmare, sunt folosite pentru a controla curent alternativ fără diode suplimentare.

Tiristoare blocabile

Dacă, într-un anumit fel, sunt realizate regiunile structurii p-n-p-n în apropierea bazelor tranzistoarelor echivalente, este posibil să se realizeze controlabilitatea completă a tiristorului din partea electrodului de control. Această construcție a structurii p-n-p-n este prezentată în imaginea din stânga. Un astfel de tiristor poate fi pornit și oprit prin semnale adecvate în orice moment, aplicându-le la electrodul de control. Restul metodelor de comutare aplicate trinistoarelor sunt potrivite și pentru tiristoarele blocabile.

Cu toate acestea, aceste metode nu se aplică unor astfel de dispozitive semiconductoare. Dimpotrivă, ele sunt excluse de anumite soluții de circuit. Scopul este de a obține o pornire și o oprire fiabilă numai prin electrodul de control. Acest lucru este necesar pentru utilizarea unor astfel de tiristoare în invertoare de înaltă putere de înaltă frecvență. GTO-urile funcționează la frecvențe de până la 300 Hertz, în timp ce IGCT-urile sunt capabile de frecvențe semnificativ mai mari, de până la 2 kHz. Curenții nominali pot fi de câteva mii de amperi, iar tensiunea poate fi de câțiva kilovolți.

O comparație a diferitelor tiristoare este prezentată în tabelul de mai jos.

Un fel de tiristor	Avantaje	dezavantaje	Unde este folosit
Trinistor	Tensiunea minimă în starea de pornire la cei mai mari curenți și suprasarcini posibile. Cel mai de încredere dintre toate. Scalabilitate bună a circuitului prin munca în comun mai mulți trinistori conectați fie în paralel, fie în serie	Nu există nicio posibilitate de oprire controlată arbitrară doar de către electrodul de control. Cele mai joase frecvențe de operare.	Acționări electrice, surse de putere mare; invertoare de sudare; controlul încălzitoarelor puternice; compensatoare statice; comutatoare în circuitele de curent alternativ
GTO	Posibilitatea de oprire controlată arbitrară. Capacitate de supracurent relativ mare. Abilitatea de a lucra fiabil cu o conexiune serială. Frecvența de funcționare până la 300 Hz, tensiune până la 4000 V.	Tensiune semnificativă în starea de pornire la cei mai mari curenți și suprasarcini posibile și pierderile corespunzătoare, inclusiv cele din sistemele de control. Circuite complexe pentru construirea sistemului ca întreg. Pierdere dinamică mare.
IGCT	Posibilitatea de oprire controlată arbitrară. Capacitate de supracurent relativ mare. Tensiune relativ scăzută în starea de pornire la cei mai mari curenți și suprasarcini posibile. Frecvența de funcționare - până la 2000 Hz. Control simplu. Abilitatea de a lucra fiabil cu o conexiune serială.	Cel mai scump dintre toate tiristoarele	Acționări electrice; compensatoare statice putere reactiva; surse de putere mare, încălzitoare cu inducție

Tiristoarele sunt fabricate pentru o gamă largă de curenți și tensiuni. Designul lor este determinat de dimensiunea structurii p-n-p-n și de necesitatea de a obține o îndepărtare fiabilă a căldurii din aceasta. Tiristoare moderne, precum și desemnările lor pe scheme electrice prezentate în imaginile de mai jos.

Conţinut:

Descoperirea proprietăților tranzițiilor semiconductoarelor poate fi numită pe bună dreptate una dintre cele mai importante din secolul al XX-lea. Ca urmare, au apărut primele dispozitive semiconductoare - diode și tranzistoare. La fel și schemele în care și-au găsit aplicare. Unul dintre aceste circuite este conectarea a două tranzistoare bipolare de tipuri opuse - p-n-p c n-p-n. Această schemă este prezentată mai departe în imaginea (b). Acesta ilustrează ce este un tiristor și cum funcționează. Are feedback pozitiv. Ca rezultat, fiecare tranzistor crește proprietățile de amplificare ale celuilalt tranzistor.

Echivalent tranzistor

În acest caz, orice modificare a conductivității tranzistorilor în orice direcție crește ca o avalanșă și se termină cu una dintre stările limită. Sunt fie blocate, fie deblocate. Acest efect se numește declanșare. Și odată cu dezvoltarea microelectronicii, ambele tranzistoare au fost combinate în 1958 pe un substrat, generalizând tranzițiile cu același nume. Ca urmare, a apărut un nou dispozitiv semiconductor, numit tiristor. Principiul de funcționare al tiristorului se bazează pe interacțiunea a două tranzistoare. Ca rezultat al combinării tranzițiilor, are același număr de cabluri ca și tranzistorul (a).

În diagramă, electrodul de control este baza tranzistorului de structură n-p-n. Este curentul de bază al tranzistorului care modifică conductivitatea dintre colectorul și emițătorul său. Dar controlul poate fi efectuat și pe bază p-n-p tranzistor. Acesta este dispozitivul tiristorului. Alegerea unui electrod de control este determinată de caracteristicile acestuia, inclusiv de sarcinile efectuate. De exemplu, unele dintre ele nu folosesc deloc semnale de control. Deci, de ce să folosiți electrozi de control...

Dinistor

Acestea sunt sarcini în care sunt utilizate varietăți de tiristoare cu doi electrozi - dinistori. Au rezistențe conectate la emițătorul și baza fiecărui tranzistor. Mai departe pe diagramă, acestea sunt R1 și R3. Pentru fiecare dispozitiv electronic există restricții privind mărimea tensiunii aplicate. Prin urmare, până la o anumită valoare, rezistențele menționate mențin fiecare dintre tranzistori în stare blocată. Dar odată cu o creștere suplimentară a tensiunii, curenții de scurgere apar prin joncțiunile colector-emițător.

Ele sunt preluate de feedback pozitiv, iar ambele tranzistoare, adică dinistorul, sunt deblocate. Pentru cei care doresc să experimenteze, mai jos este afișată o imagine cu un circuit și valori ale componentelor. Puteți să-l colectați și să verificați proprietățile de lucru. Să acordăm atenție rezistorului R2, care diferă în selectarea valorii dorite. Acesta completează efectul de scurgere și, în consecință, tensiunea de declanșare. Prin urmare, un dinistor este un tiristor, al cărui principiu de funcționare este determinat de mărimea tensiunii de alimentare. Dacă este relativ mare, se va porni. Desigur, este și interesant să știi cum să-l dezactivezi.

Dificultăți de oprire

Oprirea tiristoarelor a fost, după cum se spune, dificilă. Din acest motiv, pentru o perioadă destul de lungă, tipurile de tiristoare s-au limitat doar la cele două structuri menționate mai sus. Până la mijlocul anilor 90 ai secolului XX au fost folosite doar aceste două tipuri de tiristoare. Faptul este că oprirea tiristorului poate avea loc numai atunci când unul dintre tranzistori este oprit. Și pentru un anumit timp. Este determinată de rata de dispariție a acuzațiilor corespunzătoare tranziției deschise. Cel mai mod de încredere„Pentru a bate” aceste sarcini - pentru a opri complet curentul care curge prin tiristor.

Majoritatea lucrează așa. Nu pe curent continuu, ci pe unul redresat, corespunzator tensiunii fara filtrare. Se schimbă de la zero la valoarea amplitudinii și apoi scade din nou la zero. Și așa mai departe, în funcție de frecvența tensiunii alternative care se redresează. La un moment dat între valorile tensiunii zero, un semnal este trimis la electrodul de control, iar tiristorul este deblocat. Și când tensiunea trece prin zero, se închide din nou.

Pentru a-l opri la tensiune și curent constant, la care nu există valoare zero, este nevoie de un șunt care funcționează pentru un anumit timp. În cea mai simplă versiune, acesta este fie un buton conectat la anod și catod, fie conectat în serie. Dacă dispozitivul este deblocat, există tensiune reziduală pe el. Prin apăsarea butonului, acesta este resetat la zero, iar curentul prin acesta se oprește. Dar dacă butonul nu conține un dispozitiv special, iar contactele sale se deschid, tiristorul se va porni cu siguranță din nou.

Acest dispozitiv ar trebui să fie un condensator conectat în paralel cu tiristorul. Limitează rata de creștere a tensiunii pe dispozitiv. Acest parametru este cel mai regretabil atunci când se utilizează aceste dispozitive semiconductoare, deoarece frecvența de funcționare cu care tiristorul este capabil să comute sarcina scade și, în consecință, puterea comutată. Acest fenomen are loc datorită capacităților interne caracteristice fiecăruia dintre modelele acestor dispozitive semiconductoare.

Designul oricărui dispozitiv semiconductor formează inevitabil un grup de condensatori. Cu cât tensiunea crește mai repede, cu atât curenții care le încarcă sunt mai mari. Mai mult, ele apar în toți electrozii. Dacă un astfel de curent în electrodul de control depășește o anumită valoare de prag, tiristorul se va porni. Prin urmare, parametrul dU/dt este dat pentru toate modelele.

• Oprirea tiristorului, ca urmare a trecerii tensiunii de alimentare prin zero, se numește naturală. Restul opțiunilor de oprire se numesc forțat sau artificial.

Varietate de gamă de modele

Aceste opțiuni de comutare complică comutatoarele tiristoare și le reduc fiabilitatea. Dar dezvoltarea soiului tiristor s-a dovedit a fi foarte fructuoasă.

În timpul nostru, producția industrială a unui număr mare de soiuri de tiristoare a fost stăpânită. Scopul lor nu este doar circuitele de putere puternice (în care se pot bloca și diodă tiristor, triac), dar și circuite de control (dinistor, optotiristor). Tiristorul din diagramă este reprezentat așa cum se arată mai jos.

Printre acestea există modele în care tensiunile și curenții de funcționare sunt cei mai mari dintre toate dispozitivele semiconductoare. Deoarece alimentarea industrială este de neconceput fără transformatoare, rolul tiristoarelor în dezvoltarea sa ulterioară este fundamental. Modelele de înaltă frecvență blocabile în invertoare asigură formarea unei tensiuni alternative. În acest caz, valoarea sa poate ajunge la 10 kV cu o frecvență de 10 kiloherți la o putere de curent de 10 kA. În același timp, dimensiunile transformatoarelor sunt reduse de mai multe ori.

Pornirea și oprirea tiristorului blocabil are loc numai din impactul asupra electrodului de control cu ​​semnale speciale. Polaritatea corespunde structurii specifice acestui dispozitiv electronic. Aceasta este una dintre cele mai simple soiuri, denumită GTO. În plus, se folosesc tiristoare mai complexe, blocabile, cu structuri de control încorporate. Aceste modele se numesc GCT și, de asemenea, IGCT. Utilizarea tranzistoarelor cu efect de câmp în aceste structuri clasifică tiristoarele cu încadrare ca parte a familiei de dispozitive MCT.

Am încercat să facem recenzia noastră informativă nu numai pentru vizitatorii bine citiți ai site-ului nostru, ci și pentru manechini. Acum că ne-am familiarizat cu modul în care funcționează un tiristor, putem folosi aceste cunoștințe pentru uz practic. De exemplu, într-o reparație simplă aparate electrocasnice. Principalul lucru - să fiți dus de muncă, nu uitați de siguranță!