thyristor(SCR) (Linh kiện điện tử) – Mimir Bách khoa toàn thư

Một loại thiết bị bán dẫn. Nhìn từ mạch ngoài, nó có hai trạng thái không thay đổi tương tự với công tắc nguồn, hoàn toàn có thể chuyển từ trạng thái tắt sang trạng thái bật và ngược lại. Nó có ba hoặc nhiều điểm nối pn và hầu hết được sử dụng cho mục tiêu trấn áp dòng điện bằng hành động chuyển mạch của nó. Đó là, nó được ứng dụng như một bộ chuyển đổi điện năng hoặc một bộ chuyển mạch bán dẫn. Công suất của nó từ hàng trăm vôn và loại A dùng trong những thiết bị gia dụng đến hàng nghìn V và hàng nghìn loại A dùng cho mạng lưới hệ thống điện. Có nhiều loại thyristor, nhưng thông dụng nhất SCR ( viết tắt của bộ chỉnh lưu điều khiển và tinh chỉnh silicon ), là một thyristor loại 3 đầu chặn ngược, thường được gọi đơn thuần là thyristor .nguyên tắc

Thyristor 3 đầu chặn ngược được hiển thị trong hình 1 Nó có cấu trúc lớp pnp-n4 như hình. Đây là sơ đồ nơi hai bóng bán dẫn được kết nối 2 Nó cũng có thể được xem là tương đương với mạch của. Hiệu điện thế V theo chiều dương giữa điện cực (anot) bám lớp p 1 và điện cực (catot) bám lớp n 2. MỘT K Giả sử điều đó được áp dụng. Tại thời điểm này, tiếp giáp J 1 và J 3 phân cực thuận, nhưng tiếp giáp J 2 phân cực ngược, do đó chỉ có một lượng nhỏ dòng điện rò chạy từ cực dương sang cực âm và phần tử không có dòng điện (trạng thái tắt ). ) Nó đang ở. Xét trạng thái này tương ứng với hoạt động của hai bóng bán dẫn, dòng điện rò chạy giữa bộ thu và đế của bóng bán dẫn Q 1 và giữa bộ thu và bộ phát của Q 2, nhưng một phần của nó chảy giữa bộ thu và bộ phát của Q 2. Nó được đưa trở lại và khuếch đại trong một vòng lặp → Q 1 cực phát → Q 2 thu. V MỘT K Dòng rò tăng khi giá trị tăng, và độ lợi của vòng lặp này cũng tăng theo. V MỘT K Là V B O Khi đạt đến (điện áp đánh thủng), mức độ khuếch đại của mạch vòng trở nên rất lớn, dòng điện chạy từ cực dương tăng mạnh và thiết bị chuyển sang trạng thái có dòng điện chạy với điện trở thấp (trạng thái bật). Hiện tượng này được gọi là bật. Nói cách khác V MỘT K Giao lộ J 2 đã dẫn đến một vụ lở tuyết. Dòng điện của vòng lặp này cũng có thể được tăng lên bằng cách bơm dòng điện từ điện cực thứ ba (cổng) được cung cấp trong lớp p2. Do đó, các cổng hiện tại I G V ở trạng thái chảy B O Đang giảm và V thấp MỘT K Nó chuyển sang trạng thái bật với giá trị là. Ngược lại, V MỘT K Nếu được đặt thành điện áp âm, tiếp giáp J 1 J 3 bị phân cực ngược và phần tử không vượt qua dòng điện (trạng thái chặn ngược). Hình này 3 V MỘT K Và tôi MỘT Tóm lại trong mối quan hệ của. V MỘT K Khi tăng điện áp, chỉ có một lượng nhỏ dòng điện chạy đến điện áp đánh thủng tại điểm A và phần tử ở trạng thái tắt. Khi đến điểm A, nó dịch chuyển đến điểm B trong thời gian rất ngắn (vài μs) và phần tử chuyển sang trạng thái bật tại đó dòng điện chạy qua với điện trở thấp. Khi dòng điện được tăng thêm ở mạch ngoài, đặc tính của nó là tăng điện áp xuất hiện giữa cực dương và cực âm một chút về phía điểm G, tương tự như điốt bình thường. Ngược lại, khi giảm dòng điện và đến điểm C thì phần tử trở về trạng thái tắt. Hiện tượng này được gọi là tắt. Giá trị hiện tại tại điểm C I H Được gọi là dòng điện giữ. Cổng hiện tại00616201 đang chảy, quá trình tắt xảy ra ở điện áp thấp hơn. V MỘT K Khi là cực âm, đặc tính bằng của điốt.

Cách sử dụng thyristor

Thyristor là một hình Bốn Nó được biểu diễn bằng ký hiệu mạch của. Thyristor hoạt động như một công tắc hoạt động ở cổng hiện tại. Ví dụ, hình Số năm Khi một dòng điện cổng xung được đặt vào điện áp cùng pha φ trong mạch của, thyristor bật và một dòng điện như trong hình vẽ chạy qua điện trở R. Bạn có thể thấy ngay rằng giá trị trung bình của dòng điện thay đổi nếu độ lớn của φ được thay đổi. Hơn nữa, giá trị của i g có thể bằng 1/1000 hoặc nhỏ hơn giá trị của dòng điện mạch chính i ( t ), và vì nó là xung và có công suất thấp nên nó được sử dụng như một bộ khuếch đại hoặc bộ điều khiển với độ lợi cực lớn.

Các loại thyristor

Có một số loại cấu trúc thyristor đã được chế tạo phức tạp hơn và các đặc tính của chúng đã được tạo ra hữu ích cho các mục đích cụ thể. Triac được tạo ra bằng cách ghép hai thyristor song song theo chiều ngược nhau như một chất bán dẫn và được sử dụng để điều khiển dòng điện xoay chiều. Thyristor dẫn ngược được tạo ra bằng cách kết nối một thyristor và một diode trong kết nối đối song song như một chất bán dẫn và có thể hoạt động ở tốc độ cao. Thyristor tắt mở (GTO thyristor) là một phần tử được thực hiện để quá trình chuyển đổi từ trạng thái bật sang trạng thái tắt cũng được thực hiện bởi một tín hiệu cổng bằng cách vẽ một dòng điện từ cổng theo hướng ngược lại. Trụ quang học là một phần tử được thiết kế để đưa các sóng mang trực tiếp vào điểm nối J 2 với ánh sáng thay vì bật dòng điện cổng để loại bỏ vấn đề cách điện mạch cổng khi được sử dụng trong các mạch điện áp cao.
Eisuke Masada