Tyrystor: zasada działania, testowanie, cechy i cechy

W obwodach przełączających często stosuje się tyrystor, którego zasada działania przypomina klucz elektroniczny. Jest to półprzewodnikowe urządzenie posiadające trzy lub więcej współpracujących prostujących złącz. Jednak tyrystor nie jest w stanie przejść do typu zamkniętego, dlatego nazywa się go kluczem, który nie jest w pełni kontrolowany.

Urządzenie i typy urządzeń półprzewodnikowych

Przed rozważeniem zasady działania tyrystorów w obwodach należy zrozumieć, w jaki sposób są one rozmieszczone, jakie typy istnieją. Składają się z czterech połączonych szeregowo warstw, które mają inny typ przewodnictwa. Z zewnątrz są kontakty - anoda i katoda. Instrumenty mogą mieć dwie elektrody sterujące dołączone do warstw wewnętrznych. Zmiany stanu można osiągnąć wysyłając sygnał bezpośrednio do przewodnika.

Istnieją dwa główne typy tyrystorów:

1. Dinistory są diodowymi urządzeniami półprzewodnikowymi. W tym przypadku otwór jest wykonywany przez doprowadzenie wysokiego napięcia między stykami.
2. Trinistory są analogami triodowymi. Można je otworzyć przez wpływ prądu sterującego na elektrodę.

Proces blokowania można wykonać na dwa sposoby. Pierwszy z nich oznacza spadek prądu elektrycznego poniżej poziomu retencji. Opcja dotyczy wszystkich typów tyrystorów. Druga metoda polega na wymuszeniu napięcia blokującego bezpośrednio na styku kontrolnym. Stosuje się go tylko do trinistorów z blokadą.

Odwrotna zdolność przewodzenia

Biorąc pod uwagę zasadę działania tyrystora, należy rozumieć, że elementy mogą być klasyfikowane za pomocą napięcia wstecznego.

W sumie są cztery opcje produktu:

1. Odwrotne urządzenia przewodzące mają niewielkie napięcie wsteczne. To tylko kilka woltów.
2. Elementy, które nie przewodzą napięcia w przeciwnym kierunku w stanie zamkniętym.
3. Triaki to symetryczne urządzenia, które dojeżdżają prądy elektryczne w jednym lub drugim kierunku.
4. Produkty o niestandardowym napięciu wstecznym.

Używając triaków, należy pamiętać, że działają one symetrycznie tylko na pierwszy rzut oka. Przy podawaniu napięcia ujemnego (do anody) i dodatniego (do elektrody sterującej) nie są w stanie się otworzyć, aw niektórych przypadkach mogą ulec uszkodzeniu.

W elektronice triaki są określane jako sterowane tyrystory, których zasadą działania jest przełączanie obwodów prądu przemiennego. Podczas projektowania takich obwodów konieczne jest zbadanie dokumentacji konkretnego produktu w celu ustalenia, które sygnały są prawidłowe. Niektóre rodzaje triaków mogą mieć pewne ograniczenia.

Działanie łącza DC

Jeśli wyjaśnimy zasadę działania tyrystora w prostym języku, wówczas należy włączyć urządzenie półprzewodnikowe poprzez zastosowanie impulsu prądu elektrycznego bezpośrednio do obwodu sterowania o dodatniej biegunowości. Na czas trwania procesu przejściowego duży wpływ ma charakter wytwarzanego ładunku, a także inne czynniki:

• prędkość i amplituda wytworzonego impulsu;
• temperatura półprzewodników;
• przesyłane napięcie;
• ładuj prąd

W obwodzie z tyrystorem ze wzrostem napięcia przewodzenia nie należy rejestrować zawyżonych wartości prędkości narastania. W przeciwnym razie może nieumyślnie włączyć urządzenie bez sygnału. Jednak stromość wytwarzanego impulsu nie powinna być niska.

Wyłączanie przedmiotów może nastąpić naturalnie lub siłą. W pierwszym przypadku przełączanie w systemach prądu przemiennego odbywa się w momencie, gdy prąd elektryczny spada do minimum. Jeśli chodzi o opcje wymuszonego zamykania, może być bardzo różnorodny:

1. Podłączenie specjalnego obwodu z obecnością naładowanego kondensatora powoduje rozładowanie elementu przewodzącego. Prąd przeciwny zmniejsza prąd do zera, więc urządzenie się wyłącza.
2. Podłączenie obwodu, który powoduje oscylacyjne wyładowanie, umożliwia przepływ prądu przez tyrystor w celu zaspokojenia prądu stałego. Po osiągnięciu stanu równowagi następuje wyłączenie.
3. Przejściowy proces może być wyzwalany przy zapewnieniu złożonego obciążenia. W obecności pewnych parametrów powstaje oscylacyjny charakter, który implikuje zmianę polaryzacji.

Działanie AC

Teraz powinniśmy rozważyć zasadę działania tyrystora w obwodzie, który przeskakuje prąd przemienny. Podczas jego wdrażania można włączać i wyłączać sieci elektryczne z aktywnym obciążeniem, a także zmieniać średnie i bieżące wartości prądu, dostosowując zasilanie sygnału.

Nie ma nawet wiadomości dla manekinów - zasada tyrystora polega na przesyłaniu prądu w jednym kierunku, dlatego w obwodach z prądem przemiennym istnieje połączenie równoległe. Wartości można zmieniać zmieniając moment dostarczania sygnałów otwarcia do urządzeń. Kąty są regulowane przez system sterowania.

1. Metoda regulacji fazy z wymuszonym przełączaniem obejmuje użycie specjalnych węzłów.
2. Sterowanie szerokością impulsu oznacza brak sygnału w stanie zamkniętym i jego obecność w pozycji otwartej, gdy do obciążenia przykłada się określone napięcie.

Tryb odwrotnej blokady

Mówiąc o zasadzie działania tyrystora triodowego, należy zauważyć, że może działać w różnych trybach. W przypadku blokowania wstecznego do anody półprzewodnika doprowadzane jest napięcie ujemne w odniesieniu do styku katody. Przejścia z tą opcją są przesunięte w przeciwnym kierunku.

Istnieją czynniki, które ograniczają stosowanie takiego reżimu. Pierwszym z nich jest załamanie lawinowe, a drugim jest przebicie obszaru zubożonego. Wynika to z faktu, że znaczna część napięcia maleje na jednym ze skrzyżowań. Występuje ich zamknięcie lub wystąpienie awarii.

Tryb bezpośredniego blokowania

Zasada działania tyrystora w trybie bezpośredniego blokowania obejmuje odwrotne nastawienie jednej z przejść. Przeciwległe warstwy przesuwają się w kierunku do przodu. Główna część przyłożonego napięcia maleje przy pojedynczym przejściu. Przez pozostałe warstwy nośniki są wtryskiwane w sąsiadujące obszary, które zmniejszają opór na przewodzącym elemencie. Występuje wzrost przepływu prądu. Spadek napięcia maleje.

Zwiększenie napięcia przewodzenia prowadzi do powolnego wzrostu prądu elektrycznego. W tym trybie półprzewodnik jest uznawany za zablokowany, co wiąże się ze zwiększoną rezystancją pojedynczego przejścia. Przy pewnym wskaźniku stresu proces zaczyna nabierać charakteru przypominającego lawinę. Urządzenie działa, ustawia prąd elektryczny, który zależy od źródła i rezystancji obwodu.

Model z dwoma tranzystorami

Aby objaśnić urządzenie i zasadę działania tyrystora w trybie bezpośredniego blokowania, stosuje się model z dwoma tranzystorami. To urządzenie półprzewodnikowe może być traktowane jako dwa połączone tranzystory z przeciwległymi zaciskami. Przejście w centrum jest używane jako kolektor dziur i elektronów, które są wstrzykiwane przez pewne przejścia.

Stosunki nie zmieniają się, gdy prądy płyną w przeciwnym kierunku. Zwiększenie współczynnika w zamkniętej pętli prowadzi do procesu lawinowego, co oznacza wzrost prądu bezpośrednio przez strukturę. Prąd elektryczny jest ograniczony tylko oporem obwodu zewnętrznego.

Jaka jest różnica między dynistorem a trinistrem?

Nie można znaleźć fundamentalnych różnic między cechami a zasadą działania tyrystorów. Jednak dynistor otwiera się, gdy istnieje pewne napięcie między dwoma głównymi zaciskami. To zależy od rodzaju używanego urządzenia. W przypadku trinistora napięcie otwarcia może zostać zmniejszone w sposób wymuszony. Można tego dokonać poprzez zastosowanie impulsu prądu elektrycznego o wymaganej wielkości bezpośrednio do elektrody sterującej. Trinistory są najczęściej spotykane w urządzeniach z kategorii tyrystorów.

Najważniejsze funkcje

Przy wyborze tyrystorów należy zwrócić uwagę na niektóre parametry:

1. Napięcie włączania umożliwia pracę urządzenia półprzewodnikowego.
2. Opóźnienie czasowe rozpoczęcia i zatrzymania produktu.
3. Poziom prądu wstecznego przy maksymalnej wartości napięcia wstecznego.
4. Całkowite rozpraszanie mocy.
5. Napięcie przewodzenia na granicy prądu anody.
6. Prąd szczytowy elektrody sterującej.
7. Odwrócić napięcie w stanie zamkniętym.
8. Maksymalny prąd otwarty w pozycji otwartej.

Wybierając tyrystor, nie zapominaj o celu urządzenia. Wpływa na to bezpośrednio przedział czasowy przejścia do stanu otwartego lub zamkniętego. Z reguły okres włączenia jest krótszy niż okres wyłączenia.

Obwody tyrystorowe

Obwody tyrystorowe są podzielone na cztery kategorie:

1. Produkty progowe wykorzystują możliwość przejścia półprzewodników z jednej pozycji do drugiej w obecności określonego napięcia. Należą do nich generatory drgań i regulatory obciążenia fazowego.
2. Przełączniki zasilania mają małą moc. Prąd jest rozpraszany przez elementy w obwodzie przełączającym w stanie otwartym. W pozycji zamkniętej energia elektryczna nie jest dozwolona.
3. Przełączanie napięcia DC jest całkiem możliwe, gdy używane są urządzenia o dużej mocy. Istnieje kilka sposobów na zamknięcie elementów do odblokowania.
4. Niektóre urządzenia eksperymentalne wykorzystują urządzenia półprzewodnikowe w stanach przejściowych, w których występują obszary o ujemnym poziomie oporu.

Na zakończenie

Najczęściej mówi się o zasadach tyrystorów dla studentów wyspecjalizowanych szkół przygotowujących specjalistów z zakresu elektrotechniki. Jednak nie zaszkodzi dowiedzieć się informacji na temat projektowania i działania uniwersalnych urządzeń półprzewodnikowych dla zwykłych ludzi, którzy są zainteresowani projektowaniem różnych obwodów elektrycznych.