Tiristor: načelo delovanja, preskušanje, lastnosti in značilnosti

Pri stikalnih vezjih se pogosto uporablja tiristor, katerega princip delovanja je podoben elektronskemu ključu. Gre za polprevodniško napravo, ki ima tri ali več vmesnih rektifikacijskih stikov. Tiristor pa ne more iti v zaprt tip, zato se imenuje ključ, ki ni popolnoma nadzorovan.

Naprava in vrste polprevodniških naprav

Pred upoštevanjem principa delovanja tiristorjev v vezjih je treba razumeti, kako so razporejeni, kakšne vrste obstajajo. Sestavljeni so iz štirih zaporedno povezanih plasti, ki imajo drugačno vrsto prevodnosti. Z zunanje strani so kontakti - anoda in katoda. Instrumenti imajo lahko dve kontrolni elektrodi, pritrjeni na notranje plasti. Spremembe stanja se lahko dosežejo s pošiljanjem signala neposredno vodniku.

Obstajata dve glavni vrsti tiristorjev:

1. Dinistorji so diodne polprevodniške naprave. V tem primeru se odpiranje izvede z uporabo visoke napetosti med kontakti.
2. Trinistorji so triodni analogi. Odpirajo se lahko z vplivom krmilnega toka na elektrodo.

Postopek zaklepanja je mogoče izvesti na dva načina. Prvi od njih pomeni zmanjšanje električnega toka pod nivojem zadrževanja. Možnost je primerna za vse vrste tiristorjev. Druga metoda je napeljava blokade napetosti neposredno na krmilni kontakt. Uporablja se samo za trinistorje, ki jih je mogoče zakleniti.

Zmožnost povratne prevodnosti

Glede na načelo delovanja tiristorja je treba razumeti, da je elemente mogoče razvrstiti po obratni napetosti.

Na voljo so štiri možnosti izdelka:

1. Povratne prevodne naprave imajo rahlo povratno napetost. To je le nekaj voltov.
2. Elementi, ki ne vodijo napetosti v nasprotni smeri v zaprtem stanju.
3. Triaki so simetrične naprave, ki prenašajo električne tokove v eno ali drugo smer.
4. Izdelki z nestandardizirano povratno napetostjo.

Z uporabo triakov je potrebno vedeti, da le na prvi pogled delujejo simetrično. Pri uporabi negativne (na anodo) in pozitivne (na krmilno elektrodo) napetosti se ne morejo odpreti in v nekaterih primerih lahko odpovejo.

V elektroniki so triaci imenovani kontrolirani tiristorji, katerih princip delovanja je preklapljanje izmeničnih tokov. Pri načrtovanju takšnih tokokrogov je potrebno preučiti dokumentacijo določenega izdelka, da se določi, kateri signali so veljavni. Nekatere vrste triacov imajo lahko nekatere omejitve.

Delovanje vmesnega tokokroga

Če razložite princip delovanja tiristorja v preprostem jeziku, potem je polprevodniška naprava vklopljena z uporabo impulza električnega toka neposredno na krmilni krog pozitivne polarnosti. Na trajanje prehodnega procesa bistveno vpliva narava proizvedenega tovora in drugi dejavniki:

• hitrost in amplituda ustvarjenega impulza;
• polprevodniška temperatura;
• prenosna napetost;
• obremenitveni tok

V tokokrogu s tiristorjem s povečanjem napetosti naprej se precenjene vrednosti stopnje uničenja ne smejo beležiti. V nasprotnem primeru lahko naprava nenamerno vklopi napravo brez signala. Vendar strmina proizvedenega impulza ne sme biti nizka.

Izklop elementov se lahko pojavi naravno ali prisilno. V prvem primeru se preklop v AC sistemih izvede v trenutku, ko se električni tok zmanjša na minimum. Kar se tiče možnosti za prisilno zaustavitev, je lahko zelo raznolika:

1. Priključitev specializiranega vezja s prisotnostjo napolnjenega kondenzatorja povzroči izpust vodljivega elementa. Števec toka zmanjša tok na nič, zato se naprava izklopi.
2. Povezovanje tokokroga, ki povzroča nihanje, omogoča električno energijo, da teče skozi tiristor, da ustreza enosmernemu toku. Ko je doseženo ravnovesje, pride do zaustavitve.
3. Prehodni proces se lahko sproži pri zagotavljanju kompleksne obremenitve. Ob prisotnosti določenih parametrov se pojavi nihajoči značaj, kar pomeni spremembo polarnosti.

AC delovanje

Zdaj moramo upoštevati načelo delovanja tiristorja v tokokrogu, ki ga preskočimo izmenični tok. Pri izvajanju lahko vklopite in izklopite električna omrežja z aktivno obremenitvijo in spremenite povprečne in trenutne vrednosti toka s prilagajanjem napajanja signala.

Niti novice za lutke - načelo tiristorja je prenos električne energije v eno smer, zato je v tokokrogih z izmeničnim tokom prisotna protiparalelna povezava. Vrednosti se lahko spreminjajo s spremembo trenutka dobave signalov za odpiranje naprav. Kotnike regulira krmilni sistem.

1. Metoda prilagajanja faz s prisilnim preklapljanjem vključuje uporabo posebnih vozlišč.
2. Krmiljenje impulzne širine pomeni odsotnost signala v zaprtem stanju in njegovo prisotnost v odprtem položaju, ko se na obremenitev nanaša določena napetost.

Reverzno zaklepanje

Ko govorimo o principu delovanja triodnega tiristorja, je treba opozoriti, da lahko deluje v različnih načinih. S povratnim zaklepanjem se negativna napetost nanaša neposredno na anodo polprevodnika glede na kontakt katode. Prehodi s to možnostjo so premaknjeni v nasprotno smer.

Obstajajo dejavniki, ki omejujejo uporabo takšnega režima. Prva je razpadanje plazov, drugo pa je vdor osiromašenega območja. To je posledica dejstva, da se pomemben del napetosti na enem od stikov zmanjšuje. Pojavi se njihovo zaprtje ali do okvare.

Način neposrednega zaklepanja

Načelo tiristorja v načinu neposrednega zaklepanja vključuje obratno pristranskost enega od prehodov. Nasprotne plasti so premaknjene v smeri naprej. Glavni del uporabljene napetosti se z enim prehodom zmanjšuje. Preko preostalih plasti se nosilci vbrizgajo v sosednja območja, kar zmanjšuje upornost prevodnega elementa. Obstaja povečanje toka toka. Padec napetosti se zmanjša.

Povečanje napetosti naprej povzroči počasno povečanje električnega toka. V tem načinu se polprevodnik šteje za zaklenjen, kar je povezano s povečano upornostjo posameznega prehoda. Z določenim stresnim indeksom začne proces pridobivati ​​plazovit značaj. Naprava gre naprej, nastavi električni tok, ki je odvisen od vira in odpornosti vezja.

Model z dvema tranzistorjema

Za razlago naprave in principa delovanja tiristorja v načinu direktnega zaklepanja se uporablja model z dvema tranzistorjema. Ta polprevodniška naprava se lahko šteje za dva kombinirana tranzistorja z nasprotnimi priključki. Prehod v središče se uporablja kot zbiralec lukenj in elektronov, ki jih vbrizgajo določeni prehodi.

Razmerja se ne spreminjajo, ko tok teče v nasprotni smeri. Povečanje koeficienta v zaprti zanki vodi do procesa, podobnega plazu, kar pomeni povečanje toka neposredno skozi strukturo. Električni tok je omejen le z uporom zunanjega tokokroga.

Kakšna je razlika med dinistorjem in trinistorjem?

Temeljne razlike med karakteristikami in principom delovanja tiristorjev ni mogoče najti. Vendar pa se dynistor odpre, ko je med glavnimi sponkami določena napetost. To je odvisno od vrste uporabljene naprave. V primeru trinistorja se lahko prisilno zmanjša napetost odpiranja. To je mogoče storiti z uporabo impulza električnega toka zahtevane velikosti neposredno na krmilno elektrodo. Trinistorji so najpogostejši med napravami iz kategorije tiristorjev.

Ključne funkcije

Pri izbiri tiristorjev bodite pozorni na določene parametre:

1. Vklopna napetost omogoča delovanje polprevodniške naprave.
2. Časovna zakasnitev začetka in konca izdelka.
3. Raven povratnega toka pri največji vrednosti povratne napetosti.
4. Skupna moč disipacije.
5. Napajalna napetost na meji anodnega toka.
6. Maksimalni tok elektrode, ki zagotavlja nadzor.
7. Povratna napetost v zaprtem stanju.
8. Največji odprt tok v odprtem položaju.

Pri izbiri tiristorja ne pozabite na namen naprave. Na to neposredno vpliva časovni interval za prehod v odprto ali zaprto stanje. Obdobje vklopa je praviloma krajše od obdobja izklopa.

Tiristorska vezja

Tiristorska vezja so razdeljena v štiri kategorije:

1. Mejni produkti uporabljajo možnost prehoda polprevodnikov iz enega položaja v drugega ob prisotnosti določene napetosti. Ti vključujejo generatorje nihanja in regulatorje fazne obremenitve.
2. Električna stikala imajo nizko moč. Tok se odvaja z elementi v preklopnem vezju v odprtem stanju. V zaprtem položaju električna energija ni dovoljena.
3. Preklapljanje enosmerne napetosti je povsem mogoče pri uporabi naprav z visoko močjo. Odklenjenih predmetov lahko zaprete na več načinov.
4. Nekatere eksperimentalne naprave delujejo s polprevodniškimi napravami v prehodnih fazah, kjer so območja z negativno stopnjo upora.

Kot zaključek

Najpogosteje govorimo o načelih tiristorjev za študente specializiranih šol, ki pripravljajo strokovnjake na področju elektrotehnike. Vendar pa ne boli, če se naučijo informacije o zasnovi in ​​delovanju univerzalnih polprevodniških naprav za običajne ljudi, ki jih zanima oblikovanje različnih električnih vezij.