Tiristor: princip rada, ispitivanje, značajke i karakteristike

U sklopnim sklopovima se često koristi tiristor, čije je načelo djelovanja slično elektroničkom ključu. To je poluvodički uređaj koji ima tri ili više interakcijskih ispravljačkih spojeva. Međutim, tiristor ne može ući u zatvoreni tip, pa se naziva ključ koji nije u potpunosti kontroliran.

Uređaj i tipovi poluvodičkih uređaja

Prije razmatranja principa rada tiristora u krugovima, potrebno je razumjeti kako su raspoređeni, koje vrste postoje. Sastoje se od četiri serije spojenih slojeva koji imaju različitu vrstu provodljivosti. Izvana su kontakti - anoda i katoda. Instrumenti mogu imati dvije kontrolne elektrode pričvršćene na unutarnje slojeve. Promjene stanja mogu se postići slanjem signala izravno vodiču.

Postoje dvije glavne vrste tiristora:

1. Dinistori su poluvodički diode. U tom slučaju, otvaranje se provodi primjenom visokog napona između kontakata.
2. Trinistori su analozi trioda. Mogu se otvoriti pod utjecajem regulacijske struje na elektrodi.

Postupak zaključavanja može se obaviti na dva načina. Prvi od njih podrazumijeva smanjenje električne struje ispod razine zadržavanja. Opcija je primjenjiva za sve vrste tiristora. Druga metoda sastoji se u tome da se napon za blokiranje izravno stavi na upravljački kontakt. Koristi se samo za trinistore koji se mogu zaključati.

Mogućnost obrnutog provođenja

Uzimajući u obzir princip rada tiristora, treba razumjeti da se elementi mogu klasificirati obrnutim naponom.

Ukupno postoje četiri opcije proizvoda:

1. Povratni vodljivi uređaji imaju lagani povratni napon. To je samo nekoliko volti.
2. Elementi koji ne provode napon u suprotnom smjeru u zatvorenom stanju.
3. Triaci su simetrični uređaji koji mijenjaju električne struje u jednom ili drugom smjeru.
4. Proizvodi s nestandardnim povratnim naponom.

Koristeći triakove, potrebno je zapamtiti da oni funkcioniraju simetrično samo na prvi pogled. Prilikom primjene negativnog (na anodu) i pozitivnog (na upravljačku elektrodu) napona, oni se ne mogu otvoriti, au nekim slučajevima mogu i ne uspjeti.

U elektronici se triaci nazivaju kontroliranim tiristorima, čiji je princip rada preklapanje strujnih krugova izmjenične struje. Pri projektiranju takvih krugova potrebno je proučiti dokumentaciju određenog proizvoda kako bi se utvrdilo koji su signali valjani. Neke vrste triaca mogu imati neka ograničenja.

Rad jednosmjerne veze

Ako objasnite princip rada tiristora jednostavnim jezikom, tada je potrebno uključiti poluvodički uređaj primjenom impulsa električne struje izravno na upravljački krug pozitivnog polariteta. Na trajanje procesa tranzicije značajno utječe priroda proizvedenog opterećenja, kao i drugi čimbenici:

• brzina i amplituda stvorenog pulsa;
• temperatura poluvodiča;
• prijenosni napon;
• struja opterećenja

U krugu s tiristorom s povećanjem napona naprijed, precijenjene vrijednosti brzine zakašnjenja ne bi trebale biti zabilježene. U suprotnom, može slučajno uključiti uređaj bez signala. Međutim, strmina proizvedenog impulsa ne smije biti niska.

Isključivanje stavki može se pojaviti prirodno ili na silu. U prvom slučaju, preklapanje u AC sustavima provodi se u trenutku kada se električna struja smanji na minimum. Što se tiče opcija za prisilno gašenje, može biti vrlo raznoliko:

1. Povezivanje specijaliziranog kruga s prisustvom napunjenog kondenzatora uzrokuje pražnjenje vodljivog elementa. Brojač struje smanjuje struju na nulu, tako da se uređaj isključuje.
2. Spajanjem strujnog kruga koji uzrokuje oscilirajuće pražnjenje, električna struja može protjecati kroz tiristor kako bi udovoljila istoj struji. Kada se postigne ravnoteža, dolazi do gašenja.
3. Prolazni proces se može pokrenuti pri pružanju složenog opterećenja. U prisutnosti određenih parametara javlja se oscilatorni karakter, što podrazumijeva promjenu polariteta.

AC rad

Sada bismo trebali uzeti u obzir princip rada tiristora u krugu, koji preskače izmjenična struja. Prilikom implementacije možete uključiti i isključiti električne mreže s aktivnim opterećenjem, kao i promijeniti prosječnu i trenutnu vrijednost struje podešavanjem napajanja signala.

Čak ni novosti za lutke - princip tiristora je prijenos električne energije u jednom smjeru, stoga u krugovima s izmjeničnom strujom postoji protuparalelna veza. Vrijednosti se mogu mijenjati promjenom trenutka dobave signala otvaranja na uređaje. Kutovi su regulirani upravljačkim sustavom.

1. Metoda podešavanja faze s prisilnim prebacivanjem uključuje korištenje posebnih čvorova.
2. Kontrola širine impulsa podrazumijeva odsutnost signala u zatvorenom stanju i njegovu prisutnost u otvorenom položaju kada se na opterećenje primijeni određeni napon.

Režim zaključavanja unatrag

Govoreći o principu rada triodnog tiristora, treba napomenuti da može raditi u različitim načinima rada. Kod obrnutog blokiranja, negativni napon se primjenjuje na anodu poluvodiča u odnosu na kontakt katode. Prijelazi s ovom opcijom pomiču se u suprotnom smjeru.

Postoje faktori koji ograničavaju uporabu takvog režima. Prvi od njih je lavinski slom, a drugi je punkcija osiromašenog područja. To je zbog činjenice da se značajan dio napona smanjuje na jednom od spojeva. Dolazi do njihovog zatvaranja ili do kvara.

Izravni način zaključavanja

Princip rada tiristora u načinu izravnog zaključavanja uključuje obrnuto pristranost jednog od prijelaza. Nasuprotni slojevi pomaknuti su u smjeru prema naprijed. Glavni dio primijenjenog napona smanjuje se pri jednom prijelazu. Preko preostalih slojeva, nosači se ubrizgavaju u susjedna područja, što smanjuje otpornost na vodljivi element. Povećava se struja. Pad napona se smanjuje.

Povećanje napona naprijed dovodi do sporog porasta električne struje. U ovom načinu rada poluvodič se smatra zaključanim, što je povezano s povećanom otpornošću jednog prijelaza. S određenim indeksom stresa, proces počinje stjecati lavinski karakter. Uređaj nastavlja, postavlja električnu struju, koja ovisi o izvoru i otporu kruga.

Model s dva tranzistora

Kako bi se objasnio uređaj i princip rada tiristora u načinu izravnog zaključavanja, koristi se model s dva tranzistora. Ovaj poluvodički uređaj može se smatrati dva kombinirana tranzistora s suprotnim terminalima. Prijelaz u središte koristi se kao sakupljač rupa i elektrona koji se ubrizgavaju određenim prijelazima.

Omjeri se ne mijenjaju kad struje teku u suprotnom smjeru. Povećanje koeficijenta u zatvorenoj petlji vodi do procesa nalik lavini, što podrazumijeva povećanje struje izravno kroz strukturu. Električna struja je ograničena samo otpornošću vanjskog kruga.

Koja je razlika između dinistora i trinistora?

Temeljne razlike između karakteristika i principa rada tiristora ne mogu se naći. Međutim, dinamistor se otvara kada postoji određeni napon između dva glavna terminala. To ovisi o vrsti uređaja koji se koristi. U slučaju trinistora, napon otvaranja može biti prisilno smanjen. To se može postići primjenom impulsa električne struje tražene veličine izravno na kontrolnu elektrodu. Trinistori su najčešći među uređajima iz kategorije tiristora.

Ključne značajke

Prilikom odabira tiristora obratite pozornost na određene parametre:

1. Napon uključivanja omogućuje poluvodičku napravu da postane operativna.
2. Vrijeme odgode početka i zaustavljanja proizvoda.
3. Razina obrnute struje pri maksimalnoj vrijednosti obrnutog napona.
4. Ukupna disipacija snage.
5. Naprijed napon na granici anodne struje.
6. Maksimalna struja elektrode koja osigurava kontrolu.
7. Obrnuti napon u zatvorenom stanju.
8. Maksimalna otvorena struja u otvorenom položaju.

Prilikom odabira tiristora nemojte zaboraviti na namjenu uređaja. Na to izravno utječe vremenski interval za prijelaz u otvoreno ili zatvoreno stanje. Razdoblje uključivanja u pravilu je kraće od razdoblja isključivanja.

Tiristorski krugovi

Tiristorski krugovi podijeljeni su u četiri kategorije:

1. U graničnim proizvodima postoji mogućnost prijelaza poluvodiča iz jednog položaja u drugi u prisutnosti određenog napona. To uključuje generatore oscilacija i regulatore faznog opterećenja.
2. Prekidači napajanja imaju malu snagu. Struja se raspršuje pomoću elemenata u sklopnom krugu u otvorenom stanju. U zatvorenom položaju struja nije dopuštena.
3. Prebacivanje istosmjernog napona sasvim je moguće kada se koriste uređaji velike snage. Postoji nekoliko načina za zatvaranje stavki koje se ne mogu otključati.
4. Neki eksperimentalni uređaji rade na poluvodičkim uređajima u prijelaznim fazama, gdje postoje područja s negativnom razinom otpora.

Kao zaključak

Najčešće se govori o principima tiristora za učenike specijaliziranih škola koje pripremaju stručnjake u području elektrotehnike. Međutim, ne šteti učenju informacija o dizajnu i radu univerzalnih poluvodičkih uređaja običnim ljudima koji su zainteresirani za projektiranje različitih električnih krugova.