Tyristor - princip činnosti, zařízení a řídicí obvod. Tyristory. Zařízení, princip činnosti, charakteristika proud-napětí

Tyristor je polovodičové zařízení navržené tak, aby fungovalo jako klíč. Má tři elektrody a p-n-p-n strukturu čtyř polovodičových vrstev. Elektrody se označují jako anoda, katoda a řídicí elektroda. Struktura p-n-p-n je funkčně podobná nelineárnímu rezistoru, který je schopen nabývat dvou stavů:

• s velmi vysokým odporem, vypnuto;
• s velmi malým odporem.

Druhy

Na přiloženém tyristoru je udržováno napětí asi jeden nebo několik voltů, které se mírně zvyšuje s rostoucím proudem, který jím protéká. V závislosti na typu proudu a napětí aplikovaného na elektrický obvod s tyristorem se v něm používá jedna ze tří moderních odrůd těchto polovodičových zařízení. Práce na stejnosměrný proud:

• včetně trinistorů;
• tři typy uzamykatelných tyristorů, označované jako

Triaky fungují na střídavý a stejnosměrný proud. Všechny tyto tyristory obsahují řídící elektrodu a další dvě elektrody, kterými protéká zátěžový proud. U trinistorů a uzamykatelných tyristorů jsou to anoda a katoda, u triaků je název těchto elektrod z důvodu správného určení vlastností řídicího signálu přiváděného na řídicí elektrodu.

Přítomnost struktury p-n-p-n v tyristoru umožňuje podmíněně jej rozdělit na dvě oblasti, z nichž každá je bipolární tranzistor s odpovídající vodivostí. Tyto propojené tranzistory jsou tedy ekvivalentem tyristoru, což je obvod na obrázku vlevo. Jako první se na trhu objevily trinistory.

Vlastnosti a charakteristiky

Ve skutečnosti se jedná o analog samosvorného relé s jedním normálně otevřeným kontaktem, jehož roli hraje polovodičová struktura umístěná mezi anodou a katodou. Rozdíl od relé je v tom, že pro toto polovodičové zařízení lze použít několik způsobů zapínání a vypínání. Všechny tyto metody jsou vysvětleny tranzistorovým ekvivalentem trinistoru.

Dva ekvivalentní tranzistory jsou pokryty pozitivní zpětnou vazbou. Výrazně zesiluje jakékoli změny proudu v jejich polovodičových přechodech. Proto existuje několik typů vlivu na elektrody trinistoru pro jeho zapínání a vypínání. První dva způsoby umožňují zapnout anodu.

• Pokud se zvýší napětí na anodě, při jeho určité hodnotě se začnou projevovat účinky počínajícího rozpadu polovodičových struktur tranzistorů. Počáteční proud, který se objeví, se lavinovitě zvýší kladnou zpětnou vazbou a oba tranzistory se zapnou.
• Při dostatečně rychlém nárůstu napětí na anodě se nabijí mezielektrodové kapacity, které jsou přítomny v jakýchkoli elektronických součástkách. Zároveň se v elektrodách objevují nabíjecí proudy těchto kapacit, které jsou zachycovány kladnou zpětnou vazbou a vše končí zařazením trinistoru.

Pokud nedochází k žádným výše uvedeným změnám napětí, k sepnutí obvykle dojde proudem báze ekvivalentního n-p-n tranzistoru. Trinistor můžete vypnout jedním ze dvou způsobů, které se také stanou jasnými díky interakci ekvivalentních tranzistorů. Pozitivní zpětná vazba v nich funguje, počínaje určitými hodnotami proudů tekoucích ve struktuře p-n-p-n. Pokud je hodnota proudu nižší než tyto hodnoty, pozitivní zpětná vazba bude fungovat pro rychlé vymizení proudů.

Dalším způsobem, jak vypnout, je přerušit kladnou zpětnou vazbu napěťovým impulsem, který obrátí polaritu na anodě a katodě. Při takovém nárazu se obrátí směr proudů mezi elektrodami a trinistor se vypne. Protože jev fotoelektrického jevu je charakteristický pro polovodičové materiály, existují foto- a optotyristory, u kterých může být zahrnutí způsobeno osvětlením buď přijímacího okna nebo LED v případě tohoto polovodičového zařízení.

Existují také tzv. dinistory (neřízené tyristory). V těchto polovodičových zařízeních konstruktivně neexistuje žádná řídicí elektroda. V jádru se jedná o trinistor s jedním chybějícím výstupem. Jejich stav tedy závisí pouze na napětí anody a katody a nelze je zapnout řídicím signálem. Jinak jsou procesy v nich podobné jako u běžných trinistorů. Totéž platí pro triaky, což jsou v podstatě dva paralelně zapojené trinistory. Proto se používají k ovládání střídavého proudu bez přídavných diod.

Uzamykatelné tyristory

Pokud jsou určitým způsobem oblasti struktury p-n-p-n provedeny v blízkosti bází ekvivalentních tranzistorů, je možné dosáhnout úplné řiditelnosti tyristoru ze strany řídicí elektrody. Tato konstrukce struktury p-n-p-n je znázorněna na obrázku vlevo. Takový tyristor lze zapínat a vypínat vhodnými signály kdykoliv jejich přiložením na řídicí elektrodu. Ostatní způsoby spínání aplikované na trinistory jsou vhodné i pro uzamykatelné tyristory.

Tyto metody se však nevztahují na taková polovodičová zařízení. Některá obvodová řešení je naopak vylučují. Cílem je dosáhnout spolehlivého zapínání a vypínání pouze řídící elektrodou. To je nezbytné pro použití takových tyristorů ve vysoce výkonných vysokofrekvenčních měničích. GTO pracují na frekvencích až 300 Hz, zatímco IGCT jsou schopny výrazně vyšších frekvencí, až 2 kHz. Jmenovité proudy mohou být několik tisíc ampér a napětí může být několik kilovoltů.

Porovnání různých tyristorů je uvedeno v tabulce níže.

Tyristory jsou vyráběny pro široký rozsah proudů a napětí. Jejich konstrukce je dána velikostí konstrukce p-n-p-n a potřebou získat z ní spolehlivý odvod tepla. Moderní tyristory, stejně jako jejich označení na elektrických obvodech, jsou zobrazeny na obrázcích níže.

♦ Jak jsme již zjistili, tyristor je polovodičová součástka, která má vlastnosti elektrického ventilu. Tyristor se dvěma výstupy (A - anoda, K - katoda) , to je dinistor. Tyristor se třemi vodiči (A - anoda, K - katoda, Ue - řídící elektroda) , jedná se o trinistor, nebo se mu v běžném životě říká jednoduše tyristor.

♦ Pomocí řídicí elektrody (za určitých podmínek) je možné měnit elektrický stav tyristoru, tj. převádět jej ze stavu „vypnuto“ do stavu „zapnuto“.
Tyristor se otevře, pokud přivedené napětí mezi anodou a katodou překročí hodnotu U = Up, tedy velikost průrazného napětí tyristoru;
Tyristor lze otevřít i při napětí menším než Up mezi anodou a katodou (U< Uпр) , pokud je mezi řídící elektrodu a katodu přiveden napěťový impuls s kladnou polaritou.

♦ Tyristor může být v otevřeném stavu tak dlouho, jak je potřeba, pokud je na něj přivedeno napájecí napětí.
Tyristor lze uzavřít:

• - pokud snížíte napětí mezi anodou a katodou až U = 0;
• - pokud snížíte anodový proud tyristoru na hodnotu menší než přídržný proud Iud.
• - přivedením blokovacího napětí na řídicí elektrodu (pouze u uzamykatelných tyristorů).

Tyristor může být také v zavřeném stavu, jak dlouho chcete, dokud nepřijde spouštěcí impuls.
Tyristory a dinistory pracují ve stejnosměrných i střídavých obvodech.

Práce dinistoru a tyristoru ve stejnosměrných obvodech.

Podívejme se na praktické příklady.
První příklad použití dinistoru je generátor relaxačních tónů .

Používáme jako dinistor KN102A-B.

♦ Generátor funguje následovně.
Když stisknete tlačítko Kn, přes odpory R1 a R2 kondenzátor se postupně nabíjí S(+ baterie - sepnuté kontakty tlačítka Kn - odpory - kondenzátor C - mínus baterie).
Ke kondenzátoru je paralelně připojen řetězec telefonní kapsle a dinistoru. Telefonní kapslí a dinistorem neprotéká žádný proud, protože dinistor je stále „uzamčen“.
♦ Když kondenzátor dosáhne napětí, při kterém dinistor prorazí, projde cívkou telefonní kapsle (C - telefonní cívka - dinistor - C) proudový impuls vybíjecího kondenzátoru. Z telefonu se ozývá cvaknutí, kondenzátor je vybitý. Poté se kondenzátor C znovu nabije a proces se opakuje.
Frekvence opakování kliknutí závisí na kapacitě kondenzátoru a hodnotě odporu rezistorů. R1 a R2.
♦ S hodnotami napětí, rezistorů a kondenzátoru uvedenými na diagramu lze frekvenci audio signálu měnit pomocí rezistoru R2 v rámci 500 – 5000 hertz. Telefonní kapsle musí být používána s nízkoodporovou cívkou 50-100 ohmů, už ne, například telefonní kapsle TK-67-N.
Kapsle telefonu musí být zapnuta se správnou polaritou, jinak nebude fungovat. Na kapsli je označení + (plus) a - (mínus).

♦ Toto schéma (obrázek 1) má jednu nevýhodu. Vzhledem k velkému rozptylu parametrů dinistoru KN102(jiné průrazné napětí), v některých případech bude nutné zvýšit napětí napájecího zdroje na 35-45 voltů což není vždy možné nebo pohodlné.

Ovládací zařízení sestavené na tyristoru pro zapínání a vypínání zátěže jediným tlačítkem je znázorněno na obrázku 2.

Zařízení funguje následovně.
♦ Ve výchozím stavu je tyristor uzavřen a lampa zhasnutá.
Stiskněte tlačítko Kn pro 1-2 sekundy. Kontakty tlačítka se otevřou, tyristorový katodový obvod se přeruší.

V tomto okamžiku kondenzátor S nabíjené ze zdroje přes rezistor R1. Napětí na kondenzátoru dosáhne hodnoty U zdroj energie.
Uvolněte tlačítko Kn.
V tomto okamžiku se kondenzátor vybije přes obvod: rezistor R2 - tyristorová řídicí elektroda - katoda - sepnuté kontakty tlačítka Kn - kondenzátor.
V obvodu řídicí elektrody, tyristoru, poteče proud "otevře".
Žárovka se rozsvítí a podél obvodu: plus baterie - zátěž ve formě žárovky - tyristor - uzavřené kontakty tlačítka - baterie mínus.
V tomto stavu bude okruh neomezeně dlouhý .
V tomto stavu je kondenzátor vybit: rezistor R2, přechodová řídicí elektroda - tyristorová katoda, tlačítkové kontakty Kn.
♦ Chcete-li lampu vypnout, krátce stiskněte tlačítko Kn. V tomto případě je přerušen hlavní napájecí obvod žárovky. Tyristor "zavírání". Když jsou kontakty tlačítka sepnuté, tyristor zůstane v sepnutém stavu, protože na řídicí elektrodě tyristoru Uynp = 0(kondenzátor je vybitý).

Testoval jsem a spolehlivě pracoval v tomto obvodu různé tyristory: KU101, T122, KU201, KU202, KU208 .

♦ Jak již bylo zmíněno, dinistor a tyristor mají svůj vlastní tranzistorový analog .

Tyristorový analogový obvod se skládá ze dvou tranzistorů a je zobrazen na obr. 3.
Tranzistor Tr 1 má p-n-p vodivost, tranzistor Tr 2 má n-p-n vodivost. Tranzistory mohou být buď germaniové nebo křemíkové.

Tyristorový analog má dva řídicí vstupy.
První vstup: A - Ue1(emitor - báze tranzistoru Tr1).
Druhý záznam: K - Ue2(emitor - báze tranzistoru Tr2).

Analog má: A - anodu, K - katodu, Ue1 - první řídicí elektrodu, Ue2 - druhou řídicí elektrodu.

Pokud se nepoužijí řídící elektrody, tak to bude dinistor, s elektrodami A - anoda a K - katoda .

♦ Dvojice tranzistorů, pro analog tyristoru, musí být zvolena se stejným výkonem s proudem a napětím vyšším, než je nutné pro provoz zařízení. Tyristorové analogové parametry (průrazné napětí Unp, přídržný proud Iyd) , bude záviset na vlastnostech použitých tranzistorů.

♦ Pro stabilnější analogový provoz jsou do obvodu přidány odpory R1 a R2. A s odporem R3 průrazné napětí lze upravit Up a udržující proud Iyd analog dinistoru - tyristoru. Je znázorněno schéma takového analogu na obr. 4.

Pokud je v obvodu generátoru zvukové frekvence (obrázek 1), místo dinistor KN102 zapněte analog dinistoru, získáte zařízení s jinými vlastnostmi (obr. 5) .

Napájecí napětí takového obvodu bude 5 až 15 voltů. Změna hodnot rezistoru R3 a R5 můžete změnit tón zvuku a provozní napětí generátoru.

proměnný odpor R3 analogové průrazné napětí je zvoleno pro použité napájecí napětí.

Poté jej můžete nahradit pevným rezistorem.

Tranzistory Tr1 a Tr2: KT502 a KT503; KT814 a KT815 nebo jakékoli jiné.

♦ Zajímavé obvod regulátoru napětí s ochranou proti zkratu zátěže (obrázek 6).

Pokud zatěžovací proud překročí 1 ampér, ochrana bude fungovat.

Stabilizátor se skládá z:

• - ovládací prvek - zenerova dioda KS510, který definuje výstupní napětí;
• - akční člen-tranzistory KT817A, KT808A působí jako regulátor napětí;
• - jako snímač přetížení se používá odpor R4;
• - akční člen ochrany používá analog dinistoru na tranzistorech KT502 a KT503.

♦ Jako filtr na vstupu stabilizátoru je použit kondenzátor C1. odpor R1 je nastaven stabilizační proud zenerovy diody KS510, hodnota 5 - 10 mA. Napětí na zenerově diodě by mělo být 10 voltů.
Rezistor R5 nastavuje počáteční režim stabilizace výstupního napětí.

Rezistor R4 = 1,0 ohm, je zapojen do série se zátěžovým obvodem Čím větší je zátěžový proud, tím více napětí úměrného proudu se na ní uvolní.

V počátečním stavu, kdy je zátěž na výstupu stabilizátoru malá nebo deaktivovaná, je analog tyristoru uzavřen. Napětí 10 voltů, které je na něj přivedeno (ze zenerovy diody), nestačí k poruše. V tomto okamžiku pokles napětí na rezistoru R4 téměř nulová.
Pokud postupně zvyšujete zatěžovací proud, úbytek napětí na rezistoru se zvýší. R4. Při určitém napětí na R4 se analog tyristoru prolomí a napětí se ustaví mezi bodem Bod1 a společný drát, rovný 1,5 - 2,0 voltů.
Toto je přechodové napětí anoda-katoda otevřeného analogu tyristoru.

Současně se rozsvítí LED D1, signalizující stav nouze. Napětí na výstupu stabilizátoru se v tomto okamžiku bude rovnat 1,5 - 2,0 voltů.
Chcete-li obnovit normální provoz stabilizátoru, musíte vypnout zátěž a stisknout tlačítko Kn resetováním bezpečnostního zámku.
Na výstupu stabilizátoru bude opět napětí 9 voltů a LED zhasne.
Nastavení rezistoru R3, můžete zvolit vypínací proud ochrany od 1 ampéru a více . tranzistory T1 a T2 lze umístit na jeden radiátor bez izolace. Samotný radiátor je izolován od pouzdra.

Aby bylo možné jasně představit práci, je nutné poskytnout představu o podstatě práce tyristoru.

Řízený vodič sestávající ze čtyř polovodičových přechodů P-N-P-N. Jeho princip činnosti je podobný jako u diody a provádí se, když je do řídicí elektrody přiváděn elektrický proud.

Průchod proudu tyristorem je možný pouze tehdy, je-li anodový potenciál vyšší než katodový potenciál. Proud přes tyristor přestane procházet, když hodnota proudu klesne na uzavírací práh. Proud, který vstupuje do řídicí elektrody, neovlivňuje proud v hlavní části tyristoru a navíc nepotřebuje stálou podporu v základním stavu tyristoru, je nutné pouze tyristor otevřít.

Rozhodujících vlastností tyristoru je několik

V otevřeném stavu, příznivém pro vodivou funkci, je tyristor charakterizován následujícími indikátory:

• Pokles napětí, je definován jako prahové napětí pomocí vnitřního odporu.
• Maximální povolený proud do 5000 A, efektivní hodnota, typická pro nejvýkonnější komponenty.

V uzamčeném stavu tyristoru je to:

• Přímé maximální povolené napětí (vyšší než 5000A).
• Obecně jsou hodnoty dopředného a zpětného napětí stejné.
• Doba blokování nebo doba s minimální hodnotou, během které není tyristor ovlivněn kladnou hodnotou anodového napětí vůči katodě, jinak se tyristor samovolně odblokuje.
• Řídicí proud vlastní otevřené hlavní části tyristoru.

Existují tyristory určené pro nízkofrekvenční obvody a vysokofrekvenční obvody. Jedná se o tzv. vysokorychlostní tyristory, jejich rozsah je dimenzován na několik kilohertzů. Vysokorychlostní tyristory se vyznačují použitím nestejného dopředného a zpětného napětí.

Pro zvýšení hodnoty konstantního napětí

Rýže. Č.1. Celkové a připojovací rozměry a výkres tyristoru. m 1, m 2 - kontrolní body, na kterých se měří pulzní napětí v otevřeném stavu. L 1 min - nejmenší vzduchová mezera (vzdálenost) ve vzduchu mezi vývody anody a řídící elektrodou; L 2 min – minimální vzdálenost délky průchodu proudu úniky mezi závěry.

Druhy tyristorů

• - diodový tyristor, má dva výstupy anodu a katodu.
• Trinistor - triodový tyristor je vybaven přídavnou řídicí elektrodou.
• Triak je symetrický tyristor, je to antisériové zapojení tyristorů, má schopnost propouštět proud v propustném i zpětném směru.

Rýže. č. 2 Struktura (a) a proudově napěťová charakteristika (CVC) tyristoru.

Tyristory jsou určeny pro práci v obvodech s různými frekvenčními limity, v běžné aplikaci lze tyristory připojit k diodám, které jsou zapojeny opačně, této vlastnosti se využívá ke zvýšení konstantního napětí, které součástka snese ve vypnutém stavu. Pro pokročilé obvody použijte tyristorGTO (brána otočit se oee - uzamykatelný tyristor), je plně ovladatelný. K jeho uzamčení dochází podél řídicí elektrody. Použití tyristorů tohoto druhu našlo uplatnění ve velmi výkonných měničích, protože mohou propouštět vysoké proudy.

Pište komentáře, doplnění článku, možná mi něco uniklo. Mrkněte na , budu rád, když na mě najdete něco dalšího užitečného.

Tyristor - elektronická součástka vyrobená na bázi polovodičových materiálů, může sestávat ze tří nebo více p-n přechodů a má dva stabilní stavy: uzavřený (nízká vodivost), otevřený (vysoká vodivost).

Jedná se o suchou formulaci, která je pro ty, kteří právě začínají mistr elektrotechniky Wow, neříká absolutně nic. Podívejme se na princip fungování této elektronické součástky pro běžné lidi, takříkajíc pro figuríny, a kde ji lze uplatnit. Ve skutečnosti se jedná o elektronickou obdobu spínačů, které používáte každý den.

Existuje mnoho typů těchto prvků s různými vlastnostmi a aplikacemi. Zvažte konvenční jednočinný tyristor.

Způsob označení na diagramech je znázorněn na obrázku 1.

Elektronický prvek má následující piny:

• anodová kladná svorka;
• katodový záporný terminál;
• řídící elektroda G.

Princip činnosti tyristoru

Hlavní aplikací tohoto typu prvků je vytvoření na jejich bázi výkonových tyristorových spínačů pro spínání vysokých proudů a jejich regulace. Zapínání se provádí signálem přenášeným na řídící elektrodu. V tomto případě není prvek plně ovladatelný a pro jeho uzavření je nutné aplikovat další opatření, která zajistí pokles napětí na nulu.

Pokud mluvíme o tom, jak tyristor funguje jednoduše, pak analogicky s diodou může vést proud pouze jedním směrem, takže při jeho připojení je třeba dbejte na správnou polaritu. Když je na anodu a katodu přivedeno napětí, tento prvek zůstane uzavřený, dokud nebude na řídicí elektrodu přiveden odpovídající elektrický signál. Nyní, bez ohledu na přítomnost nebo nepřítomnost řídicího signálu, nezmění svůj stav a zůstane otevřený.

Podmínky uzavírací tyristor:

1. Odstraňte signál z řídicí elektrody;
2. Snižte napětí na katodě a anodě na nulu.

U AC sítí nezpůsobuje splnění těchto podmínek žádné zvláštní potíže. Sinusové napětí, měnící se z jedné hodnoty amplitudy na druhou, klesá na nulu, a pokud v tomto okamžiku není žádný řídicí signál, tyristor se uzavře.

V případě použití tyristorů ve stejnosměrných obvodech pro nucené spínání (sepnutí tyristoru) se používá řada metod, nejčastější je použití kondenzátoru, který byl předem nabit. Obvod kondenzátoru je připojen k řídicímu obvodu tyristoru. Při zapojení kondenzátoru do obvodu dojde k výboji do tyristoru, vybíjecí proud kondenzátoru bude směřovat proti stejnosměrnému proudu tyristoru, což povede k poklesu proudu v obvodu na nulu a tyristor se zavře.

Možná si říkáte, že použití tyristorů je neopodstatněné, není jednodušší použít běžný klíč? Obrovským plusem tyristoru je, že umožňuje spínat obrovské proudy v obvodu anoda-katoda pomocí zanedbatelného řídicího signálu přivedeného do řídicího obvodu. V tomto případě nedochází k jiskření, což je důležité pro spolehlivost a bezpečnost celého okruhu.

Schéma spínání

Řídicí obvod může vypadat jinak, ale v nejjednodušším případě má spínací obvod tyristorového spínače tvar znázorněný na obrázku 2.

Žárovka připojená k anodě L a kladná svorka napájecího zdroje G je k ní připojena spínačem K2. B. Katoda je připojena k zápornému pólu napájecího zdroje.

Po přivedení napájení spínačem K2 bude na anodu a katodu přivedeno napětí baterie, ale tyristor zůstane sepnutý, světlo nesvítí. Pro rozsvícení lampy je nutné stisknout tlačítko K1, signál přes odpor R bude přiveden na řídící elektrodu, tyristorový klíč změní svůj stav na otevřeno a lampa se rozsvítí. Odpor omezuje proud přiváděný do hradlové elektrody. Opětovné stisknutí tlačítka K1 nemá žádný vliv na stav obvodu.

Chcete-li zavřít elektronický klíč, musíte odpojit obvod od zdroje napájení spínačem K2. Tento typ elektronických součástek se sepne a v případě poklesu napájecího napětí na anodě na určitou hodnotu, která závisí na její charakteristice. Takto lze popsat, jak funguje tyristor pro figuríny.

Charakteristika

Mezi hlavní charakteristiky patří následující:

Uvažované prvky, s výjimkou elektronických klíčů, se často používají v regulátorech výkonu, které umožňují měnit výkon dodávaný do zátěže změnou průměrných a efektivních hodnot střídavého proudu. Hodnota proudu je regulována změnou okamžiku, kdy je na tyristor přiveden otevírací signál (změnou úhlu otevření). Úhel otevření (regulace) je doba od začátku půlcyklu do otevření tyristoru.

Datové typy elektronických součástek

Existuje mnoho různých typů tyristorů, ale nejběžnější, kromě těch, které jsme diskutovali výše, jsou následující:

• dinistorový prvek, k jehož spínání dochází při dosažení určité hodnoty napětí přiváděného mezi anodu a katodu;
• triak;
• optotyristor, jehož spínání se provádí světelným signálem.

triaky

U triaků bych se rád zastavil podrobněji. Jak již bylo zmíněno dříve, tyristory mohou vést proud pouze v jednom směru, takže při instalaci do střídavého obvodu takový obvod reguluje jeden půlcyklus síťového napětí. Pro regulaci obou půlcyklů je nutné osadit další tyristor do antiparalelu nebo aplikovat speciální obvody pomocí výkonných diod nebo diodových můstků. To vše obvod komplikuje, činí jej těžkopádným a nespolehlivým.

Právě pro takové případy byl vynalezen triak. Povíme si o tom a o principu práce pro figuríny. Hlavní rozdíl mezi triaky z prvků diskutovaných výše spočívá ve schopnosti procházet proud v obou směrech. Ve skutečnosti se jedná o dva tyristory se společným řízením, zapojené antiparalelně (obrázek 3 A).

Symbolické grafické označení této elektronické součástky je na Obr. 3 V. Je třeba poznamenat, že by nebylo správné nazývat napájecí vodiče anodou a katodou, protože proud může být veden libovolným směrem, proto jsou označeny T1 a T2. Řídicí elektroda je označena G. Pro otevření triaku je nutné přivést řídicí signál na odpovídající výstup. Podmínky pro přechod triaku z jednoho stavu do druhého a zpět v AC sítích se neliší od výše diskutovaných způsobů řízení.

Tento typ elektronických součástek se používá ve výrobním sektoru, domácích spotřebičích a elektrickém nářadí pro plynulou regulaci proudu. Toto ovládání elektromotorů, topných těles, nabíječek.

Závěrem bych chtěl říci, že jak tyristory, tak triaky, spínající významné proudy, mají velmi skromné ​​rozměry, přičemž se na jejich pouzdro uvolňuje značný tepelný výkon. Jednoduše řečeno, velmi se zahřívají, takže k ochraně prvků před přehřátím a tepelným průrazem se používá chladič, což je v nejjednodušším případě hliníkový radiátor.

Tyristor. Zařízení, účel.

Tyristor je řízené tříelektrodové polovodičové zařízení se třemi p–n-přechody, který má dva stabilní stavy elektrické rovnováhy: uzavřený a otevřený.

Tyristor kombinuje funkce usměrňovače, spínače a zesilovače. Často se používá jako regulátor, hlavně když je obvod napájen střídavým napětím. Následující body odhalují tři hlavní vlastnosti tyristoru:

1 tyristor, stejně jako dioda, vede proud v jednom směru a působí jako usměrňovač;

2 tyristor se přepne z vypnutého do zapnutého stavu při přivedení signálu na řídicí elektrodu, a proto má jako spínač dva stabilní stavy.

3 řídicí proud potřebný k převedení tyristoru z "zavřeného" stavu do "otevřeného" stavu je mnohem menší (několik miliampérů) při provozním proudu několik ampér a dokonce několik desítek ampér. Proto má tyristor vlastnosti proudového zesilovače;

Zařízení a hlavní typy tyristorů

Rýže. 1. Tyristorové obvody: a) Hlavní čtyřvrstvé p-n-p-n-struktura b) Diodový tyristor c) Triodový tyristor.

Hlavní schéma struktury tyristoru je znázorněno na Obr. 1. Jedná se o čtyřvrstvou polovodičovou strukturu p-n-p-n, obsahující tři sériově zapojené pn-přechod J1, J2, J3. Kontakt na externí p-vrstva se nazývá anoda, k vnější n-vrstva - katoda. Obecně p-n-p-n- zařízení může mít až dvě řídicí elektrody (základny) připevněné k vnitřním vrstvám. Přivedením signálu na řídící elektrodu je řízen tyristor (mění se jeho stav). Nazývá se zařízení bez řídicích elektrod diodový tyristor nebo dinistor. Taková zařízení jsou řízena napětím aplikovaným mezi hlavní elektrody. Nazývá se zařízení s jednou řídící elektrodou triodový tyristor nebo trinistor(někdy jen tyristor, i když to není úplně správně). Podle toho, ke které vrstvě polovodiče je řídicí elektroda připojena, jsou trinistory řízeny anodou a katodou. Poslední jmenované jsou nejběžnější.

Zařízení popsaná výše se dodávají ve dvou variantách: procházející proud v jednom směru (od anody ke katodě) a procházející proud v obou směrech. V druhém případě jsou volána odpovídající zařízení symetrický(protože jejich CVC je symetrické) a obvykle mají pětivrstvou polovodičovou strukturu. Symetrický trinistor také zvaný triak nebo triak(z angličtiny triak). Je třeba poznamenat, že místo symetrické dinistory, často se používají jejich integrální analogy s lepšími parametry.

Tyristory s řídící elektrodou se dělí na uzamykatelné a neuzamykatelné. Nevypínací tyristory, jak název napovídá, nelze vypnout signálem přivedeným na řídicí elektrodu. Takové tyristory se uzavřou, když jimi protékající proud bude menší než přídržný proud. V praxi k tomu obvykle dochází na konci půlvlny síťového napětí.

Tyristorová proudově-napěťová charakteristika

Rýže. 2. Proudově-napěťová charakteristika tyristoru

Typický CVC tyristoru, který vede v jednom směru (s řídicími elektrodami nebo bez nich), je znázorněn na obrázku 2. Má několik částí:

· Mezi body 0 a (Vvo, IL) je úsek odpovídající vysokému odporu zařízení - přímé blokování (spodní větev).

· V bodě Vvo je tyristor zapnut (bod sepnutí dinistoru do zapnutého stavu).

· Mezi body (Vv, IL) a (Vn, In) je úsek se záporným rozdílovým odporem - nestabilní oblast přepínání do zapnutého stavu. Při použití potenciálového rozdílu mezi anodou a katodou tyristoru s přímou polaritou je větší než Vno, je tyristor odblokován (dinistorový efekt).

Úsek od bodu se souřadnicemi (Vn, In) a výše odpovídá otevřenému stavu (přímé vedení)

V grafu jsou znázorněny I–V charakteristiky s různými řídicími proudy (proudy na řídicí elektrodě tyristoru) IG (IG=0; IG>0; IG>>0), přičemž čím větší je proud IG, tím nižší je napětí Vbo , tyristor přejde do vodivého stavu

· Tečkovaná čára označuje tzv. „usměrňovací zapínací proud“ (IG>>0), při kterém se tyristor stane vodivým při minimálním anodově-katodovém napětí. Pro převedení tyristoru zpět do nevodivého stavu je nutné snížit proud v obvodu anoda-katoda pod usměrňovací zapínací proud.

· Část mezi 0 a Vbr popisuje režim zpětného uzamčení zařízení.

Proudově napěťová charakteristika symetrických tyristorů se liší od charakteristiky znázorněné na Obr. 2 tím, že křivka ve třetí čtvrtině grafu opakuje úseky 0-3 symetricky vzhledem k počátku.

Podle typu nelinearity CVC je tyristor klasifikován jako S-zařízení.