Чем отличается тиристор от транзистора: Чем отличается тиристор от транзистора

В чем отличие работы тиристора и транзистора? — Радиомастер инфо

Транзисторы – распространенные полупроводниковые радиоэлементы. На их основе делают большинство электронных схем, а также микросхем. Главное их свойство – способность усиливать электрические сигналы. Изменяя слабый сигнал на управляющем электроде транзистора, можно управлять усиленным выходным сигналом. Есть еще довольно распространенный вид полупроводниковых радиоэлементов — тиристоры. Они тоже имеют управляющий электрод, но управление выходным сигналом в принципе отличается от транзисторов. В этой небольшой статье путем сравнения рассмотрены эти различия.

За основу возьмем простую схему с лампочкой. Коммутируя малый ток в цепи управляющего электрода будем управлять в разы большим током лампочки.

Вот как выглядит эта схема на транзисторе и на тиристоре:

Рассмотрим, как можно управлять свечением лампочки в схеме на транзисторе. При наличии питания и замыкании выключателя S1 на управляющий электрод транзистора (базу) будет подано отпирающее напряжение и при условии достаточной величины тока (определяется величиной сопротивления в базе) транзистор откроется, лампочка загорится.

Изменяя величину тока в базе с помощью переменного сопротивления, мы можем открывать транзистор больше или меньше, меняя таким образом яркость свечения лампочки. Последовательно с переменным сопротивлением стоит постоянное для того, чтобы при нулевом сопротивлении переменного сопротивления ток базы не превысил допустимое значение и транзистор не вышел из строя. Выключить лампочку мы можем, разомкнув выключатель S1.

Теперь рассмотрим, как можно управлять свечением лампочки в схеме, выполненной на тиристоре.

При наличии питания и замыкании выключателя S2 на управляющий электрод тиристора будет подано отпирающее напряжение и при условии достаточной величины тока (определяется величиной сопротивления в цепи управляющего электрода) тиристор откроется, лампочка загорится. А вот теперь главное отличие. Мы не можем изменять яркость лампочки изменяя сопротивление в цепи управляющего электрода. Более того, мы можем вообще разомкнуть выключатель S2 и лампочка будет светиться, но только в том случае, если ток лампочки протекающий через открытый тиристор будет больше определенного значения, называемого током удержания. Он у каждого типа тиристора свой. Чем мощнее тиристор, тем большее значение тока удержания. Погасить лампочку мы можем, только уменьшив ток через анод-катод тиристора до значения меньше тока удержания или разомкнув выключатель S3 (что равносильно току удержания равном 0).

Это главная особенность применения тиристоров и главное их отличие от транзисторов.

Другими словами, тиристор может быть или полностью открыт, или полностью закрыт. Это и достоинство, и недостаток. Достоинство в том, что падение напряжения небольшое и потери ниже, чем, например, у наполовину открытого транзистора. Недостаток в том, что схема управления усложняется.

Тиристоры проще использовать в цепях переменного тока. Мы должны открывать тиристор каждую полуволну при ее нарастании. Когда полуволна спадает, тиристор сам закроется. Задерживая время открывания при приходе полуволны, мы меняем время открытого состояния тиристора и, следовательно, значение тока в нагрузке.

Как пример, рассмотрим питание схемы на тиристоре от источника переменного напряжения.

Теперь, при замыкании выключателя лампочка будет гореть, а при размыкании, гаснуть. Как видно из осциллограммы, каждую полуволну, в ее конце ток приближается к 0. Если выключатель S2 разомкнут, то с приходом новой полуволны тиристор не откроется.

Отсюда вывод.

Тиристоры целесообразно использовать в цепях переменного или импульсного напряжения (тока). При этом на управляющий электрод достаточно подать короткий отпирающий импульс. Закроется тиристор сам, после окончания импульса в нагрузке. При приходе следующего импульса в нагрузке на управляющий электрод снова нужно подавать отпирающий импульс и так далее.

Материал статьи продублирован на видео:

Транзистор и тиристор отличие — Яхт клуб Ост-Вест

§ 156. ТИРИСТОРЫ

Наряду с полупроводниковыми диодами и транзисторами в технике все шире используют управляемые полупроводниковые приборы с четырехслойной р-n-р-n структурой, называемые тири­сторами.

По внутренней структуре тиристоры отличаются от транзисто­ров тем, что вместо трех в них имеются четыре полупроводниковых слоя с тремя электронно-дырочными переходами (рис. 220).

К р-области анода А прилегает относи­тельно широкая область базы с элек­тронной проводимостью, за ней — тон­кая базовая область с дырочной прово­димостью, к которой присоединен вывод управляющего электрода УЭ, и область катода К с электронной прово­димостью. Слои наращиваются обычно на тонкой кремниевой пластинке мето­дом диффузии и вплавления.

При приложении к тиристору пря­мого напряжения Е переходы П1 и П3 окажутся открытыми (проводящими), а на переходе П2 будет обратное сме­щение. Поэтому действие тиристора можно заменить эквивалентным дей­ствием комбинации из двух транзисто­ров: транзистора типа р-n-р с эмиттерным переходом П1 и коллекторным П2 и транзистора типа n-р-n, имеющего

тот же коллекторный переход П2 и эмиттерный — П3. Соединение обоих транзисторов показано на рис. 221.

Из эквивалентной схемы видно, что ток коллектора транзистора типа р-n-р одновременно является током базы, отпирающим тран­зистор n-р-n, а коллекторный ток последнего — базовым током, отпирающим транзистор типа р-n -р.

При увеличении прямого напряжения батареи с, подаваемого на ти­ристор, небольшое приращение тока в цепи эмиттера транзистора типа р-n-р ΔIэ1 вы­зовет приращение тока в цепи коллектора этого же транзистора ΔIк1, что, в свою очередь, приводит к увеличению коллек­торного тока сопряженного транзистора ΔIк2 , а также коллекторного транзистора типа р-n-р ΔIк1. Далее процесс продол­жается, и ток эквивалентных транзисто­ров возрастает.

Наличие третьего вывода УЭ тиристоров значительно облегчает управляемость прибора. Увеличение тока в цепи тиристора может быть достигнуто независимо от величины приложенного напряжения путем введения дополнительного тока через управляющий электрод в одну из базовых областей структу­ры. Ток в цепи управляющего электрода, складываясь с общим током прибора, вызовет увеличение коэффициента усиления по току транзистора р-n-р типа, в результате чего начнется лавинное нара­стание тока в цепи.

После отпирания тиристора за счет тока в цепи управляющего электрода управляющее действие его прекращается. Запирание ти­ристора может быть осуществлено путем изменения полярности напряжения на аноде или уменьшения тока, протекающего через прибор до значения, называемого током «удержания».

Из сказанного следует, что работа управляемого полупроводни­кового прибора подобна работе тиратрона, в котором управление включением анодной цепи выполняется подачей напряжения зажигания на сетку лампы.

По сравнению с тиратроном тиристоры имеют меньший вес и габариты, обладают большой механической прочностью и значи­тельно большим коэффициентом полезного действия. Тиристор мо­жет работать при более низких напряжениях питания.

Тиристоры обладают рядом преимуществ и перед мощными, транзисторами. Они могут работать при очень больших токах и более высоких обратных напряжениях.

Существенным недостатком тиристоров является то, что они не могут быть выключены с помощью управляющего сигнала.

В настоящее время тиристоры применяют в основном в устрой­ствах электропитания в качестве выпрямителей, преобразователей энергии, частотных преобразователей, в устройствах защиты элек­тронной аппаратуры.

Тиристоры относятся к полупроводниковым приборам структуры p-n-p-n, и принадлежат, по сути, к особому классу биполярных транзисторов, четырехслойных, трех (и более) переходных приборов с чередующейся проводимостью.

Устройство тиристора позволяет ему работать подобно диоду, то есть пропускать ток лишь в одном направлении.

И также как у полевого транзистора, у тиристора имеется управляющий электрод. При этом как диод, тиристор имеет особенность, – без инжекции неосновных рабочих носителей заряда через управляющий электрод он не перейдет в проводящее состояние, то есть не откроется.

Упрощенная модель тиристора позволяет нам понять, что управляющий электрод здесь аналогичен базе биполярного транзистора, однако имеется ограничение, которое заключается в том, что отпереть то тиристор с помощью этой базы можно, а вот запереть нельзя.

Тиристор, как и мощный полевой транзистор, конечно может коммутировать значительные токи. И в отличие от полевых транзисторов, мощности, коммутируемые тиристорами, могут исчисляться мегаваттами при высоких рабочих напряжениях. Но имеют тиристоры один серьезный недостаток — значительное время выключения.

Для того чтобы запереть тиристор, необходимо прервать или сильно уменьшить его прямой ток на достаточно продолжительное время, за которое неравновесные основные рабочие носители заряда, электронно-дырочные пары, успели бы рекомбинировать или рассосаться. Пока не прерван ток, тиристор будет оставаться в проводящем состоянии, то есть будет продолжать вести себя как диод.

Схемы коммутации переменного синусоидального тока обеспечивают тиристорам подходящий режим работы — синусоидальное напряжение смещает переход в обратном направлении, и тиристор автоматически запирается. Но для поддержания работы прибора, на управляющий электрод необходимо в каждом полупериоде подавать отпирающий управляющий импульс.

В схемах с питанием на постоянном токе прибегают к дополнительным вспомогательным схемам, функция которых — принудительно снизить анодный ток тиристора, и вернуть его в запертое состояние. А поскольку при запирании рекомбинируют носители заряда, то и скорость переключения тиристора сильно ниже, чем у мощного полевого транзистора.

Если сравнить время полного закрытия тиристора с временем полного закрытия полевого транзистора, то разница достигает тысяч раз: полевому транзистору чтобы закрыться нужно несколько наносекунд (10-100 нс), а тиристору требуется несколько микросекунд (10-100 мкс). Почувствуйте разницу.

Конечно, есть области применения тиристоров, где полевые транзисторы не выдерживают конкуренции с ними. Для тиристоров практически нет ограничений в предельно допустимой коммутируемой мощности — это их преимущество.

Тиристоры управляют мегаваттами мощности на больших электростанциях, в промышленных сварочных аппаратах они коммутируют токи в сотни ампер, а также традиционно управляют мегаваттными индукционными печами на сталелитейных заводах. Здесь полевые транзисторы никак не применимы. В импульсных же преобразователях средней мощности полевые транзисторы выигрывают.

Долгое выключение тиристора, как говорилось выше, объясняется тем, что будучи включенным, он требует для выключения снятия коллекторного напряжения, и подобно биполярному транзистору, у тиристора уходит конечное время на рекомбинацию или удаление неосновных носителей.

Проблемы, которые вызывают тиристоры в связи с этой своей особенностью, связаны прежде всего с невозможностью переключения с высокими скоростями, как это могут делать полевые транзисторы. А еще перед подачей на тиристор коллекторного напряжения, тиристор должен обязательно быть закрытым, иначе неизбежны коммутационные потери мощности, полупроводник чрезмерно при этом нагреется.

Иначе говоря, предельное dU/dt ограничивает быстродействие. График зависимости рассеиваемой мощности от тока и времени включения иллюстрирует эту проблему. Высокая температура внутри кристалла тиристора может не только вызвать ложное срабатывание, но и помешать переключению.

В резонансных инверторах на тиристорах проблема запирания решается сама собой, там выброс напряжения обратной полярности приводит к запиранию тиристора, при условии, что воздействие это достаточно длительное.

Так выявляется главное преимущество полевых транзисторов перед тиристорами. Полевые транзисторы способны работать на частотах в сотни килогерц, и управление сегодня не является проблемой.

Тиристоры же будут надежно работать на частотах до 40 килогерц, ближе к 20 килогерцам. Это значит, что если бы в современных инверторах использовались тиристоры, то аппараты на достаточно высокую мощность, скажем, на 5 киловатт, получались бы весьма громоздкими.

В этом смысле полевые транзисторы способствуют тому, что инверторы получаются более компактными за счет меньшего размера и веса сердечников силовых трансформаторов и дросселей.

Чем выше частота, тем меньшего размера требуются трансформаторы и дроссели для преобразования одной и той же мощности, это знает каждый, кто знаком со схемотехникой современных импульсных преобразователей.

Безусловно, в некоторых применениях тиристоры оказываются очень полезными, например диммеры для регулировки яркости света, работающие на сетевой частоте 50 Гц, в любом случае выгоднее изготавливать на тиристорах, они получаются дешевле, чем если бы там применялись полевые транзисторы.

А в сварочных инверторах, например, выгоднее использовать полевые транзисторы, именно в силу простоты управления переключением и высокой скорости этого переключения. Кстати, при переходе с тиристорной схемы на транзисторную, несмотря на большую стоимость последних, из приборов исключаются лишние дорогостоящие компоненты.

Главная страница » Тиристоры и схемы коммутации мощной нагрузки

Тиристоры выступают твердотельными электронными устройствами, обладающими высокой скоростью коммутации. Эти приборы допустимо использовать для управления всевозможными маломощными электронными компонентами. Однако наряду с маломощной электроникой, посредством тиристоров успешно управляется силовое оборудование. Рассмотрим классические схемы включения тиристора под управление достаточно высокими нагрузками, например, электролампами, электромоторами, электрическими нагревателями и т. п.

Тиристор – краткий обзор полупроводника

Включение полупроводника в открытое состояние возможно путём подачи импульса пускового тока небольшой величины на управляющий электрод У.

Когда тиристор пропускает ток нагрузки в прямом направлении, электрод анода A является положительным по отношению к электроду катода K, с точки зрения регенеративной фиксации.

Как правило, триггерный импульс для электрода У должен иметь длительность в несколько микросекунд. Однако чем длиннее импульс, тем быстрее происходит внутренний лавинный пробой. Также увеличивается время открывания перехода. Но максимальный ток затвора превышать не допускается.

После переключения и полной проводки, падение напряжения на участке анод- катод держится постоянным на уровне около 1 вольта, при всех значениях анодного тока от нуля до номинального значения.

Тем не менее, следует помнить: как только полупроводник начинает проводить, этот процесс продолжается даже при отсутствии управляющего сигнала У.

Продолжается такое состояние до момента, когда ток анода уменьшится до величины меньше допустимо минимальной. Лишь на этом уровне и ниже происходит автоматическая блокировка перехода. Иначе работают лишь новые тиристоры структуры MCT.

Инновационная разработка в группе тиристоров. Управляемая структура MCT (MOSFET Controled thyristor): 1 — управление 1; 2 — анод; 3 — управление 2; 4 — катод; 5 — подложка металл; OFF-FET — канал типа n-канал; ON-FET — канал типа p-канал

Этот фактор показывает, что в отличие от биполярных транзисторов и полевых транзисторов, тиристоры, по сути, невозможно использовать для усиления или контролируемого переключения.

Таким образом, напрашивается логичный вывод: тиристоры как полупроводниковые приборы специально разработаны для использования в составе схем коммутации высокой мощности.

Эти полупроводники могут работать только в режиме переключения, где они действуют как открытый или закрытый коммутатор. Как только этот коммутатор срабатывает, он остаётся в состоянии проводника.

Поэтому в цепях постоянного напряжения и некоторых сильно индуктивных цепях переменного напряжения, значение тока необходимо искусственно уменьшать при помощи отдельного переключателя или схемы отключения.

Тиристор в цепи постоянного напряжения

При условии питания схемы постоянным напряжением, тиристор эффективен в качестве переключателя мощной нагрузки. Здесь прибор действует подобно электронной защелке, поскольку после активации остается в состоянии «включено», вплоть до сброса этого состояния вручную. Рассмотрим практическую схему.

Схема 1: КН1, КН2 — кнопки нажимные без фиксации; Л1 — нагрузка в виде лампы накаливания 100 Вт; R1, R2 — резисторы постоянные 470 Ом и 1 кОм

Эта простая схема включения/выключения применяется для управления лампой накаливания. Между тем схему вполне допустимо использовать в качестве коммутатора электродвигателя, нагревателя и любой другой нагрузки, рассчитанной на питание постоянным напряжением.

Здесь тиристор имеет прямое смещённое состояние перехода и включается в режим короткого замыкания нормально разомкнутой кнопкой КН1.

Эта кнопка соединяет управляющий электрод У с источником питания через резистор R1. Если значение R1 установить слишком высоким относительно питающего напряжения, устройство не сработает.

Стоит только нажать кнопку КН1, тиристор переключается в состояние прямого проводника и остаётся в этом состоянии независимо от дальнейшего положения кнопки КН1. При этом токовая составляющая нагрузки показывает большее значение, чем ток фиксации тиристора.

Преимущества и недостатки использования тиристора

Одним из основных преимуществ использования этих полупроводников в качестве переключателя видится очень высокий коэффициент усиления по току. Тиристор — это устройство, фактически управляемое током.

Катодный резистор R2 обычно включается с целью уменьшения чувствительности электрода У и увеличения возможностей соотношения напряжение-ток, что предотвращает ложное срабатывание устройства.

Когда тиристор защелкнется и останется в состоянии «включено», сбросить это состояние возможно только прерыванием питания или уменьшения анодного тока до нижнего значения удержания.

Поэтому логично использовать нормально замкнутую кнопку КН2, чтобы разомкнуть цепь, уменьшая до нуля ток, протекающий через тиристор, заставляя прибор перейти в состояние «выключено».

Однако схема имеет также недостаток. Механический нормально замкнутый переключатель КН2 должен быть достаточно мощным — соответствовать мощности всей схемы.

В принципе, можно было бы просто заменить полупроводник мощным механическим выключателем. Один из способов преодолеть проблему с мощностью — подключить коммутатор параллельно тиристору.

Схема 2: КН1, КН2 — кнопки нажимные без фиксации; Л1 — лампа накаливания 100 Вт; R1, R2 — резисторы постоянные 470 Ом и 1 кОм

Доработка схемы — включение нормально разомкнутого переключателя малой мощности параллельно переходу А-К, даёт следующий эффект:

  • активация КН2 создаёт «КЗ» между электродами А и К,
  • уменьшается ток фиксации до минимального значения,
  • устройство переходит в состояние «выключено».

Тиристор в цепи переменного тока

При подключении к источнику переменного тока тиристор работает несколько иначе. Это связано с периодическим изменением полярности переменного напряжения.

Поэтому применение в схемах с питанием переменным напряжением автоматически будет приводить к состоянию обратного смещения перехода. То есть в течение половины каждого цикла прибор будет находиться в состоянии «отключено».

Для варианта с переменным напряжением схема тиристорного запуска аналогична схеме с питанием постоянным напряжением. Разница незначительная — отсутствие дополнительного переключателя КН2 и дополнение диода D1.

Благодаря диоду D1, предотвращается обратное смещение по отношению к управляющему электроду У.

Во время положительного полупериода синусоидальной формы сигнала, устройство смещено вперед, но при выключенном переключателе КН1, к тиристору подводится нулевой ток затвора и прибор остается «выключенным».

В отрицательном полупериоде устройство получает обратное смещение и также останется «выключенным», независимо от состояния переключателя КН1.

Схема 3: КН1 — переключатель с фиксацией; D1 — диод любой под высокое напряжение; R1, R2 -резисторы постоянные 180 Ом и 1 кОм, Л1 — лампа накаливания 100 Вт

Если переключатель КН1 замкнуть, вначале каждого положительного полупериода полупроводник останется полностью «выключенным».

Но в результате достижения достаточного положительного триггерного напряжения (возрастания тока управления) на электроде У, тиристор переключится в состояние «включено».

Фиксация состояния удержания остаётся стабильной при положительном полупериоде и автоматически сбрасывается, когда положительный полупериод заканчивается. Очевидно, т.к. здесь ток анода падает ниже текущего значения.

Во время следующего отрицательного полупериода, устройство будет полностью «отключено» до следующего положительного полупериода. Затем процесс вновь повторяется.

Получается, нагрузка имеет только половину доступной мощности источника питания. Тиристор действует как выпрямляющий диод и проводит переменный ток лишь во время положительных полуциклов, когда переход смещен вперед.

Управление половинной волной

Фазовое управление тиристором является наиболее распространенной формой управления мощностью переменного тока.

Пример базовой схемы управления фазой показан ниже. Здесь напряжение затвора тиристора формируется цепочкой R1C1 через триггерный диод D1.

Во время положительного полупериода, когда переход смещен вперед, конденсатор C1 заряжается через резистор R1 от напряжения питания схемы.

Управляющий электрод У активируются только тогда, когда уровень напряжения в точке «x» вызывает срабатывание диода D1. Конденсатор C1 разряжается на управляющий электрод У, устанавливая прибор в состояние «включено».

Длительность времени положительной половины цикла, когда открывается проводимость, контролируется постоянной времени цепочки R1C1, заданной переменным резистором R1.

Схема 4: КН1 — переключатель с фиксацией; R1 — переменный резистор 1 кОм; С1 — конденсатор 0,1 мкф; D1 — диод любой на высокое напряжение; Л1 — лампа накаливания 100 Вт; П — синусоида проводимости

Увеличение значения R1 приводит к задержке запускающего напряжения, подаваемого на тиристорный управляющий электрод, что, в свою очередь, вызывает отставание по времени проводимости устройства.

В результате доля полупериода, когда устройство проводит, может регулироваться в диапазоне 0 -180º. Это означает, что половинная мощность, рассеиваемая нагрузкой (лампой), поддаётся регулировке.

Существует масса способов достижения полноволнового управления тиристорами. Например, можно включить один полупроводник в схему диодного мостового выпрямителя. Этим методом легко преобразовать переменную составляющую в однонаправленный ток тиристора.

Однако более распространенным методом считается вариант использования двух тиристоров, соединенных инверсной параллелью.

Самым практичным подходом видится применение одного симистора. Этот полупроводник допускает переход в обоих направлениях, что делает симисторы более пригодными для схем переключения переменного тока.

Полный технический расклад тиристора

Чем отличается транзистор от резистора

если воткнуть в розетку. то транзистор точно бахнет. а резистор, исли номинал выше 100 килоом, нет.. .

резистор для любого тока, напряжения. транзистор для постоянного.. .
(резистор неполярный прибор. а транзистор полярный. )

резистор имеет постоянные значения, характеристики. транзистор управляемые.. .

у резистора выводы равносильны. у транзистора это строго функциональные – База, Эммитер, Коллектор.. . либо Сток, Исток, Затвор, Подложка.. .

Транзисторы – распространенные полупроводниковые радиоэлементы. На их основе делают большинство электронных схем, а также микросхем. Главное их свойство – способность усиливать электрические сигналы. Изменяя слабый сигнал на управляющем электроде транзистора, можно управлять усиленным выходным сигналом. Есть еще довольно распространенный вид полупроводниковых радиоэлементов — тиристоры. Они тоже имеют управляющий электрод, но управление выходным сигналом в принципе отличается от транзисторов. В этой небольшой статье путем сравнения рассмотрены эти различия.

За основу возьмем простую схему с лампочкой. Коммутируя малый ток в цепи управляющего электрода будем управлять в разы большим током лампочки.

Вот как выглядит эта схема на транзисторе и на тиристоре:

Рассмотрим, как можно управлять свечением лампочки в схеме на транзисторе. При наличии питания и замыкании выключателя S1 на управляющий электрод транзистора (базу) будет подано отпирающее напряжение и при условии достаточной величины тока (определяется величиной сопротивления в базе) транзистор откроется, лампочка загорится.

Изменяя величину тока в базе с помощью переменного сопротивления, мы можем открывать транзистор больше или меньше, меняя таким образом яркость свечения лампочки. Последовательно с переменным сопротивлением стоит постоянное для того, чтобы при нулевом сопротивлении переменного сопротивления ток базы не превысил допустимое значение и транзистор не вышел из строя. Выключить лампочку мы можем, разомкнув выключатель S1.

Теперь рассмотрим, как можно управлять свечением лампочки в схеме, выполненной на тиристоре.

При наличии питания и замыкании выключателя S2 на управляющий электрод тиристора будет подано отпирающее напряжение и при условии достаточной величины тока (определяется величиной сопротивления в цепи управляющего электрода) тиристор откроется, лампочка загорится. А вот теперь главное отличие. Мы не можем изменять яркость лампочки изменяя сопротивление в цепи управляющего электрода. Более того, мы можем вообще разомкнуть выключатель S2 и лампочка будет светиться, но только в том случае, если ток лампочки протекающий через открытый тиристор будет больше определенного значения, называемого током удержания. Он у каждого типа тиристора свой. Чем мощнее тиристор, тем большее значение тока удержания. Погасить лампочку мы можем, только уменьшив ток через анод-катод тиристора до значения меньше тока удержания или разомкнув выключатель S3 (что равносильно току удержания равном 0).

Это главная особенность применения тиристоров и главное их отличие от транзисторов.

Другими словами, тиристор может быть или полностью открыт, или полностью закрыт. Это и достоинство, и недостаток. Достоинство в том, что падение напряжения небольшое и потери ниже, чем, например, у наполовину открытого транзистора. Недостаток в том, что схема управления усложняется.

Тиристоры проще использовать в цепях переменного тока. Мы должны открывать тиристор каждую полуволну при ее нарастании. Когда полуволна спадает, тиристор сам закроется. Задерживая время открывания при приходе полуволны, мы меняем время открытого состояния тиристора и, следовательно, значение тока в нагрузке.

Как пример, рассмотрим питание схемы на тиристоре от источника переменного напряжения.

Теперь, при замыкании выключателя лампочка будет гореть, а при размыкании, гаснуть. Как видно из осциллограммы, каждую полуволну, в ее конце ток приближается к 0. Если выключатель S2 разомкнут, то с приходом новой полуволны тиристор не откроется.

Тиристоры целесообразно использовать в цепях переменного или импульсного напряжения (тока). При этом на управляющий электрод достаточно подать короткий отпирающий импульс. Закроется тиристор сам, после окончания импульса в нагрузке. При приходе следующего импульса в нагрузке на управляющий электрод снова нужно подавать отпирающий импульс и так далее.

Материал статьи продублирован на видео:

Статьи, Схемы, Справочники

Транзисторы можно рассматривать как своего рода переключатели, такие же как и многие электронные компоненты, например, реле или вакуумные лампы. Транзисторы применяются в различных схемах, и редко какая схема обходится без них, даже сейчас, при широком использовании микросхем. Существует два основных вида биполярных транзисторов – n-p-n и p-n-p, они различаются по проводимости. Два схожих по параметрам транзистора разных проводимостей называют комплементарной парой. Если в какой-нибудь схеме, например, в усилителе, заменить транзисторы одного вида на транзисторы другого вида со схожими параметрами не забыв изменить при этом полярность питающих напряжений, электролитических конденсаторов и полупроводниковых диодов , то схема будет работать точно так же, за исключением СВЧ диапазона, поскольку n-p-n транзисторы являются более высокочастотными, чем p-n-p, и здесь возможно не удастся подобрать комплементарную пару. Чаще всего в схемах применяют транзисторы структуры n-p-n.

Поиск данных по Вашему запросу:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Перейти к результатам поиска >>>

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Что такое транзисторы

РЕЗИСТОРЫ, КОНДЕНСАТОРЫ, ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы – лидеры Магнитный воин -какие силы стоят за эффектом Джанибекова? Решите задачу по физике 1 ставка. Какая польза народному хозяйству от астрономии и теории эволюции? Независимые ученые узнали, что Человечество не вызвало Глобального Потепления. А Кто вызвал? Бес или Бог? По какой такой причине материя стремится занять все доступное пустое пространство собой? Лидеры категории Антон Владимирович Искусственный Интеллект. Кислый Высший разум.

Галя Маслова Ученик , закрыт 3 года назад. Лучший ответ. Вадим Просветленный 9 лет назад Транзистор – полупроводник, Резистор – сопротивление. Чему вас в школе учили. Остальные ответы. Игорь Куликов Мастер 9 лет назад в принцепе ничем транзистор это управляемый резистор их существует несколько типов но лучше спросить у преподавателя. Inner Voice Мыслитель 9 лет назад видом, параметрами, назначением.. Герман Добрых Гуру 9 лет назад Ногами. Trans- re -sictor: преобразователь сопротивления.

Resictor – сопротивление. Отличаются областью применения. Ivan Kireev Ученик 3 года назад Давно не слышал более глупого вопроса. Похожие вопросы. Также спрашивают.

Биполярные транзисторы

Он же емкость — еще один вид пассивных элементов. На схеме обозначен как две одинаковые параллельные черточки. В отличии от резистора, конденсатор это нелинейный элемент. По нашей канализационной аналогии его можно сравнить с резиновым баком. Вначале, когда он пуст, вода резко его заполняет, растягивая стенки.

Как проверить транзистор,диод,конденсатор,резистор и др

Собственно вопрос. Как рассчитывается номинал резистора R1 между МК и Т1? Точнее какие параметры в данном случае принимаются во внимание? Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. В режиме с общим эмиттером, в коллекторе транзистора должна быть нагрузка, которая потребляет определённый ток. Чтобы транзистор открылся полностью, ток базы должен быть в КУ раз меньше или немного побольше. Вам нужно в нагрузке, включенной в цепь коллектора, получить некоторый ток Iк.

Однотранзисторный приемник

Схема твоего первого транзисторного приемника может быть такой, как на рис. В ней все тебе знакомо. Ее левая часть, отделенная штриховой линией, это детекторный приемник с настройкой колебательного контура конденсатором переменной емкости С2, только вместо телефонов в детекторную цепь включен резистор R1, а правая — одно каскадный усилитель колебаний звуковой частоты. Создающиеся на нем колебания звуковой частоты через конденсатор С4 поступают на базу транзистора Т1, а после усиления головными телефонами Тф1, включенными в коллекторную цепь, преобразуются в звуковые колебания. Источником питания служит батарея Б1 напряжением 4,5 В, например батарея л или составленная из трех элементов соединить последовательно.

Познавательные эксперименты с транзисторами

Головные телефоны – высокоомные, типа ТОН Переменный конденсатор – любой, ёмкостью Батарея питания состоит из двух последовательно соединённых батарей по 4,5В типоразмера 3R Лампы можно заменить на последовательные соединённые светодиод типа АЛА и резистор номиналом 1 кОм. Электрический ток – это направленное движение электронов от одного полюса к другому под действием напряжения батарея 9 В.

Резисторы переменные, постоянные вся истина!

By Линд , November 14, in Схемотехника для начинающих. Никак не пойму назначение резисторов в цепи до затвора и между затвором и истоком. Может кто подскажет, зачем они? Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6.

Токи базы мощных транзисторов составляют 1—2 А. Исключение составляют полевые или канальные транзисторы. Эти термины указывают, какой из электродов транзистора в данной схеме общий для входного и выходного сигналов. Схема с общим эмиттером рис.

Какие только детали не понадобятся для изготовления предлагаемых конструкций! Здесь и резисторы, и транзисторы, и конденсаторы, и диоды, и выключатели Из многообразия радиодеталей надо уметь быстро отличить по внешнему виду нужную, расшифровать надпись на ее корпусе, определить выводы. О том, как это сделать, и будет кратко рассказано ниже.

Дайте жалобную книгу. Если ты когда-нибудь заглядывал внутрь – то видел там страшную конструкцию. Но все по порядку. Магнитофон состоит собственно из трех составляющих: корпуса, лентопротяжного механизма ЛПМ и электронной части. Вот и поговорим о ней.

В соответствии с международным стандартом, сопротивление резисторов маркируется в виде цветных полос. При добавлении шестой полосы, у маркировки резистора появляется температурный коэффициент сопротивления ТКС. Цвет первых двух полос означает первые цифры сопротивления. Третья полоса означает множитель в виде степени десяти, на который надо умножить число, состоящее из первых двух цифр.

Тиристоры. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Тиристоры — это разновидность полупроводниковых приборов. Они предназначены для регулирования и коммутации больших токов. Тиристор позволяет коммутировать электрическую цепь при подаче на него управляющего сигнала. Это делает его похожим на транзистор.

Как правило, тиристор имеет три вывода, один из которых управляющий, а два других образуют путь для протекания тока. Как мы знаем, транзистор открывается пропорционально величине управляющего тока. Чем он больше, тем больше открывается транзистор, и наоборот. А у тиристора все устроено иначе. Он открывается полностью, скачкообразно. И что самое интересное, не закрывается даже при отсутствии управляющего сигнала.

Принцип действия

Работа тиристора по следующей простой схеме.

К аноду тиристора подключается лампочка или светодиод, а к ней подсоединяется плюсовой вывод источника питания через выключатель К2. Катод тиристора подключен к минусу питания. После включения цепи на тиристор подается напряжение, однако светодиод не горит.

Если нажать на кнопку К1, ток через резистор поступит на управляющий электрод, и светодиод начал светиться. Часто на схемах его обозначают буквой «G», что обозначает gate, или по-русски затвор (управляющий вывод).

Резистор ограничивает ток управляющего вывода. Минимальный ток срабатывания данного рассматриваемого тиристора составляет 1 мА, а максимально допустимый ток 15 мА. С учетом этого в нашей схеме подобран резистор сопротивлением 1 кОм.

Если снова нажать на кнопку К1, то это не повлияет на тиристор, и ничего не произойдет. Чтобы перевести тиристор в закрытое состояние, нужно отключить питание выключателем К2. Если же снова подать питание, то тиристор вернется в исходное состояние.

Этот полупроводниковый прибор, по сути, представляет собой электронный ключ с фиксацией. Переход в закрытое состояние происходит и тогда, когда напряжение питания на аноде уменьшается до определенного минимума, примерно 0,7 вольта.

Особенности устройства

Фиксация включенного состояния происходит благодаря особенности внутреннего устройства тиристора. Примерная схема выглядит таким образом:

Обычно он представляется в виде двух транзисторов разной структуры, связанных между собой. Опытным путем можно проверить, как работают транзисторы, подключенные по такой схеме. Однако, имеются отличия в вольтамперной характеристике. И еще нужно учитывать, что приборы изначально спроектированы так, чтобы выдерживать большие токи и напряжения. На корпусе большинства таких приборов имеется металлический отвод, на который можно закрепить радиатор для рассеивания тепловой энергии.

Тиристоры выполняются в различных корпусах. Маломощные приборы не имеют теплового отвода. Распространенные отечественные тиристоры выглядят следующим образом. Они имеют массивный металлический корпус и выдерживают большие токи.

Основные параметры тиристоров
  • Максимально допустимый прямой ток. Это максимальное значение тока открытого тиристора. У мощных приборов оно достигает сотен ампер.
  • Максимально допустимый обратный ток.
  • Прямое напряжение. Это падение напряжения при максимальном токе.
  • Обратное напряжение. Это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии, при котором тиристор может работать без нарушения его работоспособности.
  • Напряжение включения. Это минимальное напряжение, приложенное к аноду. Здесь имеется ввиду минимальное напряжение, при котором вообще возможна работа тиристора.
  • Минимальный ток управляющего электрода. Он необходим для включения тиристора.
  • Максимально допустимый ток управления.
  • Максимально допустимая рассеиваемая мощность.
Динамический параметр

Время перехода тиристора из закрытого состояния в открытое при поступлении сигнала.

Виды тиристоров

По способу управления разделяют на:
  • Диодные тиристоры, или по-другому динисторы. Они открываются импульсом высокого напряжения, которое подается на катод и анод.
  • Триодные тиристоры, или тринисторы. Они открываются током управления электродом.
Триодные тиристоры в свою очередь разделяются:
  • Управление катодом – напряжение, образующее ток управления, поступает на электрод управления и катод.
  • Управление анодом – управляющее напряжение подходит на электрод и анод.
Запирание тиристора производится:
  • Уменьшением анодного тока – катод меньше тока удержания.
  • Подачей напряжения запирания на электрод управления.
По обратной проводимости тиристоры делятся:
  • Обратно-проводящие – имеют малое обратное напряжение.
  • Обратно-непроводящие – обратное напряжение равно наибольшему прямому напряжению в закрытом виде.
  • С ненормируемым обратным значением напряжения – изготовители не определяют значение этой величины. Такие приборы применяются в местах, где обратное напряжение исключено.
  • Симистор – пропускает токи в двух направлениях.

Используя симисторы, нужно знать, что они действуют условно симметрично. Основная часть симисторов открывается, когда на электрод управления поступает положительное напряжение по сравнению с катодом, а на аноде может быть любая полярность. Но если на анод приходит отрицательное напряжение, а на электрод управления положительное, то симисторы не открываются, и могут выйти из строя.

По быстродействию разделяют по времени отпирания (включения) и времени запирания (отключения).

Разделение тиристоров по мощности

При действии тиристора в режиме ключа наибольшая мощность коммутируемой нагрузки определяется напряжением на тиристоре в открытом виде при наибольшем токе и наибольшей рассеиваемой мощности.

Действующая величина тока на нагрузку не должна быть выше наибольшей рассеиваемой мощности, разделенной на напряжение в открытом виде.

Простая сигнализация на основе тиристора

На основе тиристора можно сделать простую сигнализацию, которая будет реагировать на свет, издавая звук с помощью пьезоизлучателя. На управляющий вывод тиристора подается ток через фоторезистор и подстроечный резистор. Свет, попадая на фоторезистор, уменьшает его сопротивление. И на управляющий вывод тиристора начинает поступать отпирающий ток, достаточный для его открывания. После этого включается пищалка.

Подстроечный резистор предназначен для того, чтобы настроить чувствительность устройства, то есть, порог срабатывания при облучении светом. Самое интересное, что даже при отсутствии света тиристор продолжает оставаться в открытом состоянии, и сигнализирование не прекращается.

Если напротив светочувствительного элемента установить световой луч так, чтобы он светил немного ниже окошечка, то получится простейший датчик дыма. Дым, попадая между источником и приемником света, будет рассеивать свет, что вызовет запуск сигнализации. Для этого устройства обязательно нужен корпус, для того, чтобы на приемник света не поступал свет от солнца или искусственных источников света.

Открыть тиристор можно и другим способом. Для этого достаточно кратковременно подать небольшое напряжение между управляющим выводом и катодом.

Регулятор мощности на тиристоре

Теперь рассмотрим использование тиристора по прямому назначению. Рассмотрим схему простого тиристорного регулятора мощности, который будет работать от сети переменного тока напряжением 220 вольт. Схема простая и содержит всего пять деталей.

  • Полупроводниковый диод VD.
  • Переменный резистор R1.
  • Постоянный резистор R2.
  • Конденсатор С.
  • Тиристор VS.

Их рекомендованные номинальные значения показаны на схеме. В качестве диода можно использовать КД209, тиристор КУ103В или мощнее. Резисторы желательно использовать мощностью не менее 2 ватт, конденсатор электролитический на напряжение не менее 50 вольт.

Эта схема регулирует лишь один полупериод сетевого напряжения. Если представить, что мы из схемы убрали все элементы, кроме диода, то он будет пропускать только полуволну переменного тока, и на нагрузку, к примеру, на паяльник или лампу накаливания поступит лишь половина мощности.

Тиристор позволяет пропускать дополнительные, условно говоря, кусочки полупериода, срезанного диодом. При изменении положения переменного резистора R1 напряжение на выходе будет меняться.

К положительному выводу конденсатора включен управляющий вывод тиристора. Когда напряжение на конденсаторе возрастает до напряжения включения тиристора, он открывается и пропускает определенную часть положительного полупериода. Переменный резистор будет определять скорость зарядки конденсатора. А чем быстрее он зарядится, тем раньше откроется тиристор, и успеет до смены полярности пропустить часть положительного полупериода.

На конденсатор отрицательная полуволна не поступает, и напряжение на нем одной полярности, поэтому не страшно, что он имеет полярность. Схема позволяет изменять мощность от 50 до 100%. Для паяльника это в самый раз подходит.

Тиристор пропускает ток в одном направлении от анода к катоду. Но существуют разновидности, которые пропускают ток в обоих направлениях. Они называются симметричные тиристоры или симисторы. Они используются для управления нагрузкой в цепях переменного тока. Существует большое количество схем регуляторов мощности на их основе.

Похожие темы:

схема включения и способы управления

Тиристор представляет собой электронный силовой частично управляемый ключ. Этот прибор, с помощью сигнала управления может находиться только в проводящем состоянии, то есть быть включенным. Для того, чтобы его выключить, нужно проводить специальные мероприятия, которые обеспечивают падение прямого тока до нулевого значения. Принцип работы тиристора заключается в односторонней проводимости, в закрытом состоянии может выдержать не только прямое, но и обратное напряжение.

Свойства тиристоров

По своим качествам, тиристоры относятся к полупроводниковым приборам. В их полупроводниковой пластине присутствуют смежные слои, обладающие различными типами проводимости. Таким образом, каждый тиристор представляет собой прибор, имеющий четырехслойную структуру р-п-р-п.

К крайней области р-структуры производится подключение положительного полюса источника напряжения. Поэтому, данная область получила название анода. Противоположная область п-типа, куда подключается отрицательный полюс, называется катодом. Вывод из внутренней области осуществляется с помощью р-управляющего электрода.

Классическая модель тиристора состоит из двух , имеющих разную степень проводимости. В соответствии с данной схемой, производится соединение базы и коллектора обоих транзисторов. В результате такого соединения, питание базы каждого транзистора осуществляется с помощью коллекторного тока другого транзистора. Таким образом, получается цепь с положительной обратной связью.

Если ток отсутствует в управляющем электроде, то транзисторы находятся в закрытом положении. Течение тока через нагрузку не происходит, и тиристор остается закрытым. При подаче тока выше определенного уровня, в действие вступает положительная обратная связь. Процесс становится лавинообразным, после чего происходит открытие обоих транзисторов. В конечном итоге, после открытия тиристора, наступает его стабильное состояние, даже в случае прекращения подачи тока.

Работа тиристора при постоянном токе

Рассматривая электронный тиристор принцип работы которого основан на одностороннем движении тока, следует отметить его работу при постоянном токе.

Обычный тиристор включается путем подачи импульса тока в цепь управления. Эта подача осуществляется со стороны положительной полярности, противоположной, относительно катода.

Во время включения, продолжительность переходного процесса обусловлена характером нагрузки, амплитудой и скоростью, с которой нарастает импульс тока управления. Кроме того, этот процесс зависит от температуры внутренней структуры тиристора, тока нагрузки и приложенного напряжения. В цепи, где установлен тиристор, не должно быть недопустимой скорости роста напряжения, которое может привести к его самопроизвольному включению.

Тиристор – это полупроводниковый ключ, конструкция которого представляет собой четыре слоя. Они обладают способностью переходить из одного состояния в другое – из закрытого в открытое и наоборот.

Информация, представленная в данной статье, поможет дать исчерпывающий ответ на вопрос об этом аппарате.

Принцип функционирования тиристора

В специализированной литературе этот прибор также носит название однооперационного тиристора. Это название обусловлено тем, что устройство является не полностью управляемым
. Другими словами, при получении сигнала от управляющего объекта он может только перейти в режим включенного состояния. Для того чтобы выключить прибор, человеку придется выполнить дополнительные действия, которые и приведут к падению уровня напряжения до нулевой отметки.

Работа этого прибора основывается на использовании силового электрического поля. Для его переключения из одного состояния в другое применяется технология управления, передающая определенные сигналы. При этом ток по тиристору может двигаться только в одном направлении. В выключенном состоянии этот прибор обладает способностью выдерживать как прямой, так и обратное напряжение.

Способы включения и выключения тиристора

Переход в рабочее состояние стандартного этого типа аппарата осуществляет путем поучения импульса токового напряжения в определенной полярности. На скорость включения и на то, как он впоследствии будет работать, влияют следующие факторы:

Выключение тиристора
может быть осуществлено некоторыми способами:

  1. Естественное выключение. В технической литературе также встречается такое понятие, как естественная коммутация – оно аналогично естественному выключению.
  2. Принудительное выключение (принудительная коммутация).

Естественное выключение этого аппарата осуществляется в процессе его функционирования в цепях с переменным током, когда происходит понижение уровня тока до нулевой отметки.

Принудительное выключение включает в себя большое количество самых разнообразных способов. Самым распространенным из них является следующий метод.

Конденсатор, обозначаемый латинской буквой C, соединяется с ключом. Он должен обозначаться маркеровкой S. При этом конденсатор перед замыканием должен быть заряжен.

Основные типы тиристоров

В настоящее время существует немалое количество тиристоров, которые различаются между собой своими техническими характеристиками – скоростью функционирования, способами и процессами управления, направлениями тока при нахождении в проводящем состоянии и др.

Наиболее распространенные типы

  1. Тиристор-диод. Такой прибор аналогичен устройству, которое имеет встречно-параллельный диод во включенном режиме.
  2. Диодный тиристор. Другое название – динистор. Отличительной характеристикой этого устройства является то, что переход в проводящий режим осуществляется в момент, когда уровень тока превышен.
  3. Запираемый тиристор.
  4. Симметричный. Он также носит название симистора. Конструкция этого прибора аналогична двум устройствам со встречно-параллельным диодами при нахождении в режиме работы.
  5. Быстродействующий или инверторный. Этот тип устройства обладает способностью переходить в нерабочее состояние за рекордно короткое время – от 5 до 50 микросекунд.
  6. Оптотиристор. Его работа осуществляется при помощи светового потока.
  7. Тиристор под полевым управлением по ведущему электроду.

Обеспечение защиты

Тиристоры входят в перечень приборов, которые критично влияют на изменение скорости
увеличения прямого тока. Как и для диодов, так и для тиристоров характерен процесс протекания обратного тока восстановления. Резкое изменение его скорости и падение до нулевой отметки приводит к повышенному риску возникновения перенапряжения.

Кроме того, перенапряжение в конструкции этого прибора может возникать вследствие полного исчезновении напряжения в разнообразных составных частях системы, например, в малых индуктивностях монтажа.

По вышеуказанным причинам в подавляющем большинстве случаев для обеспечения надежной защиты этих приборов применяют разнообразные схемы ЦФТП. Данные схемы при нахождении в динамическом режиме помогают защищать устройство от возникновения недопустимых значений напряжения.

Надежным средством защиты также является применение варистора
. Это устройство подключается к местам вывода индуктивной нагрузки.

В самом общем виде применение такого прибора, как тиристор, можно разделить на следующие группы:

Ограничения тиристора

При работе с любым типом этого прибора следует соблюдать определенные правила техники безопасности, а также помнить о некоторых необходимых ограничениях.

Например, в случае с индуктивной нагрузкой при функционировании такой разновидности прибора, как симистор. В данной ситуации ограничения касаются скорости изменения уровня напряжения между двумя основными элементами – его анодами и рабочим током. Для ограничения влияния тока и перегрузки применяется RC-цепочка
.

Чтобы понять как работает схема, необходимо знать действие и назначение каждого из элементов. В этой статье рассмотрим принцип работы тиристора, разные виды и режимы работы, характеристики и виды. Постараемся объяснить все максимально доступно, чтобы было понятно даже для начинающих.

Тиристор — полупроводниковый элемент, имеющий только два состояния: «открыто» (ток проходит) и «закрыто» (тока нет). Причем оба состояния устойчивые, то есть переход происходит только при определенных условиях. Само переключение происходит очень быстро, хоть и не мгновенно.

По способу действия его можно сравнить с переключателем или ключом. Вот только переключается тиристор при помощи напряжения, а отключается пропаданием тока или снятием нагрузки. Так что принцип работы тиристора понять несложно. Можно представлять его как ключ с электрическим управлением. Так, да не совсем.

Тиристор, как правило, имеет три выхода. Один управляющий и два, через которые протекает ток. Можно попробовать коротко описать принцип работы. При подаче напряжения на управляющий выход, коммутируется цепь через анод-коллектор. То есть, он сравним с транзистором. Только с той разницей, что у транзистора величина пропускаемого тока зависит от поданного на управляющий вывод напряжения. А тиристор либо полностью открыт, либо полностью закрыт.

Внешний вид

Внешний вид тиристора зависит от даты его производства. Элементы времен Советского Союза — металлические, в виде «летающей тарелки» с тремя выводами. Два вывода — катод и управляющий электрод — находятся на «дне» или «крышке» (это с какой стороны смотреть). Причем электрод управления меньше по размерам. Анод может находиться с противоположной стороны от катода, или торчать вбок из-под шайбы, которая есть на корпусе.

Два вида тиристоров — современные и советские, обозначение на схемах

Современные тиристоры выглядят по-другому. Это небольшой пластиковый прямоугольник с металлической пластиной сверху и тремя выводами-ножками снизу. В современном варианте есть одно неудобство: надо смотреть в описании какой из выводов анод, где катод и управляющий электрод. Как правило, первый — анод, затем катод и крайний правый — это электрод. Но это как правило, то есть, не всегда.

Принцип работы

По принципу действия, тиристор можно еще сравнить с диодом. Пропускать ток он будет в одном направлении — от анода к катоду, но происходить это будет только в состоянии «открыто». На схемах тиристор похож на диод. Также имеется анод и катод, но есть еще дополнительный элемент — управляющий электрод. Понятное дело, есть отличия и в выходном напряжении (если сравнивать с диодом).

В схемах переменного напряжения тиристор будет пропускать только одну полуволну — верхнюю. Когда приходит нижняя полуволна, он сбрасывается в состояние «закрыто».

Принцип работы тиристора простыми словами

Рассмотрим принцип работы тиристора. Стартовое состояние элемента — закрыто. «Сигналом» к переходу в состояние «открыто» является появление напряжения между анодом и управляющим выводом. Вернуть тиристор в состояние «закрыто» можно двумя способами:

  • снять нагрузку;
  • уменьшить ток ниже тока удержания (одна из технических характеристик).

В схемах с переменным напряжением, как правило, сбрасывается тиристор по второму варианту. Переменный ток в бытовой сети имеет синусоидальную форму, когда его значение приближается к нулю и происходит сброс. В схемах, питающихся от источников постоянного тока, надо либо принудительно убирать питание, либо снимать нагрузку.

То есть, работает тиристор в схемах с постоянным и переменным напряжением по-разному. В схеме постоянного напряжения, после кратковременного появления напряжения между анодом и управляющим выводом, элемент переходит в состояние «открыто». Далее может быть два варианта развития событий:

  • Состояние «открыто» держится даже после того, как напряжение анод-выход управления пропало. Такое возможно если напряжение, поданное на анод-управляющий вывод, выше чем неотпирающее напряжение (эти данные есть в технических характеристиках). Прекращается прохождение тока через тиристор, фактически только разрывом цепи или выключением источника питания. Причем выключение/обрыв цепи могут быть очень кратковременными. После восстановления цепи, ток не течет до тех пор, пока на анод-управляющий вывод снова не подадут напряжение.
  • После снятия напряжения (оно меньше чем отпирающее) тиристор сразу переходит в состояние «закрыто».

Так что в схемах постоянного тока есть два варианта использования тиристора — с удержанием открытого состояния и без. Но чаще применяют по первому типу — когда он остается открытым.

Принцип работы тиристора в схемах переменного напряжения отличается. Там возвращение в запертое состояние происходит «автоматически» — при падении силы тока ниже порога удержания. Если напряжение на анод-катод подавать постоянно, на выходе тиристора получаем импульсы тока, которые идут с определенной частотой. Именно так построены импульсные блоки питания. При помощи тиристора они преобразуют синусоиду в импульсы.

Проверка работоспособности

Проверить тиристор можно либо при помощи мультиметра, либо создав простенькую проверочную схему. Если при прозвонке иметь перед глазами технические характеристики, можно заодно проверить сопротивление переходов.

Прозвонка мультиметром

Для начала разберем прозвонку мультиметром. Переводим прибор в режим прозвонки.

Обратите внимание, что величина сопротивления у разных серий разная — на это не стоит обращать особого внимания. Если хотите проверить и сопротивление переходов, посмотрите в технических характеристиках.

На рисунке представлены схемы испытаний. Крайний справа рисунок — усовершенствованный вариант с кнопкой, которую устанавливают между катодом и управляющим выводом. Для того чтобы мультиметр зафиксировал протекающий по цепи ток, кратковременно нажимаем на кнопку.

При помощи лампочки и источника постоянного тока (батарейка тоже пойдет)

Если мультиметра нет, можно проверить тиристор при помощи лампочки и источника питания. Подойдет даже обычная батарейка или любой другой источник постоянного напряжения. Вот только напряжение должно быть достаточным для того, чтобы засветить лампочку. Потребуется еще сопротивление или обычный кусок проволоки. Из этих элементов собирается простая схема:

  • Плюс от источника питания подаем на анод.
  • К катоду подключаем лампочку, второй ее вывод подключаем к минусу источника питания. Лампочка не горит, так как термистор заперт.
  • Кратковременно (при помощи куска проволоки или сопротивления) соединяем анод и управляющий вывод.
  • Лампочка загорается и продолжает гореть, хотя перемычка убрана. Термистор остается в открытом состоянии.
  • Если выкрутить лампочку или выключить источник питания, то лампочка, естественно, погаснет.
  • Если восстановить цепь/питание, она не загорится.

Заодно с проверкой, эта схема позволяет понять принцип работы тиристора. Ведь картинка получается очень наглядной и понятной.

Виды тиристоров и их особые свойства

Полупроводниковые технологии все еще разрабатываются и совершенствуются. За несколько десятилетий появились новые разновидности тиристоров, которые имеют некоторые отличия.

  • Динисторы или диодные тиристоры. Отличаются тем, что имеют только два вывода. Открываются подачей на анод и катод высокого напряжения в виде импульса. Называют еще «неуправляемые тиристоры».
  • Тринисторы или триодные тиристоры. В них есть управляющий электрод, но управляющий импульс может подаваться:
    • На управляющий выход и катод. Название — с управлением катодом.
    • На управляющий электрод и анод. Соответственно — управление анодом.

Есть также разные виды тиристоров по способу запирания. В одном случае достаточно уменьшения анодного тока ниже уровня тока удержания. В другом случае — подается запирающее напряжение на управляющий электрод.

По проводимости

Мы говорили, что проводят тиристоры ток только в одном направлении. Обратной проводимости нет. Такие элементы называют обратно-непроводящие, но существуют не только такие. Есть и другие варианты:

  • Имеют невысокое обратное напряжение, называются обратно-проводящие.
  • С ненормируемой обратной проводимостью. Ставят в схемах, где обратное напряжение возникнуть не может.
  • Симисторы. Симметричные тиристоры. Проводят ток в обоих направлениях.

Тиристоры могут работать в режиме ключа. То есть при поступлении импульса управления подавать ток на нагрузку. Нагрузка, в этом случае, рассчитывается исходя из напряжения в открытом виде. Надо также учитывать наибольшую рассеиваемую мощность. Вот в этом случае лучше выбирать металлические модели в виде «летающей тарелки». К ним удобно приделывать радиатор — для более быстрого охлаждения.

Классификация по особым режимам работы

Еще можно выделить следующие подвиды тиристоров:

  • Запираемые и незапираемые. Принцип работы тиристора незапираемого немного другой. Он находится в открытом состоянии когда плюс приложен к аноду, минус — на катоде. Переходит в закрытое состоянии при смене полярности.
  • Быстродействующие. Имеют малое время перехода из одного состояния в другое.
  • Импульсные. Очень быстро переходит из одного состояние в другое, используется в схемах с импульсными режимами работы.

Основное назначение — включение и выключение мощной нагрузки при помощи маломощных управляющих сигналов

Основная область использования тиристоров — в качестве электронного ключа, служащего для замыкания и размыкания электрической цепи. В общем много привычных устройств построены на тиристорах. Например, гирлянда с бегущими огнями, выпрямители, импульсные источники тока, выпрямители и многие другие.

Характеристики и их значение

Некоторые тиристоры могут коммутировать очень большие токи, в этом случае их называют силовыми тиристорами. Они изготавливаются в металлическом корпусе — для лучшего отвода тепла. Небольшие модели с пластиковым корпусом — это обычно маломощные варианты, которые используют в малоточных схемах. Но, всегда есть исключения. Так что для каждой конкретной цели подбирают требуемый вариант. Подбирают, понятное дело, по параметрам. Вот основные:

Есть еще динамический параметр — время перехода из закрытого в открытое состояние. В некоторых схемах это важно. Может еще указываться тип быстродействия: по времени отпирания или по времени запирания.

♦ Как мы уже выяснили – тиристор, это полупроводниковый прибор, обладающий свойствами электрического вентиля. Тиристор с двумя выводами (А — анод, К — катод)

, это динистор. Тиристор с тремя выводами (А – анод, К – катод, Уэ – управляющий электрод)

, это тринистор, или в обиходе его называют просто тиристор.

♦ С помощью управляющего электрода (при определенных условиях) можно изменять электрическое состояние тиристора, то есть переводить его из состояния «выключено» в состояние «включено».
Тиристор открывается в случае, если приложенное напряжение между анодом и катодом превысит величину U = Uпр

, то есть величину напряжения пробоя тиристора;
Тиристор можно открыть и при напряжении меньше, чем Uпр

между анодом и катодом (U
, если подать импульс напряжения положительной полярности между управляющим электродом и катодом.

♦ В открытом состоянии тиристор может находиться сколько угодно долго, пока на него подано питающее напряжение.
Тиристор можно закрыть:

  • — если уменьшить напряжение между анодом и катодом до U = 0

    ;

  • — если снизить анодный ток тиристора до величины, меньше тока удержания Iуд

    .

  • — подачей запирающего напряжения на управляющий электрод, (только для запираемых тиристоров).

Тиристор может также находиться в закрытом состоянии сколько угодно долго, до прихода запускающего импульса.
Тиристоры и динисторы работают как в цепях постоянного, так и в цепях переменного тока.

Работа динистора и тиристора в цепях постоянного тока.

Рассмотрим несколько практических примеров.
Первый пример применения динистора, это релаксационный генератор звуковых сигналов

.

В качестве динистора используем КН102А-Б.

♦ Работает генератор следующим образом.
При нажатии кнопки Кн

, через резисторы R1 и R2

постепенно заряжается конденсатор С

(+ батареи – замкнутые контакты кнопки Кн – резисторы – конденсатор С – минус батареи).
Параллельно конденсатору подключена цепочка из телефонного капсюля и динистора. Через телефонный капсюль и динистор ток не протекает, так как динистор еще «заперт».
♦ При достижении на конденсаторе напряжения, при котором пробивается динистор, через катушку телефонного капсюля проходит импульс тока разряда конденсатора (С – катушка телефона – динистор — С). Слышен щелчок из телефона, конденсатор разрядился. Далее снова идет заряд конденсатора С и процесс повторяется.
Частота повторения щелчков зависит от емкости конденсатора и величины сопротивления резисторов R1 и R2

.
♦ При указанных на схеме номиналах напряжения, резисторов и конденсатора, частоту звукового сигнала с помощью резистора R2 можно менять в пределах 500 – 5000

герц. Телефонный капсюль необходимо использовать с низкоомной катушкой 50 – 100 Ом

, не более, например телефонный капсюль ТК-67-Н

.
Телефонный капсюль необходимо включать с соблюдением полярности, иначе не будет работать. На капсюле есть обозначение +(плюс) и – (минус).

♦ У этой схемы (рис 1) есть один недостаток. Из-за большого разброса параметров динистора КН102

(разное напряжение пробоя), в некоторых случаях, нужно будет увеличить напряжение источника питания до 35 – 45 вольт

, что не всегда возможно и удобно.

Устройство управления, собранное на тиристоре, для включения – выключения нагрузки с помощью одной кнопки показано на рис 2.

Устройство работает следующим образом.
♦ В исходном состоянии тиристор закрыт и лампочка не горит.
Нажмем на кнопку Кн в течении 1 – 2 секунды

. Контакты кнопки размыкаются, цепь катода тиристора разрывается.

В этот момент конденсатор С

заряжается от источника питания через резистор R1

. Напряжение на конденсаторе достигает величины U

источника питания.
Отпускаем кнопку Кн

.
В этот момент конденсатор разряжается по цепи: резистор R2 – управляющий электрод тиристора – катод — замкнутые контакты кнопки Кн – конденсатор.
В цепи управляющего электрода потечет ток, тиристор «откроется»

.
Загорается лампочк

а по цепи: плюс батареи – нагрузка в виде лампочки – тиристор — замкнутые контакты кнопки – минус батареи.
В таком состоянии схема будет находиться сколько угодно долго

.
В этом состоянии конденсатор разряжен: резистор R2, переход управляющий электрод – катод тиристора, контакты кнопки Кн.
♦ Для выключения лампочки необходимо кратковременно нажать на кнопку Кн

. При этом основная цепь питания лампочки обрывается. Тиристор «закрывается»

. Когда контакты кнопки замкнутся, тиристор останется в закрытом состоянии, так как на управляющем электроде тиристора Uynp = 0

(конденсатор разряжен).

Мною опробованы и надежно работали в этой схеме различные тиристоры: КУ101, Т122, КУ201, КУ202, КУ208

.

♦ Как уже упоминалось, динистор и тиристор имеют свой транзисторный аналог

.

Схема аналога тиристора состоит из двух транзисторов и изображена на рис 3

.
Транзистор Тр 1 имеет p-n-p

проводимость, транзистор Тр 2 имеет n-p-n

проводимость. Транзисторы могут быть как германиевые, так и кремниевые.

Аналог тиристора имеет два управляющих входа.
Первый вход: А – Уэ1

(эмиттер — база транзистора Тр1).
Второй вход: К – Уэ2

(эмиттер – база транзистора Тр2).

Аналог имеет: А – анод, К — катод, Уэ1 – первый управляющий электрод, Уэ2 – второй управляющий электрод.

Если управляющие электроды не использовать, то это будет динистор, с электродами А — анод и К — катод

.

♦ Пару транзисторов, для аналога тиристора, надо подбирать одинаковой мощности с током и напряжением выше, чем необходимо для работы устройства. Параметры аналога тиристора (напряжение пробоя Unp, ток удержания Iyд)

, будут зависеть от свойств применяемых транзисторов.

♦ Для более устойчивой работы аналога в схему добавляют резисторы R1 и R2

. А с помощью резистора R3

можно регулировать напряжение пробоя Uпр

и ток удержания Iyд

аналога динистора – тиристора. Схема такого аналога изображена на рис 4

.

Если в схеме генератора звуковых частот (рис 1)

, вместо динистора КН102

включить аналог динистора, получится устройство с другими свойствами (рис 5)

.

Напряжение питания такой схемы составит от 5 до 15 вольт

. Изменяя величины резисторов R3 и R5

можно изменять тональность звука и рабочее напряжение генератора.

Переменным резистором R3

подбирается напряжение пробоя аналога под используемое напряжение питания.

Потом можно заменить его на постоянный резистор.

Транзисторы Тр1 и Тр2: КТ502 и КТ503; КТ814 и КТ815

или любые другие.

♦ Интересна схема стабилизатора напряжения

с защитой от короткого замыкания в нагрузке (рис 6)

.

Если ток в нагрузке превысит 1 ампер

, сработает защита.

Стабилизатор состоит из:

  • — управляющего элемента– стабилитрона КС510

    , который определяет напряжение выхода;

  • — исполнительного элемента–транзисторов КТ817А, КТ808А

    , исполняющих роль регулятора напряжения;

  • — в качестве датчика перегрузки используется резистор R4

    ;

  • — исполнительным механизмом защиты используется аналог динистора, на транзисторах КТ502 и КТ503

    .

♦ На входе стабилизатора в качестве фильтра стоит конденсатор С1

. Резистором R1

задается ток стабилизации стабилитрона КС510

, величиной 5 – 10 мА.

Напряжение на стабилитроне должно быть 10 вольт

.
Резистор R5

задает начальный режим стабилизации выходного напряжения.

Резистор R4 = 1,0 Ом

, включен последовательно в цепь нагрузки.Чем больше ток нагрузки, тем больше на нем выделяется напряжение, пропорциональное току.

В исходном состоянии, когда нагрузка на выходе стабилизатора мала или отключена, аналог тиристора закрыт. Приложенного к нему напряжения 10 вольт (от стабилитрона) не хватает для пробоя. В этот момент падение напряжения на резисторе R4

почти равно нулю.
Если постепенно увеличивать ток нагрузки, будет увеличиваться падение напряжения на резисторе R4

. При определенном напряжении на R4, аналог тиристора пробивается и установится напряжение, между точкой Тчк1

и общим проводом, равное 1,5 — 2,0 вольта
.

Это есть напряжение перехода анод — катод открытого аналога тиристора.

Одновременно загорается светодиод Д1

, сигнализируя об аварийной ситуации. Напряжение на выходе стабилизатора, в этот момент, будет равно 1,5 — 2,0 вольта

.
Чтобы восстановить нормальную работу стабилизатора, необходимо выключить нагрузку и нажать на кнопку Кн

, сбросив блокировку защиты.
На выходе стабилизатора вновь будет напряжение 9 вольт

, а светодиод погаснет.
Настройкой резистора R3

, можно подобрать ток срабатывания защиты от 1 ампера и более

. Транзисторы Т1 и Т2

можно ставить на один радиатор без изоляции. Сам же радиатор изолировать от корпуса.

Добрый вечер хабр. Поговорим о таком приборе, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно соотнести к электронным ключам. Но есть в тиристоре одна особенность, он не может перейти в закрытое состояние в отличие от обычного ключа. Поэтому обычно его можно найти под названием — не полностью управляемый ключ.

На рисунке представлен обычный вид тиристора. Состоит он из четырех чередующихся типов электро-проводимости областей полупроводника и имеет три вывода: анод, катод и управляющего электрод.
Анод — это контакт с внешним p-слоем, катод — с внешним n-слоем.
Освежить память о p-n переходе можно .

Классификация

В зависимости от количества выводов можно вывести классификацию тиристоров. По сути все очень просто: тиристор с двумя выводами называется динисторами (соответственно имеет только анод и катод). Тиристор с тремя и четырьмя выводами, называются триодными или тетродными. Также бывают тиристоры и с большим количеством чередующихся полупроводниковых областей. Одним из самых интересных является симметричный тиристор (симистор), который включается при любой полярности напряжения.

Принцип работы

Обычно тиристор представляют в виде двух транзисторов, связанных между собой, каждый из которых работает в активном режиме.

В связи с таким рисунком можно назвать крайние области — эмиттерными, а центральный переход — коллекторным.
Чтобы разобраться как работает тиристор стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику.

К аноду тиристора подали небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторный в обратном. (по сути все напряжение будем на нем). Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви характеристики диода. Этот режим можно назвать — режимом закрытого состояния тиристора.
При увеличении анодного напряжения происходит происходит инжекция основных носителей в области баз, тем самым происходит накопление электронов и дырок, что равносильно разности потенциалов на коллекторном переходе. С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления (на рисунке участок 1-2).
После этого все три перехода сместятся в прямом направлении тем самым переведя тиристор в открытое состояние (на рисунке участок 2-3).
В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока коллекторный переход будет смещен в прямом направлении. Если же ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации уменьшится количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторный переход окажется смещен в обратном направлении и тиристор перейдет в закрытое состояние.
При обратном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогичной как и у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение будет ограничиваться в этом случае напряжением пробоя.

Общие параметры тиристоров

1. Напряжение включения
— это минимальное анодное напряжение, при котором тиристор переходит во включенное состояние.
2. Прямое напряжение
— это прямое падение напряжения при максимальном токе анода.
3. Обратное напряжение
— это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии.
4. Максимально допустимый прямой ток
— это максимальный ток в открытом состоянии.
5. Обратный ток
— ток при максимальной обратном напряжении.
6. Максимальный ток управления электрода

7. Время задержки включения/выключения

8. Максимально допустимая рассеиваемая мощность

Заключение

Таким образом, в тиристоре существует положительная обратная связь по току — увеличение тока через один эмиттерный переход приводит к увеличению тока через другой эмиттерный переход.
Тиристор — не полностью управляющий ключ. То есть перейдя в открытое состояние, он остается в нем даже если прекращать подавать сигнал на управляющий переход, если подается ток выше некоторой величины, то есть ток удержания.

Тиристоры — дискретные полупроводниковые приборы и схемы

тиристоры

Дискретные полупроводниковые приборы и схемы

Вопрос 1

Не просто сидеть там! Постройте что-нибудь !!

Обучение математическому анализу схем требует большого изучения и практики. Как правило, студенты практикуют, работая над множеством пробных проблем и проверяя их ответы на ответы, полученные от учебника или инструктора. Хотя это хорошо, есть намного лучший способ.

Вы узнаете гораздо больше, фактически создавая и анализируя реальные схемы, позволяя вашему тестовому оборудованию предоставлять «ответы» вместо книги или другого человека. Для успешных упражнений для построения схем выполните следующие действия:

  1. Тщательно измерьте и запишите все значения компонентов до построения схемы, выбирая значения резисторов, достаточно высокие, чтобы не повредить любые активные компоненты.
  2. Нарисуйте схему схемы, подлежащей анализу.
  3. Осторожно постройте эту схему на макете или другом удобном носителе.
  4. Проверьте правильность конструкции схемы, следуя каждому проводу каждой точке подключения и проверив эти элементы по одному на диаграмме.
  5. Математически проанализируйте схему, решив для всех значений напряжения и тока.
  6. Тщательно измерьте все напряжения и токи, чтобы проверить точность анализа.
  7. Если есть существенные ошибки (более нескольких процентов), тщательно проверьте конструкцию вашей схемы на диаграмме, затем тщательно пересчитайте значения и заново измерьте.

Когда ученики впервые узнают о полупроводниковых устройствах и, скорее всего, могут повредить их, создав неправильные соединения в своих схемах, я рекомендую им экспериментировать с большими высокомощными компонентами (выпрямительные диоды 1N4001, силовые транзисторы TO-220 или TO-3 и т. д.), а также использование источников энергии с использованием сухого элемента, а не настольного источника питания. Это уменьшает вероятность повреждения компонентов.

Как обычно, избегайте очень высоких и очень низких значений резисторов во избежание ошибок измерения, вызванных «загрузкой» счетчика (на верхнем конце) и во избежание выгорания транзистора (на нижнем конце). Я рекомендую резисторы между 1 кОм и 100 кОм.

Один из способов экономии времени и снижения вероятности ошибки — начать с очень простой схемы и постепенно добавлять компоненты, чтобы повысить ее сложность после каждого анализа, а не создавать целую новую схему для каждой проблемы с практикой. Другой способ экономии времени — повторное использование тех же компонентов в различных конфигурациях схем. Таким образом, вам не придется измерять значение какого-либо компонента более одного раза.

Показать ответ

Пусть сами электроны дают вам ответы на свои «практические проблемы»!

Заметки:

По моему опыту, студенты требуют много практики, чтобы провести анализ схем, чтобы стать опытным. С этой целью инструкторы обычно предоставляют своим ученикам множество практических проблем для работы и дают ответы студентам, чтобы проверить их работу. Несмотря на то, что этот подход позволяет студентам хорошо разбираться в теории схем, он не может полностью обучить их.

Студентам нужна не только математическая практика. Они также нуждаются в реальных практических схемах построения практики и использовании испытательного оборудования. Поэтому я предлагаю следующий альтернативный подход: ученики должны создавать свои «практические проблемы» с реальными компонентами и пытаться математически предсказать различные значения напряжения и тока. Таким образом, математическая теория «оживает», и ученики получают практическое знание, которое они не получат, просто путем решения уравнений.

Еще одна причина следовать этому методу практики — научить студентов научным методам : процесс проверки гипотезы (в данном случае математических предсказаний) путем проведения реального эксперимента. Студенты также будут разрабатывать реальные навыки устранения неполадок, поскольку они иногда вызывают ошибки построения схемы.

Проведите несколько минут с вашим классом, чтобы просмотреть некоторые «правила» для построения схем до их начала. Обсудите эти проблемы со своими учениками в том же сократическом ключе, что обычно обсуждаете вопросы рабочего листа, а не просто рассказываете им, что им нужно и чего не следует делать. Я никогда не перестаю удивляться тому, как плохо учащиеся понимают инструкции, когда они представлены в типичном формате лекции (инструктор-монолог)!

Обратите внимание на тех инструкторов, которые могут жаловаться на «потраченное впустую» время, требуя, чтобы учащиеся строили реальные схемы вместо того, чтобы просто математически анализировать теоретические схемы:

Какова цель студентов, которые берут ваш курс «панель панелей панелей панелей по умолчанию»,

вопрос 2

Все тиристорные устройства обладают свойством гистерезиса . С электрической точки зрения, что такое «гистерезис»? Как это поведение отличается от поведения «нормальных» активных полупроводниковых компонентов, таких как биполярные или полевые транзисторы?

Показать ответ

После включения тиристор имеет тенденцию оставаться в состоянии «о» и наоборот.

Заметки:

Гистерезисное действие тиристоров часто называют фиксацией . Попросите ваших учеников связать этот термин с действием тиристора. Почему «фиксирует» подходящий термин для такого поведения? Могут ли ваши ученики думать о любых приложениях для такого устройства?

Вопрос 3

Что требуется для того, чтобы диод Шокли или DIAC начали проводить ток? Какое условие (состояния) должно выполняться для того, чтобы электрическая проводимость проходила через одно из этих устройств?

Также объясните, что необходимо сделать, чтобы остановить поток электрического тока через диод Шокли или DIAC.

Показать ответ

Включить: падение напряжения на устройстве должно превышать определенное пороговое напряжение ( напряжение перебоя ) до проведения проводимости.

Выключить: ток через устройство должен быть доведен до минимального уровня, прежде чем устройство перестанет работать ( малоточный отсек ).

Заметки:

Хотя ответ может показаться очевидным для многих, стоит спросить своих учеников, как поведение диода Шокли сравнивается с нормальным (выпрямляющим) диодом. Тот факт, что диод Шокли называется «диодом» вообще, может обмануть некоторых ваших учеников мыслью, что он ведет себя как обычный диод.

Попросите учащихся объяснить, как эти два устройства (диоды Шокли и выпрямляющие диоды) похожи. В чем они отличаются?

Еще один хороший вопрос для обсуждения — различие между диодом Шокли и диодом Шоттки . Хотя имена очень похожи, эти два устройства, безусловно, нет!

Вопрос 4

Выпрямители с силиконовым управлением (SCR) могут быть смоделированы по следующей транзисторной схеме. Объясните, как эта схема функционирует при наличии и отсутствии «запускающего» импульса напряжения на клемме затвора:

Показать ответ

Положительная обратная связь, присущая этой схеме, дает ей гистерезисные свойства: после срабатывания «включено» она имеет тенденцию оставаться включенной. Когда «выключено», оно имеет тенденцию оставаться выключенным (до срабатывания).

Заметки:

Попросите учащихся продемонстрировать положительную реакцию «фиксации» этой схемы, нарисуя направления тока на диаграмме для класса, чтобы увидеть (на доске, в виду каждого). Спросите своих учеников, почему цепь «ждет», пока импульс включения не включится, и почему он «защелкивается» после срабатывания.

Вопрос 5

Здесь приведена иллюстрация большого типа SCAR-типа «шпилька», где корпус навинчен так, что он крепится к металлическому основанию, как резьба болта, в гайку:

Без тестового инструмента, кроме простого тестера непрерывности (аккумулятор и лампочка, подключенные последовательно, с двумя измерительными проводами), как вы могли определить идентификаторы трех терминалов на этом SCR «# 5»> Показать ответ Скрыть ответ

Самый маленький терминал (сверху) — это ворота. Идентичность катода и анода может быть определена путем подключения одного тестового провода к клемме затвора и касания другого тестового провода к любому из других терминалов.

Заметки:

Спросите своих учеников, как они знают, что терминал ворот является самым маленьким. Почему это было бы самым маленьким? Должен ли он быть самым маленьким терминалом? Зачем? Кроме того, спросите их, что индикация непрерывности будет отличать катод от анода в тесте непрерывности, описанном в ответе.

Вопрос 6

Объясните, что происходит в каждой из этих схем при нажатии кнопочного выключателя и затем отпускается:

Показать ответ

Лампа схемы SCR активируется при включении переключателя и остается включенным после отпускания переключателя. Лампа цепи TRIAC активируется при включении переключателя и сразу же отключается при отпускании переключателя.

Последующий вопрос: объясните, почему эти схемы не ведут себя одинаково. Не являются SCR и TRIACs как тиристорные (гистерезисные) устройства «заметки скрыты»> Примечания:

Этот вопрос затрагивает очень распространенное недоразумение, которое учащиеся имеют о TRIAC в цепях переменного тока. Студенты часто ошибочно полагают, что TRIACs защелкнет мощность переменного тока, как SCR, фиксирует мощность постоянного тока, просто потому, что TRIAC также является гистерезисным устройством. Однако это не так!

Можно было бы подумать, какая польза от гистерезиса TRIAC в цепи переменного тока? Если фиксация невозможна в цепи переменного тока, то почему у TRIAC вообще нет? Это очень хороший вопрос, и его ответ заключается в работе TRIAC в период времени цикла питания переменного тока, который намного быстрее, чем могут видеть человеческие глаза.

Вопрос 7

Объясните, что необходимо сделать для SCR, чтобы включить его и отправить питание на лампочку:

Затем объясните, что нужно сделать, чтобы выключить SCR, чтобы лампочка отключилась.

Показать ответ

Я позволю вам изучить ответы на эти вопросы!

Заметки:

Пусть учащиеся объясняют (или даже демонстрируют) свои ответы. Для учащихся чрезвычайно важно понять, что SCR являются тиристорами, «фиксирующимися» и включающими временные стимулы. В этом отношении они существенно отличаются от транзисторов.

Вопрос 8

Когда SCR фиксируется, он падает очень мало напряжения между анодом и катодом. Объясните, почему это так, и какая польза от этого дает SCR по транзисторам при проведении токов большой нагрузки.

Показать ответ

Составляющие транзисторы SCR в значительной степени приводят к насыщению в его проводящем состоянии с минимальным потреблением тока (затвора).

Последующий вопрос: как внутренняя работа SCR объясняет его очень быстрое время включения, в дополнение к объяснению его низкого напряжения падения напряжения «заметки скрыты»> Примечания:

Ключ к тому, чтобы полностью ответить на вопрос, почему SCR так сильно водится во время проводимости, найден в принципе положительной обратной связи . Обсудите этот принцип со своими учениками, если они еще не изучили его. Если они уже изучили его, используйте этот вопрос в качестве возможности для обзора.

Вопрос 9

Объясните, что такое TRIAC, и как он сразу подобен и отличается от SCR. Какие приложения могут использовать TRIAC в том, что SCR будет неуместным?

Показать ответ

«TRIAC» функционирует как два блока SCR с обратным параллельным подключением, чтобы иметь возможность управлять AC, а не только DC.

Последующий вопрос: нарисуйте эквивалентную схему для TRIAC.

Заметки:

Популярным приложением для TRIAC является регулирование яркости лампы, для линейных ламп накаливания (50 или 60 Гц). Если позволяет время, обсудите со своими учениками, как эти схемы диммера лампы управляют мощностью лампы в соответствии с PWM (широтно-импульсная модуляция).

Вопрос 10

Обозначьте клеммы на TRIAC с их соответствующими обозначениями:

Показать ответ

Заметки:

Спросите своих учеников, где они нашли эту информацию. Было ли это из учебника, таблицы данных или какого-либо другого источника «панель панелей панелей панелей по умолчанию»,

Вопрос 11

Объясните, как Silicon-Controlled Rectifier (SCR) отличаются от TRIAC с точки зрения их соответствующего поведения.

Показать ответ

TRIAC являются двусторонними версиями SCR.

Заметки:

Ответ, который я даю, очень минимален по дизайну. Студенты должны знать, что означает «двусторонний» со ссылкой на электронные компоненты, но этот вопрос дает хорошую возможность для них учиться, если они этого не делают!

Вопрос 12

Некоторые SCR и TRIAC рекламируются как устройства с секретными затворами . Что это значит? В чем разница между SCR «чувствительных ворот» и SCR с «нечувствительными воротами»?

Показать ответ

SCR и TRIAC с «чувствительными воротами» напоминают идеализированные устройства, иллюстрированные в учебниках. SCR и TRIAC с «нечувствительными» затворами намеренно «десенсибилизируются» путем добавления внутреннего нагрузочного резистора, подключенного к клемме затвора.

Последующий вопрос: где будет подключаться этот нагрузочный резистор, в следующей эквивалентной схеме для SCR?

Заметки:

Спросите своих учеников, почему тиристор, такой как SCR или TRIAC, должен быть «снят сенсибилизирован» путем добавления нагрузочного резистора «панель панелей панелей панелей по умолчанию»,

Вопрос 13

Объясните, что такое схема лома, и как он использует SCR для защиты цепи от чрезмерного напряжения.

Показать ответ

Схема «лома» использует SCR для фиксации выходного напряжения источника постоянного тока в случае случайного перенапряжения таким же образом, что (литеральный) металлический лоб, выброшенный через клеммы источника питания, принудительно зажимает выходное напряжение,

Заметки:

Обсудите с учащимися, считают ли они, что схема лома — это такой механизм, который видит регулярное использование, или он редко активируется.

Вопрос 14

Что такое quadrac и как он отличается от обычного TRIAC?

Показать ответ

«Quadrac» — это TRIAC с встроенным DIAC, соединенным последовательно с клеммой затвора.

Заметки:

Спросите своих студентов, какая польза от квадроцикла будет за регулярный TRIAC.

Вопрос 15

Ученик электроники недавно научился создавать схемы усилителей звука, и это вдохновляет мечты о разработке супермощного усилителя для домашней развлекательной системы. Однажды этот студент сталкивается с пожертвованием электронных компонентов из местного бизнеса, и в этом пожертвовании находятся несколько промышленных SCR, рассчитанных на 20 ампер каждый.

«Вау, — говорит студент, — эти компоненты выглядят как действительно большие транзисторы, но они рассчитаны на большой поток. Я мог бы построить с ними огромный усилитель!

Студент подходит к вам за советом, потому что вы недавно узнали, как SCR функционируют в вашем классе электроники. Что вы говорите студенту относительно использования SCR в качестве устройств для усиления звука? Как вы объясните этому возбужденному ученику, что эти устройства не будут работать в схеме усилителя?

Показать ответ

Я позволю вам определить причину, по которой SCR не могут использоваться в качестве устройств усиления звука.

Заметки:

Верьте или нет, меня когда-то подошел восторженный студент с этим вопросом!

Вопрос 16

Один из способов, с помощью которого SCR могут запускаться в их состояние «включено», — это переходное напряжение, подаваемое между анодным и катодным терминалами. Обычно этот метод запуска считается недостатком устройства, поскольку он открывает возможность нежелательного запуска, вызванного нарушениями напряжения питания.

Объясните, почему высокий (dv / dt), присутствующий на шине питания, способен запускать SCR со ссылкой на эквивалентную схему SCR. Также укажите, какие средства могут использоваться для предотвращения ложного срабатывания от переходных процессов питания.

Показать ответ

Паразитические (Miller-effect) емкости внутри биполярной структуры SCR делают устройство уязвимым для переходных процессов напряжения, большие (dv / dt) скорости, создающие базовые токи, достаточно большие, чтобы инициировать проводимость. Для уменьшения этих эффектов обычно предусмотрены схемы демпфера:

Заметки:

Выражение (dv / dt) является, конечно, термином исчисления, означающим скорость изменения напряжения во времени. Важной концепцией обзора для этого вопроса является формула «Закон Ома» для емкости:

Только понимая эффекты быстро меняющегося напряжения на емкости, студенты могут понять, почему большие скорости (dv / dt) могут вызвать проблемы для SCR.

Вопрос 17

Определите три разных способа, с помощью которых SCR или TRIAC могут быть запущены в его состояние «включено» (проводящее):

1.
2.
3.

Показать ответ

1. Применение импульса напряжения на клемме затвора
2. Превышение напряжения «размыкания» анода на катоде
3. Превышение «критической скорости нарастания» для анодно-катодного напряжения ((dv / dt))

Заметки:

Хотя инициирование ворот является наиболее распространенным методом инициирования проводимости через SCR и TRIAC, важно, чтобы ученики понимали, что это не единственный способ. Другие два метода, связанные с напряжением, приложенным между анодным и катодным терминалами (или терминалами MT1-MT2) устройства, часто являются случайными способами запуска.

Обязательно обсудите со своими учениками причину, по которой чрезмерный (dv / dt) может запускать тиристор, основанный на исследовании межэлектродной емкости в транзисторах тиристорной модели.

Вопрос 18

Определите два разных способа, с помощью которых SCR или TRIAC могут быть принудительно переведены в его «выключенное» (непроводящее) состояние:

1.
2.

Показать ответ

1. Низкий ток отключения (прерывание тока с помощью какого-либо другого переключающего устройства)
2. «Реверсивное стрельба» затвора с импульсом напряжения «неправильной» полярности

Заметки:

Хотя низкоточное отсечение является наиболее распространенным методом прекращения проводимости через SCR и TRIAC, важно, чтобы ученики понимали, что это не единственный способ. Другой метод, однако, часто очень трудно достичь с помощью обычных SCR или TRIAC.

Вопрос 19

Однополюсный транзистор или UJT — интересное устройство, проявляющее гистерезис, подобно SCR и TRIAC. Его схематический символ выглядит следующим образом:

Одна эквивалентная принципиальная схема UJT использует пару транзисторов и пару резисторов:

Когда два базовых терминала UJT подключены через источник постоянного напряжения, два базовых сопротивления (R B1 и R B2 ) образуют делитель напряжения, разделяя приложенное напряжение на меньшие части:

Какое напряжение и какая полярность должны быть применены к клемме эмиттера UJT, чтобы включить его «# 19»> Показать ответ Скрыть ответ

V P V BB R B1

R B1 + R B2

+ 0, 7

Последующий вопрос: как определяется коэффициент противостояния для UJT, и как это уравнение можно переписать, чтобы включить его?

Заметки:

Соотношение простоя является, пожалуй, самым важным параметром UJT, учитывая функцию гистерезисного переключения этого устройства. Записывая уравнение для триггерного напряжения (V P ) и понимая определение коэффициента противостояния, студенты должны помнить формулу делителя напряжения из своих исследований в цепях постоянного тока:

V R = V всего  р

Всего

 

Этот вопрос дает хорошую возможность рассмотреть работу цепей делителя напряжения и, в частности, эту формулу.

Вопрос 20

Однородный транзистор с собственным коэффициентом простоя (η) 0, 8 питается от источника постоянного напряжения 15 вольт. Вычислите напряжение эмиттера, необходимое для «запуска» этого UJT в его проводящее состояние.

Показать ответ

V P ≈ 12, 7 вольт

Заметки:

Ничего особенного здесь, просто практика расчета триггерного напряжения. Обратите внимание на ваших учеников, что символом внутреннего коэффициента противостояния (η) является греческая буква «eta», которая также используется для обозначения эффективности.

Вопрос 21

Опишите, что происходит с UJT, когда потенциометр медленно настроен вверх, чтобы обеспечить переменное напряжение в точке A в этой цепи, начиная с 0 вольт и заканчивая на триггерное напряжение V P :

Теперь опишите, что должно быть сделано для потенциометра, чтобы заставить UJT снова отступить.

Показать ответ

UJT останется в непроводящем состоянии, так как напряжение потенциометра увеличивается от 0 вольт до достижения V P. При этом напряжении UJT включается и остается включенным. Чтобы выключить UJT, потенциометр должен быть отрегулирован назад на напряжение до тех пор, пока ток в точке А не уменьшится до определенного значения «выпадения».

Заметки:

Попросите ваших учеников описать, как гистерезис демонстрируется UJT в этом сценарии.

Вопрос 22

В этой схеме используется односторонний транзистор (UJT) для фиксации светодиода в состоянии «включено» с положительным импульсом на входе. Отрицательный импульс напряжения на входной клемме отключает светодиод:

Объясните, как функционирует однополярный транзистор в этой цепи.

Показать ответ

Однополюсные транзисторы являются гистерезисными, как и все тиристоры. Положительный импульс на клемму эмиттера фиксирует UJT, а отрицательный импульс заставляет его «выпадать».

Задача вопроса: какова цель резистора R 3 в этой схеме «заметки скрыты»> Примечания:

Попросите учащихся определить терминалы на UJT. Обозначения для каждого терминала могут быть неожиданными для ваших учеников, учитывая названия биполярных транзисторных терминалов!

На заданный вопрос можно ответить, только если внимательно рассмотреть характеристики светодиода. Резистор R 3 помогает преодолеть проблемы, которые могут возникнуть из-за нелинейности диода в выключенном состоянии.

Я получил эту схему от октябрьского выпуска 2003 года

в их регулярных разделах «Целевые идеи». Дизайн приписывают Андре де Герин.

Вопрос 23

Предскажите, как повлияет на работу этой схемы защелки UJT в результате следующих сбоев. Рассматривайте каждую ошибку независимо (т.е. по одному, без кратных ошибок):

Конденсатор C 1 не работает:
Конденсатор C 1 замыкается:
Резистор R 1 не работает:
Паяный мост (короткий) прошлый резистор R 1 :
Резистор R 2 не работает:
Припойный мост (короткий) резистор R 2 :

Для каждого из этих условий объясните, почему возникнут результирующие эффекты.

Показать ответ

Невозможно открыть конденсатор C 1 : ни один кнопочный переключатель не влияет на светодиод.
Конденсатор C 1 не замыкается: цепь работает нормально.
Резистор R 1 не работает: светодиод всегда выключен, не включается.
Паяный мост (короткий) прошлый резистор R 1 : светодиод всегда горит, отказывается выключить.
Резистор R 2 не работает: светодиод горит постоянно, отказывается выключить.
Паяный мост (короткий) прошлый резистор R 2 : светодиод всегда выключен, не включается.

Заметки:

Цель этого вопроса заключается в том, чтобы подойти к области устранения неисправностей схемы с точки зрения понимания того, что такое ошибка, а не только знать, что такое симптомы. Хотя это не обязательно реалистичная перспектива, это помогает студентам создавать фундаментальные знания, необходимые для диагностики неисправной схемы из эмпирических данных. Такие вопросы должны сопровождаться (в конечном итоге) другими вопросами, которые задают учащимся определение вероятных ошибок на основе измерений.

Вопрос 24

Определите по меньшей мере три типа тиристоров (помимо SCR):

1.
2.
3.

Показать ответ

1. DIAC
2. ТРИАК
3. Quadrac (TRIAC + DIAC)
4. Диод Шокли
5. ГТО
6. UJT
7. СКС

Заметки:

Попросите своих учеников идентифицировать еще больше типов тиристоров, если они могут!

Вопрос 25

Найдите один или два кремниевых выпрямителя и приведите их к себе в класс для обсуждения. Определите как можно больше информации о своих SCR перед обсуждением:

Идентификация терминала (какой терминал представляет собой вентиль, анод и катод)
Постоянное напряжение
Постоянный ток
Непрерывная мощность
Независимо от того, является ли это устройством с чувствительным затвором

Показать ответ

Если возможно, найдите спецификацию производителя для ваших компонентов (или, по крайней мере, техническое описание для аналогичного компонента), чтобы обсудить с вашими одноклассниками.

Будьте готовы подтвердить терминальные идентификаторы ваших SCR в классе, используя мультиметр!

Заметки:

Цель этого вопроса — заставить учащихся кинестетически взаимодействовать с предметом. Это может показаться глупым, когда учащиеся участвуют в упражнении «показать и рассказать», но я обнаружил, что такие действия очень помогают некоторым ученикам. Для тех учеников, которые являются кинестетическими по своей природе, это отличная помощь для фактического контакта с реальными компонентами, когда они узнают о своей функции. Разумеется, этот вопрос также дает прекрасную возможность практиковать интерпретацию компонентных меток, использование мультиметра, таблиц доступа и т. Д.

  • ← Предыдущая работа

  • Индекс рабочих листов

  • Следующая рабочая таблица →

Тиристоры и симисторы — RadioRadar

Тиристор


   Тиристор — это переключающий полупроводниковый прибор, пропускающий ток в одном направлении. Этот радиоэлемент часто сравнивают с управляемым диодом и называют полупроводниковым управляемым вентилем (Silicon Controlled Rectifier, SCR).

Тиристор имеет три вывода, один из которых — управляющий электрод, можно сказать, «спусковой крючок» — используется для резкого перевода тиристора во включенное состояние.

   Тиристор совмещает в себе функции выпрямителя, выключателя и усилителя. Часто он используется как регулятор, главным образом, когда схема питается переменным напряжением. Нижеследующие пункты раскрывают четыре основных свойства тиристора:

  • тиристор, как и диод, проводит в одном направлении, проявляя себя как выпрямитель;
  • тиристор переводится из выключенного состояния во включенное при подаче сигнала на управляющий электрод и, следовательно, как выключатель имеет два устойчивых состояния. Тем не менее для возврата тиристора в выключенное (разомкнутое) состояние необходимо выполнить специальные условия;
  • управляющий ток, необходимый для перевода тиристора из закрытого состояния в открытое, значительно меньше (несколько миллиампер) при рабочем токе в несколько ампер и даже в несколько десятков ампер. Следовательно, тиристор обладает свойствами усилителя тока;
  • oсредний ток через нагрузку, включенную последовательно с тиристором, можно точно регулировать в зависимости от длительности сигнала на управляющем электроде. Тиристор при этом является регулятором мощности.

Структура тиристора


   Тиристором называется управляемый трехэлектродный полупроводниковый прибор, состоящий из чередующихся четырех кремниевых слоев типа р и n. Полупроводниковый прибор с четырехслойной структурой представлен на рис. 1.

   Крайнюю область р-структуры, к которой подключается положительный полюс источника питания, принято называть анодом, а крайнюю область n, к которой подключается отрицательный полюс этого источника, — катодом.

Рис.1. Структура и обозначение тиристора

Свойства тиристора в закрытом состоянии


   В соответствии со структурой тиристора можно выделить три электронно-дырочных перехода и заменить тиристор эквивалентной схемой, как показано на рис. 2.

   Эта эквивалентная схема позволяет понять поведение тиристора с отключенным управляющим электродом.

   Если анод положителен по отношению к катоду, то диод D2 закрыт, что приводит к закрытию тиристора, смещенного в этом случае в прямом направлении. При другой полярности диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении, и тиристор также закрыт.

Рис.2. Представление тиристора тремя диодами

Принцип отпирания с помощью управляющего электрода


   Эквивалентное представление структуры р-n-p-n в виде двух транзисторов показано на рис. 3.

   Представление тиристора в виде двух транзисторов разного типа проводимости приводит к эквивалентной схеме, представленной на рис. 1.4. Она наглядно объясняет явление отпирания тиристора.

   Зададим ток IGT через управляющий электрод тиристора, смещенного в прямом направлении (напряжение VAK положительное), как показано на рис. 4.

   Так как ток IGT становится базовым током транзистора n-p-n, то ток коллектора этого транзистора равен B1xIGT, где B1 — коэффициент усиления по току транзистора Т1.

   Этот ток одновременно является базовым током транзистора р-n-р, что приводит к его отпиранию. Ток коллектора транзистора Т2 составляет величину B1xB2xIGT и суммируется с током IGT, что поддерживает транзистор Т1 в открытом состоянии. Поэтому, если управляющий ток IGT достаточно велик, оба транзистора переходят в режим насыщения.

   Цепь внутренней обратной связи сохраняет проводимость тиристора даже в случае исчезновения первоначального тока управляющего электрода IGT, при этом ток анода (1А ) остается достаточно высоким.

   Типовая схема запуска тиристора приведена на рис. 5

.

Рис.3. Разбиение тиристора на два транзистора

Рис.4. Представление тиристора в виде двухтранзисторной схемы

Рис.5. Типичная схема запуска тиристора

Отключение тиристора


   Тиристор перейдет в закрытое состояние, если к управляющему электроду открытого тиристора не приложен никакой сигнал, а его рабочий ток спадет до некоторого значения, называемого током удержания (гипостатическим током).

   Отключение тиристора произойдет, в частности, если была разомкнута цепь нагрузки (рис. 6а) или напряжение, приложенное к внешней цепи, поменяло полярность (это случается в конце каждого полупериода переменного напряжения питания).

Рис.6. Способы отключения тиристора

   Когда тиристор работает при постоянном токе, отключение может быть произведено с помощью механического выключателя.

   Включенный последовательно с нагрузкой этот ключ используется для отключения рабочей цепи.

   Включенный параллельно основным электродам тиристора (рис. 6б) ключ шунтирует анодный ток, и тиристор при этом переходит в закрытое состояние. Некоторые тиристоры повторно включаются после размыкания ключа. Это объясняется тем, что при размыкании ключа заряжается паразитная емкость р-n перехода тиристора, вызывая помехи.

   Поэтому предпочитают размещать ключ между управляющим электродом и катодом тиристора (рис. 1.6в), что гарантирует правильное отключение посредством отсечения удерживающего тока. Одновременно смещается в обратном направлении переход р-n, соответствующий диоду D2 из схемы замещения тиристора тремя диодами (рис. 2).

   На рис. 6а-д представлены различные варианты схем отключения тиристора, среди них и ранее упоминавшиеся. Другие, как правило, применяются, когда требуется отключать тиристор с помощью дополнительной цепи. В этих случаях механический выключатель можно заменить вспомогательным тиристором или ключевым транзистором, как показано на рис. 7.

Рис.7. Классические схемы отключения тиристора с помощью дополнительной цепи

Симистор


   Симиcmop — полупроводниковый прибор, который широко используется в системах, питающихся переменным напряжением. Упрощенно он может рассматриваться как управляемый выключатель. В закрытом состоянии он ведет себя как разомкнутый выключатель. Напротив, подача управляющего тока на управляющий электрод симис-тора ведет к переходу его в проводящее состояние. В это время симистор подобен замкнутому выключателю.

   При отсутствии управляющего тока симистор во время любого полупериода переменного напряжения питания неизбежно переходит из состояния проводимости в закрытое состояние.

   Кроме работы в релейном режиме в термостате или светочувствительном выключателе, разработаны и широко используются системы регулирования, функционирующие по принципу фазового управления напряжением нагрузки, или, другими словами, плавные регуляторы.

Структура симистора


   Симистор можно представить двумя тиристорами, включенными встречно-параллельно. Он пропускает ток в обоих направлениях. Структура этого полупроводникового прибора показана на рис. 8. Симистор имеет три электрода: один управляющий и два основных для пропускания рабочего тока.

Рис.8. Структура симистора

Функционирование симистора


   Симистор открывается, если через управляющий электрод проходит отпирающий ток или если напряжение между его электродами А1 и А2 превышает некоторую максимальную величину (на самом деле это часто приводит к несанкционированным срабатываниям симистора, происходящим при максимуме амплитуды напряжения питания).

   Симистор переходит в закрытое состояние после изменения полярности между его выводами А1 и А2 или если значение рабочего тока меньше тока удержания Iу.

Отпирание симистора


   В режиме переменного питания смена состояний симистора вызывается изменением полярности напряжения на рабочих электродах А1 и А2. Поэтому в зависимости от полярности управляющего тока можно определить четыре варианта управления симистором, как показано на рис. 9.

   Каждый квадрант соответствует одному способу открывания симистора. Все способы кратко описаны в табл. 1.

Рис.9. Четыре возможных варианта управления симистором

Таблица 1. Упрощенное представление способов открывания симистора

КвадрантVA2-A1VG-A1IGTОбозначение
I>0>0Слабый+ +
II>0Средний+ —
IIIСредний— —
IV>0Высокий— +

   Например, если между рабочими электродами симистора прикладывают напряжение VA1-A2>0 и напряжение на управляющем электроде отрицательно по отношению к аноду А1, то смещение симистора соответствует квадранту II и упрощенному обозначению + -.

   Для каждого квадранта определены отпирающий ток I от (IGT), удерживающий ток Iуд(Iн) и ток включения Iвыкл(IL).

   Отпирающий ток должен сохраняться до тех пор, пока рабочий ток не превысит в два-три раза величину удерживающего тока Iн. Этот минимальный отпирающий ток и является током включения симистора IL.

   Затем, если убрать ток через управляющий электрод, симистор останется в проводящем состоянии до тех пор, пока анодный ток будет превышать ток удержания Iн.

Ограничения при использовании


   Симистор накладывает ряд ограничений при использовании, в частности при индуктивной нагрузке. Ограничения касаются скорости изменения напряжения (dV/dt) между анодами симистора и скорости изменения рабочего тока di/dt.

   Действительно, во время перехода симистора из закрытого состояния в проводящее внешней цепью может быть вызван значительный ток. В то же время мгновенного падения напряжения на выводах симистора не происходит. Следовательно, одновременно будут присутствовать напряжение и ток, развивающие мгновенную мощность, которая может достигнуть значительных величин. Энергия, рассеянная в малом пространстве, вызовет резкое повышение температуры р-п переходов. Если критическая температура будет превышена, то произойдет разрушение симистора, вызванное чрезмерной скоростью нарастания тока di/dt.

   Ограничения также распространяются на изменение напряжения двух категорий: на dV/dt применительно к закрытому симистору и на dV/dt при открытом симисторе (последнее также называется скоростью переключения).

   Чрезмерная скорость нарастания напряжения, приложенного между выводами А1 и А2 зарытого симистора, может вызвать его открытие при отсутствии сигнала на управляющем электроде. Это явление вызывается внутренней емкостью симистора. Ток заряда этой емкости может быть достаточным для отпирания симистора.

   Однако не это является основной причиной несвоевременного открытия. Максимальная величина dV/dt при переключении симистора, как правило, очень мала, и слишком быстрое изменение напряжения на выводах симистора в момент его запирания может тотчас же повлечь за собой новое включение. Таким образом, симистор заново отпирается, в то время как должен закрыться.

Рис.10. Симистор с защитной RC-цепочкой

   При индуктивной нагрузке симистора или при защите от внешних перенапряжений для ограничения влияния dV/dt и тока перегрузки желательно использовать защитную RC-цепочку (рис. 10).

   Расчет значений R и С зависит от нескольких параметров, среди которых — величина тока в нагрузке, значения индуктивности и номинального сопротивления нагрузки, рабочего напряжения, характеристик симистора.

   Совокупность этих параметров с трудом поддается точному описанию, поэтому часто принимают во внимание эмпирические значения. Включение сопротивления 100-150 Ом и конденсатора 100 нФ дает удовлетворительные результаты. Однако отметим, что значение сопротивления должно быть гораздо меньше (или одного порядка), чем величина полной нагрузки, являясь достаточно высоким для того, чтобы ограничить ток разряда конденсатора с целью соблюдения максимального значения di/dt в момент отпирания.

   RC-цепочка дополнительно улучшает включение в проводящее состояние симистора, управляющего индуктивной нагрузкой. Действительно, ток разряда конденсатора устраняет влияние задержки индуктивного тока, поддерживая рабочий ток выше минимального значения удерживающего тока Iуд(Iн).

Рис.11. Защита симистора с помощью варистора

   Дополнительная защита, заслуживающая внимания, может быть обеспечена с помощью варистора, подключенного к выводам индуктивной нагрузки. Другой варистор, включенный параллельно питающему напряжению, задержит помехи, распространяющиеся по сети питания. Защита симистора также обеспечивается при подключении варистора параллельно его выводам А1 и А2 (рис. 11).

Источник

  1. Кадино Э. Цветомузыкальные установки.-М.: ДМК Пресс, 2000.

Разница между транзистором и тиристором (со сравнительной таблицей)

И транзистор, и тиристор относятся к типу полупроводниковых устройств. Но существуют некоторые факторы, которые их различают. Ключевое различие между транзистором и тиристором заключается в том, что транзистор представляет собой трехслойное устройство, которому для обеспечения проводимости требуется регулярный импульс тока.

Напротив, тиристор — это 4-слойное устройство, которому требуется только один запускающий импульс для инициирования и поддержания проводимости.

И транзистор, и тиристор представляют собой 3 оконечные устройства. Но три вывода транзистора — это эмиттер, база и коллектор, а у тиристора — анод, катод и затвор.

В следующем разделе этой статьи вы получите представление о других важных различиях между ними. Но перед этим ознакомьтесь с содержанием, которое будет обсуждаться здесь.

Содержание: Транзистор против тиристора

  1. Таблица сравнения
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Заключение

Сравнительная таблица

Параметр Транзистор Тиристор
Basic Это трехслойное устройство, используемое для усиления. Это 4-х слойное устройство, используемое для ректификации.
Количество развязок Имеет 2 развязки. Состоит из 3-х узлов.
Срабатывание устройства Для обеспечения правильной проводимости устройства на него должен подаваться постоянный импульс тока. Для запуска и поддержания проводимости требуется одиночный запускающий импульс в исходном состоянии.
Номинальная мощность Номинальная мощность указывается в ваттах. Его рейтинг в киловаттах.
Стоимость Низкая стоимость Достаточно дороже транзистора.
Размер Маленький по размеру и менее громоздкий. Он имеет сравнительно больший размер, поэтому больше, чем транзистор.
Текущий рейтинг Обладает низким рейтингом тока. Ток для тиристора сравнительно высокий.
Время включения Включается быстрее тиристора. Этому устройству требуется больше времени для включения.
Коммутационная цепь Не требуется Требуется
Потери мощности Показывает большие потери мощности. Потери мощности у тиристора сравнительно меньше, чем у транзистора.
Пригодность для применения Подходит для высокочастотных приложений, но не для приложений с высокой мощностью Подходит для приложений с высокой мощностью, но не для высокочастотных приложений.

Определение транзистора

Транзистор — это устройство из полупроводникового материала, состоящее из 3 слоев и 3 выводов. Слово «транзистор» — это слияние двух разных слов: «передача» и «резистор». Это просто определяет работу транзистора. Это устройство, которое передает сопротивление из одной области в другую, чтобы обеспечить проводимость, тем самым усиливая сигнал.

В основном, кремний и германий являются полупроводниковыми материалами, которые используются для изготовления транзисторов.

Здесь мы можем видеть символическое изображение транзистора:

Транзисторы в основном классифицируются как транзисторы NPN и PNP. Эта классификация полностью зависит от типа используемого материала и связанных с ним основных носителей заряда, ответственных за проводимость.

На рисунке ниже представлен NPN-транзистор со смещением:

Здесь мы можем ясно видеть, что транзистор представляет собой устройство с 2 pn переходом. Три вывода транзистора — это эмиттер, база и коллектор.

Когда на устройство подается надлежащее смещение, большинство носителей заряда перетекают от одного конца к другому, что в результате вызывает проводимость.

Поскольку мы рассмотрели здесь NPN-транзистор, то основными носителями заряда, ответственными за протекание тока здесь, являются электроны.

Итак, когда прямое напряжение прикладывается к переходу эмиттер-база транзистора, электроны из области эмиттера дрейфуют через область базы после преодоления барьерного потенциала этого перехода.

Достигнув тонкой базовой области, где основными носителями являются дырки, только некоторые из электронов объединяются с дырками, а остальные перемещаются к области коллектора. Затем большинство носителей заряда собираются на коллекторе.

Благодаря этому движение происходит через устройство, и ток течет от коллектора к эмиттеру (противоположно направлению потока электронов) через транзистор.

Определение тиристора

Тиристор — это полупроводниковый прибор, состоящий из 4 слоев и 3 выводов.Тиристор — это слияние слов тиратрон и транзистор. Поскольку он выполняет выпрямление как тиратрон и управляет как транзистор.

Это в основном альтернативное расположение полупроводниковых материалов p- и n-типа; это ясно показано на рисунке ниже:

Также на рисунке ниже показано символическое изображение тиристора:

Тиристор — это устройство, которое начинает проводить ток только тогда, когда на его вывод подается импульс запуска затвора.Когда прямое или обратное напряжение подается на устройство без какого-либо импульса запуска строба, устройство не проводит.

Необходимо подать напряжение прямого затвора для запуска и поддержания проводимости через тиристор.

На рисунке ниже представлена ​​схема смещения тиристора:

Здесь прямое напряжение подается на анод относительно катода. Кроме того, вывод затвора смещен в прямом направлении относительно катода.

Это вызывает прямое смещение всех трех переходов, так что основные носители начинают дрейфовать от эмиттера к области коллектора.Если потенциал затвора не приложен, то промежуточный переход останется в состоянии обратного смещения и блокирует поток носителей.

Как только приложенный потенциал затвора смещает вперед средний переход, это позволяет непрерывно протекать ток. Даже после снятия импульса запуска затвора устройство продолжает вести себя за счет кумулятивного действия.

Ключевые различия между транзистором и тиристором

  1. Транзистор может выдерживать только небольшую выходную мощность, поэтому он измеряется в ваттах.В то время как тиристор демонстрирует лучшую способность управлять большой мощностью, чем транзистор, он оценивается в киловаттах.
  2. Транзистор состоит из 3 слоев, а именно npn или pnp, а тиристор состоит из 4 слоев, то есть pnpn.
  3. Использование силовых транзисторов в электронных схемах снижает общую стоимость системы. Тогда как использование тиристоров в схемах увеличивает стоимость. Тем самым делая это дорого.
  4. Транзистор не показывает характеристики емкости по импульсному току, поэтому способен выдерживать только небольшую скорость изменения тока.В отличие от этого, тиристор демонстрирует характеристику импульсного тока и, следовательно, может выдерживать сравнительно высокую скорость изменения тока, чем транзистор.
  5. Транзистор включается быстро, поэтому время его включения меньше, чем у тиристора.
  6. Схема транзистора не требует схемы коммутации. Однако в случае тиристорной коммутации схема не требуется.
  7. Внутренние потери мощности в случае транзистора выше, чем у тиристора.
  8. Транзисторы

  9. подходят для высокочастотных приложений, но не для приложений с высокой мощностью.Напротив, тиристоры подходят для приложений с большой мощностью, но не для высокочастотных приложений.

Заключение

Итак, из приведенного выше обсуждения мы можем сделать вывод, что и транзистор, и тиристор имеют свои собственные преимущества в своих соответствующих приложениях. Но тиристор несколько демонстрирует лучшую надежность, чем транзистор.

Разница между тиристором и транзистором (со сравнительной таблицей)

Тиристор — это полупроводниковый прибор, обладающий высокими номинальными значениями напряжения и тока, а также способный выдерживать большую мощность.Напротив, транзистор не может обрабатывать большую мощность, эквивалентную мощности тиристора. Кроме того, ток и напряжение транзисторов также довольно низки. Таким образом, мощность отличает оба этих устройства.

Хотя и тиристор, и транзистор являются ключевыми устройствами для коммутации, тем не менее, из-за различий в характеристиках у них есть свои области применения.

Еще одно различие между тиристором и транзистором, которое проявляется в его конструктивной особенности, состоит в том, что тиристор образован четырьмя слоями материала P-типа и N-типа, расположенными альтернативным образом.С другой стороны, транзистор формируется путем размещения слоя полупроводникового материала P-типа или N-типа между слоями материала N-типа и P-типа соответственно.

Итак, вы, должно быть, получили общее представление о различиях между тиристором и транзистором. Но на этом различия не заканчиваются; Между вышеупомянутым четырехслойным и трехслойным устройством есть еще много другого различия. Все это обсудим с помощью сравнительной таблицы.

Но прежде, чем я займусь сравнительной таблицей, давайте быстро взглянем на дорожную карту этой статьи.

Содержание: тиристор против транзистора

  1. Таблица сравнения
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Заключение

Таблица сравнения

Параметры Тиристор Транзистор
Определение Тиристор — это четырехслойное полупроводниковое устройство, которое используется для выпрямления и переключения. Транзистор представляет собой трехслойное полупроводниковое устройство, которое используется в основном для усиления и переключения.
Допустимая мощность Больше по сравнению с транзистором. Меньше по сравнению с тиристорами.
Номинальные значения тока и напряжения Максимальные значения тока и напряжения. Низкий ток и номинальное напряжение
Внутренние потери Меньше по сравнению с транзисторами. Больше по сравнению с тиристорами.
Время включения и выключения Требуется больше времени на включение и выключение. На включение и выключение требуется меньше времени.
Стоимость Стоит дорого. Это дешево и, следовательно, экономично для использования в нескольких приложениях.
Вес Он громоздкий. Он легкий.
Процедура срабатывания Требуется всего один импульс, чтобы переключить его в состояние проводимости. Ему необходим постоянный ток, чтобы поддерживать его в проводящем состоянии.
Высокочастотное применение Не подходит. Подходит
Применение с высокой мощностью Подходит для приложений с высокой мощностью. Не подходит для применения с высокой мощностью.

Определение

Транзистор

Транзистор — это полупроводниковый прибор, состоящий из трех выводов: эмиттера, базы и коллектора. Его можно использовать как усилитель или переключатель в зависимости от смещения перехода транзистора. Эмиттерный и базовый вывод составляют переход эмиттер-база, в то время как коллектор и базовый вывод составляют переход коллектор-база.

Вывод эмиттера сильно легирован и поэтому состоит из большого количества носителей заряда. Эти носители текут к коллектору через базовую область, и благодаря этому ток течет в транзисторе. Транзистор работает в трех областях: активной области, области насыщения и области отсечки.

Характеристики активной области транзисторов используются для усиления слабого сигнала, в то время как характеристики области насыщения и отсечки транзисторов используются в коммутационных приложениях.

Тиристор

Тиристор образован четырьмя слоями полупроводникового материала. Он состоит из трех выводов: катода, анода и вывода затвора. Вывод затвора тиристора используется в качестве управляющего вывода. Тиристор переключается во включенное состояние путем подачи начального тока на транзистор, после чего он остается во включенном состоянии.

Это похоже на два транзистора PNP и NPN, соединенных вместе через клемму база-коллектор. Коллектор PNP подключен к базе NPN, и, таким образом, транзистор NPN переключится в состояние ON, а коллектор NPN подключен к базе транзистора PNP.Таким образом, оба транзистора будут оставаться включенными при первоначальном запуске, подаваемом на транзистор PNP.

Ключевые различия между тиристором и транзистором

  1. Высоковольтные характеристики и номинальные токи. Важнейшим свойством, которое создает существенную разницу между тиристором и транзистором, являются номинальные значения напряжения и тока. Номинальное напряжение и ток тиристора высоки из-за его конструкции и конструкции, в то время как номинальное напряжение и ток транзистора низкие по сравнению с тиристором.
  2. Допустимая мощность: допустимая мощность тиристора и транзистора отличается друг от друга. Тиристоры обладают большей мощностью, чем транзисторы. Номинальная мощность тиристоров всегда выражается в киловаттах (киловаттах), а у транзисторов — всегда в ваттах.
  3. Конструирование: Тиристор и транзистор имеют разную конструкцию. Тиристор образован четырьмя слоями полупроводникового материала, в котором материал P-типа и материал N-типа соединены альтернативным способом, в то время как транзистор образован путем соединения трех слоев полупроводников.
  4. Клемма: Тиристор и транзистор имеют по три клеммы, но три клеммы транзисторов — это эмиттер, база и коллектор, а три клеммы тиристоров — это катод, анод и клемма затвора. Тиристор состоит из управляющего терминала, то есть терминала затвора, в то время как транзисторы не требуют никакого управляющего терминала.
  5. Внутренние потери: тиристоры обладают меньшими внутренними потерями по сравнению с транзисторами. Внутренние потери в устройстве снижают его эффективность.Таким образом, тиристоры считаются гораздо более эффективными, чем транзисторы, в случае применения с высокой мощностью.
  6. Размер схемы: Размеры тиристорной и транзисторной схемы также отличаются друг от друга. Схема тиристора более громоздка, чем схема транзистора. Таким образом, если вам нужна небольшая схема для высокочастотного применения, вам необходимо использовать силовые транзисторы, потому что силовые транзисторы малы по размеру.
  7. Стоимость схемы: Силовые транзисторы небольшие и дешевые.Таким образом, схемы, в которых используется силовой транзистор, будут дешевле, чем схемы, использующие тиристоры.
  8. Требование схемы коммутации: Схема коммутации не требуется в случае транзистора, в то время как она требуется в случае тиристора, который делает тиристорную схему громоздкой.
  9. Время включения и выключения: Транзистор можно выключить немедленно, но тиристор нельзя выключить мгновенно. Таким образом, тиристоры обладают большим временем выключения, что не подходит для высокочастотных приложений.Более того, транзистор может включаться быстрее, чем тиристор. Поэтому транзисторы предпочтительнее тиристоров для высокочастотного переключения.
  10. Применение высокой мощности: Тиристоры из-за своей высокой допустимой мощности считаются лучшими для приложений высокой мощности. Напротив, транзистор используется для приложений с низким энергопотреблением.
  11. Запуск: Для тиристора требуется запуск одиночным импульсом, который после подачи питания остается в состоянии проводимости.Напротив, транзисторам требуется постоянная подача тока, чтобы поддерживать их в состоянии проводимости.

Заключение

Тиристор и транзистор, оба являются переключающими устройствами, но тиристор не подходит для высокочастотного применения, а транзистор не подходит для применения с высокой мощностью. В высокочастотном приложении мы должны использовать транзистор из-за его небольшого времени включения и выключения. Но в приложениях большой мощности следует использовать тиристоры из-за их высокой пропускной способности по току.

Что делать, если вы будете использовать тиристор для высокочастотного переключателя? Это приведет к снижению эффективности полученной схемы. Таким образом, мы можем использовать устройства в соответствующем приложении только тогда, когда мы знакомы с различиями между ними.

12 Разница между транзистором и тиристором

Что такое транзистор?

Транзистор — это полупроводниковое устройство, используемое для усиления или
переключать электронные сигналы и электроэнергию.Транзисторы являются одними из
основные строительные блоки современной электроники. Он состоит из полупроводника.
материал обычно имеет не менее трех клемм для подключения к внешнему
схема. Напряжение или ток, приложенные к одной паре выводов транзистора.
контролирует ток через другую пару клемм. Потому что контролируемые
входная мощность, транзистор может усилить сигнал.

Что вам нужно
Знайте о транзисторе

  • Транзистор — трехслойный полупроводниковый прибор.
    который в основном используется для усиления и переключения.
  • Передатчик состоит из трех клемм, которые
    это эмиттер, база и коллектор.
  • Номинальные характеристики транзистора всегда указываются в ваттах, потому что
    транзистор выдерживает только небольшую выходную мощность.
  • Транзисторы подходят для высокочастотных
    приложений, но не для приложений с высокой мощностью.
  • Схема транзистора не требует коммутации
    схема.
  • Транзистор состоит из 3 слоев полупроводника.
    материал, — материал типа P и N (npn или pnp).
  • При использовании силовых транзисторов в
    электронных схем, это снижает общую стоимость системы.
  • Транзистор не показывает импульсный ток
    характеристика емкости, таким образом, способна справиться только с небольшой скоростью изменения
    Текущий.
  • Транзистор включается быстро, поэтому
    меньшее время включения, чем у тиристора.
  • Внутренние потери мощности в транзисторе велики
    по сравнению с тиристором.
  • Транзисторная схема менее громоздка, чем
    транзисторная схема.
  • Номинальное напряжение и ток транзистора
    низкий по сравнению с тиристором.

Что такое тиристор?

Тиристор — четырехслойный трехпереходный полупроводник.
коммутационное устройство. Он имеет три вывода: анод, катод и затвор. Тиристор
также однонаправленное устройство, такое как диод, что означает, что он течет только в
Одно направление. Он состоит из трех последовательно соединенных PN-переходов, а также из четырех
слои.

Тиристор действует исключительно как бистабильный переключатель, проводящий
когда затвор получает ток триггера и продолжает проводить напряжение
до тех пор, пока устройство не будет смещено в обратном направлении или пока напряжение не будет снято (
некоторые другие средства).Есть два дизайна, различающиеся тем, что запускает
проводящее состояние. в трехвыводном тиристоре небольшой ток на его выводе затвора
контролирует больший ток пути от анода к катоду. В двух отведениях
тиристор, проводимость начинается, когда разность потенциалов между анодом
а сами катоды достаточно большие (напряжение пробоя).

Что вам нужно
Знайте о тиристоре

  • Тиристор — четырехслойный полупроводниковый прибор.
    который используется для выпрямления и переключения.
  • Тиристор состоит из трех выводов, которые
    анод, катод и вывод затвора.
  • Тиристор обладает отличной способностью управлять
    большая мощность, чем у транзистора, поэтому он оценивается в киловаттах.
  • Тиристоры подходят для большой мощности
    приложений, но не для высокочастотных приложений.
  • Для тиристорной схемы требуется схема коммутации.
  • Тиристор состоит из 4 слоев
    полупроводниковый материал, в котором материал P-типа и материал N-типа
    подключены альтернативным способом, то есть pnpn.
  • Использование тиристора в схемах увеличивает
    общая стоимость системы.
  • Тиристор показывает импульсный ток
    характеристика и, следовательно, может иметь сравнительно высокую скорость изменения
    ток, чем транзистор.
  • Тиристор не включается быстро, поэтому
    показывает меньшее время включения, чем у транзистора.
  • Внутренние потери мощности в тиристоре равны
    относительно низкий по сравнению с транзистором.
  • Схема тиристора громоздка, чем транзистор
    схема.
  • Номинальное напряжение и ток тиристора
    высокая за счет изготовления и дизайнерской архитектуры.

Также читайте: Разница между SCR и TRIAC

Разница
Между транзистором и тиристором в табличной форме

ОСНОВА СРАВНЕНИЯ ТРАНЗИСТОР

ТИРИСТОР
Описание Транзистор представляет собой трехслойное полупроводниковое устройство, которое в основном
используется для усиления и переключения.
Тиристор — это четырехслойный полупроводниковый прибор, который используется для
выпрямление и переключение.

Терминалы Передатчик состоит из трех выводов, то есть эмиттера, базы
и коллектор.

Тиристор состоит из трех выводов: анод, катод.
и терминал ворот.

Номинальная мощность Номинальные характеристики транзистора всегда указываются в ваттах, потому что транзистор может
выдерживают только небольшую выходную мощность.
Тиристор обладает отличной способностью управлять большей мощностью, чем
Таким образом, транзистор измеряется в киловаттах.

Пригодность Транзисторы подходят для высокочастотных приложений, но не для
приложения высокой мощности.

Тиристоры подходят для приложений с высокой мощностью, но не для высоких
частотные приложения.

Схема коммутации Схема транзистора не требует схемы коммутации. Схема тиристора требует схемы коммутации.

Слои полупроводника
Материал
Транзистор состоит из 3 слоев полупроводникового материала, —
Материал P-типа и N-типа (npn или pnp).

Тиристор состоит из 4 слоев полупроводникового материала, в котором
Материал P-типа и материал N-типа соединяются альтернативным способом
это pnpn.

Влияние на стоимость системы Когда в электронных схемах используются силовые транзисторы,
снижает общую стоимость системы.
Когда в электронных схемах используются силовые транзисторы,
снижает общую стоимость системы.

Максимальный импульсный ток Транзистор не имеет характеристики емкости для импульсного тока.
таким образом, он способен выдерживать только небольшую скорость изменения тока.

Тиристор имеет характеристики импульсного тока и, следовательно, может выдерживать
сравнительно высокая скорость изменения тока, чем у транзистора.
Время включения Транзистор включается быстро, поэтому время его включения меньше.
чем у тиристора.

Тиристор не включается быстро, поэтому он мало включается.
время, чем у транзистора.

Внутренние потери мощности Внутренние потери мощности в транзисторе высоки по сравнению с
тиристор.

Внутренние потери мощности в тиристоре относительно невелики:
по сравнению с транзистором.
Громоздкость Схема транзистора менее громоздка, чем схема на транзисторе.

Схема тиристора более громоздка, чем схема транзистора.

Номинальное напряжение и ток Номинальное напряжение и ток транзистора низкие по сравнению
к тиристору.

Номинальное напряжение и ток тиристора высокие из-за его
изготовление и проектирование архитектуры.

Предыдущая статья8 Разница между потоком в трубе и потоком в открытом канале (с примерами) Следующая статья8 Разница между резистором и конденсатором

Разница между транзистором и тиристором

Основное отличие — транзистор и тиристор

Транзисторы и тиристоры — это полупроводниковые устройства, которые находят множество применений в электрических цепях.Основное различие между транзистором и тиристором состоит в том, что транзистор имеет три слоя полупроводников, тогда как тиристор имеет четыре слоя полупроводников. Иногда тиристоры называют кремниевыми управляемыми выпрямителями (SCR).

Что такое транзистор

Транзисторы — это полупроводниковые устройства, которые могут действовать как усилители или переключатели в электрических цепях. Транзистор состоит из трех легированных полупроводников. Основные типы транзисторов включают транзисторы с биполярным переходом (BJT), полевые транзисторы (FET) и биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT).Мы обсуждали, как работают эти транзисторы, в статьях, сравнивая разницу между BJT и FET и разницу между IGBT и MOSFET. Транзисторы имеют три вывода. Управляя напряжением, подаваемым на один из выводов, можно управлять током через два других вывода этих устройств.

Что такое тиристор

Тиристор также имеет три вывода, как у транзистора, и эти выводы называются «анодом», «катодом» и «затвором».Однако тиристор состоит из четырех слоев легированных полупроводников. Функционально тиристор действует как комбинация двух транзисторов, как показано ниже:

Тиристор можно представить как два работающих вместе транзистора. Справа: символ тиристора.

А тиристор имеет три режима:

  1. Режим обратной блокировки: в этой установке анод имеет более отрицательный потенциал, чем катод. Это означает, что переходы J 1 и J 3 смещены в обратном направлении, а переход J 2 смещены в прямом направлении.В этом режиме через тиристор не может протекать ток.
  2. Режим прямой блокировки: в этой установке анод имеет более положительный потенциал, чем катод. Здесь J 1 и J 3 имеют прямое смещение, а J 2 — обратное смещение. Ток по-прежнему не может протекать через тиристор.
  3. Режим прямой проводимости: в этой схеме анод и катод соединены, как в режиме прямой блокировки. Однако теперь через тиристор протекает ток.Этого можно было добиться двумя способами: если бы прямая разность потенциалов между анодом и катодом была такой большой, переход J 2 подвергся бы пробою, позволяя току течь через него. Если разность потенциалов недостаточно велика для возникновения пробоя, прямая проводимость также может быть достигнута путем пропускания прямого тока через затвор.

Если на затвор подается ток и прямой ток в тиристоре достигает порогового значения тока, известного как ток фиксации, тиристор будет продолжать проводить, даже когда ток затвора будет удален.Как только тиристор начал проводить прямой ток, он может продолжать это делать до тех пор, пока прямой ток выше порогового значения тока, известного как ток удержания. По этой причине тиристор можно использовать как переключатель. На рисунке ниже показана вольт-амперная характеристика тиристора:

График зависимости тока от напряжения для тиристора.

Обозначенная кривая относится к случаю, когда ток затвора отсутствует. Здесь прямое напряжение должно достичь значения пробоя, прежде чем оно сможет начать проводить значительный ток.Обозначенная кривая показывает, что при наличии некоторого тока затвора через тиристор может протекать ток при более низком прямом напряжении. Обратите внимание, что текущие значения, обозначенные и относятся к току фиксации и току удержания соответственно. Кривые показывают, что как только достигается ток фиксации, ток быстро растет, а если ток падает до, он падает (пунктирная кривая).

В чем разница между транзистором и тиристором

Количество полупроводниковых слоев

Транзисторы состоят из трех слоев полупроводников.

Тиристоры состоят из четырех слоев полупроводников.

Номинальная мощность

Тиристоры могут использоваться в схемах, обеспечивающих большую мощность по сравнению с транзисторами.

Использование в качестве усилителя

Транзисторы

можно использовать как переключатели или усилители.

Тиристоры можно использовать как переключатели, но не как усилители.

Поддержание прямого тока

В транзисторах требуется постоянный вход для поддержания прямого тока.

В тиристорах импульс может вызвать прохождение прямого тока, и этот ток будет продолжать течь до тех пор, пока он не упадет ниже порогового значения, даже если больше нет входного тока.

Изображение предоставлено:

«Схема тиристора» от Riflemann ~ commonswiki (собственная работа) [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons (с изменениями)

«Тиристорная вольт-амперная характеристика» Михаила Рязанова (собственная работа) [Public Domain], через Wikimedia Commons

Разница между транзистором и тиристором

Автор: Admin

Транзистор против тиристора

И транзистор, и тиристор являются полупроводниковыми приборами с чередующимися полупроводниковыми слоями P-типа и N-типа.Они используются во многих коммутационных приложениях по многим причинам, таким как эффективность, низкая стоимость и небольшой размер. Оба они представляют собой три оконечных устройства, и они обеспечивают хороший диапазон регулирования тока с небольшим управляющим током. Оба этих устройства имеют преимущества, зависящие от области применения.

Транзистор

Транзистор состоит из трех чередующихся полупроводниковых слоев (P-N-P или N-P-N). Это формирует два PN-перехода (соединение, образованное путем соединения полупроводника P-типа и полупроводника N-типа), и, следовательно, наблюдается уникальный тип поведения.Три электрода подключены к трем полупроводниковым слоям, а средний вывод называется «базой». Два других слоя известны как «эмиттер» и «коллектор».

В транзисторе ток большого коллектора к эмиттеру (Ic) управляется малым током эмиттера базы (IB), и это свойство используется для разработки усилителей или переключателей. В коммутационных приложениях три слоя полупроводников действуют как проводники, когда подается базовый ток.

Тиристор

Тиристор состоит из четырех чередующихся полупроводниковых слоев (в форме P-N-P-N) и, следовательно, состоит из трех PN-переходов.При анализе это рассматривается как пара тесно связанных транзисторов (один PNP, а другой в конфигурации NPN). Самые внешние полупроводниковые слои P- и N-типа называются анодом и катодом соответственно. Электрод, соединенный с внутренним полупроводниковым слоем P-типа, известен как «затвор».

Во время работы тиристор ведет себя как проводящий, когда на затвор подается импульс. Он имеет три режима работы, известные как «режим блокировки в обратном направлении», «режим блокировки в прямом направлении» и «режим прямого проведения». Как только затвор запускается импульсом, тиристор переходит в «режим прямой проводимости» и продолжает проводить до тех пор, пока прямой ток не станет меньше порогового «тока удержания».

Тиристоры — это силовые устройства, и в большинстве случаев они используются в приложениях с высокими токами и напряжениями. Чаще всего тиристоры используются для управления переменным током.

Разница между транзистором и тиристором

1. Транзистор имеет только три слоя полупроводника, а тиристор состоит из четырех слоев.

2. Три вывода транзистора известны как эмиттер, коллектор и база, а тиристор имеет выводы, известные как анод, катод и затвор.

3.При анализе тиристор рассматривается как пара транзисторов с тесной связью.

4. Тиристоры могут работать при более высоких напряжениях и токах, чем транзисторы.

5. Тиристоры обладают более высокой мощностью, поскольку их номинальные значения указаны в киловаттах, а диапазон мощности транзисторов — в ваттах.

6. Тиристору требуется только импульс для изменения режима на проводящий, когда транзистору требуется постоянная подача управляющего тока.

7. Внутренние потери мощности в транзисторе выше, чем в тиристоре.

Разница между диодом и тиристором (со сравнительной таблицей)

Одно из важнейших различий между диодом и тиристором состоит в том, что диод представляет собой устройство с двумя выводами, используемое для выпрямления и переключения. В отличие от тиристора, это трехконтактное устройство, предназначенное для коммутации. Это создает основную разницу в их работе.

Мы знаем, что и диод, и тиристор являются полупроводниковыми устройствами, образованными комбинацией полупроводникового материала p- и n-типа.Однако существуют различные факторы, которые различают их.

Содержание: диод против тиристора

  1. Таблица сравнения
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Диод Тиристор (SCR)
Символ
Тип устройства Неконтролируемое выпрямительное устройство (поскольку запускающий импульс не требуется). Управляемое устройство включения (при необходимости запускающего импульса).
Количество слоев 2 4
Количество переходов 1 3
Количество клемм 2 (анод и катод) 3 (анод, катод и затвор)
Мощность передачи Хорошо Лучше
Рабочее напряжение Низкое Сравнительно высокое
Стоимость Дешевле Дороже
Вес Легкий Сравнительно тяжелый

Определение диода

Диод — это устройство с двумя выводами, образованное комбинацией полупроводникового материала p- и n-типа, которое обеспечивает проводимость только в одном направлении.На практике говорят, что диод допускает проводимость только при прямом смещении и ограничивает прохождение тока при обратном смещении.

На приведенном ниже рисунке показан диод с прямым смещением p-n-перехода:

Первоначально, когда внешний потенциал не предусмотрен, тогда также основные носители обеих областей дрейфуют через соединение, чтобы объединиться. По прошествии определенного времени неподвижные ионы осаждаются по обе стороны от перехода, тем самым образуя обедненную область.

После образования обедненного слоя дальнейшее движение носителей заряда будет происходить только тогда, когда будет обеспечено внешнее смещение. Таким образом, при прямом смещении дырки и электроны со стороны p и n соответственно отталкиваются от положительного и отрицательного полюсов батареи. Это уменьшает ширину обедненной области и уменьшает дрейф носителей через переход под действием внешнего потенциала.

Это движение носителей генерирует электрический ток через устройство, и направление потока тока будет противоположным направлению потока электронов.

На приведенном ниже рисунке показано состояние обратного смещения диода p-n-перехода:

Здесь мы можем ясно видеть, что область p подключена к отрицательной клемме, а область n подключена к положительной клемме батареи.

Итак, теперь большинство носителей заряда обоих регионов испытывают силу притяжения от клеммы аккумулятора. Это приводит к расширению обедненной области и, следовательно, к увеличению барьерного потенциала. Таким образом, это не вызовет дальнейшего протекания тока через устройство.

Определение тиристора

Тиристор — это 4-слойное устройство, образованное чередующейся комбинацией полупроводниковых материалов p- и n-типа. Это устройство, используемое для выпрямления и переключения. SCR — наиболее часто используемый член семейства тиристоров, и это название обычно используется, когда мы говорим о тиристорах. SCR также позволяет протекать току в одном направлении, и его действие контролируется внешним запускающим импульсом, подаваемым на его вывод затвора.

В основном SCR — это 4-х уровневое устройство в конфигурации P-N-P-N.Эта конфигурация создает 3 перехода в структуре тринистора. Давайте теперь вкратце разберемся, как в основном работает SCR:

Как мы уже обсуждали, работа тиристора во многом зависит от приложенного внешнего потенциала на выводе затвора. Итак, давайте разберемся в случае, когда на выводе затвора отсутствует какой-либо внешний потенциал, но между анодом и катодом приложено прямое напряжение.

Следовательно, как мы можем видеть на рисунке, показанном выше, между анодом и катодом прикладывается прямое напряжение, которое вызывает прямое смещение перехода J 1 и J 3 .Но при этом переход J 2 будет обратносмещенным. Это приведет к образованию области истощения около J 2 . Следовательно, через устройство не будет протекать прямой ток, и через него будет протекать только пренебрежимо малый ток утечки. Это состояние называется практически выключенным тиристором (SCR).

Теперь предположим, что никакой внешний потенциал затвора не применяется, но между анодом и катодом применяется обратный потенциал. Это смещающее устройство смещает в обратном направлении разветвление J 1 и J 3 , но в прямом направлении смещает разветвление J 2 .Тем не менее, через устройство будет протекать только ток утечки.

Следовательно, мы можем сказать, что без потенциала затвора, тиристор не будет проводить ни в прямом, ни в обратном смещенном состоянии. Теперь рассмотрим случай, когда клемма затвора срабатывает прямым потенциалом. Также между катодом и анодом имеется прямое напряжение.

Итак, в этом случае электроны, присутствующие в области n, испытывают отталкивание от отрицательной клеммы батареи. Это движение генерирует ток затвора через устройство.Также отверстия в p-области отталкиваются положительным выводом батареи и дрейфуют через переход J 2 , тем самым вызывая анодный ток.

Это регенеративное действие позволяет SCR вести тяжелую работу. Однако здесь следует отметить, что как только SCR начинает проводить, потенциал затвора больше не играет никакой роли в проводимости. И устройство продолжает находиться во включенном состоянии.

Ключевые различия между диодом и тиристором

  1. Диод — это двухслойное устройство, имеющее p- и n-области.А тиристор — это четырехслойный полупроводниковый прибор, образованный чередованием материалов p- и n-типа.
  2. Из-за того, что диод состоит из двух слоев, в случае диода существует один переход. В то время как за счет 4 слоев тиристор имеет 3 перехода.
  3. Диод — это устройство с двумя выводами, а именно анод и катод. Но тиристор — это устройство с 3 контактами, из 3 контактов 2 являются анодом и катодом, а другой — затвором, который используется для внешнего запуска схемы.
  4. Мощность тиристоров сравнительно лучше, чем у диодов.
  5. Диоды

  6. демонстрируют низкое рабочее напряжение около 5000 В. В то время как рабочее напряжение составляет около 7000 В в случае тиристоров, что сравнительно выше, чем у диодов.
  7. Диод — это такое устройство, которому не требуется внешний запускающий импульс для инициирования проводимости. А тиристору для работы схемы необходим внешний запускающий импульс.
  8. Диоды дешевле тиристоров.
  9. Тиристоры сравнительно громоздки, чем диоды.

Заключение

Итак, из приведенного выше обсуждения мы можем сказать, что хотя и диод, и тиристор являются полупроводниковыми приборами. Но работа этих двух устройств совершенно разная, поэтому они находят применение в разных областях.

Также диоды широко используются в выпрямительных схемах, ограничителях и фиксаторах, логических вентилях и в схемах умножителей напряжения. В то время как тиристоры широко используются в двигателях большой мощности, инверторах, в схемах управляемого выпрямления, синхронизации и схемах защиты от перенапряжения.

Что такое тиристор? Типы тиристоров и их применение

Что такое тиристор? Типы тиристоров и их применение

Тиристоры — интересный класс полупроводниковых приборов. Они имеют аналогичные характеристики с другими твердотельными компонентами из кремния, такими как диоды и транзисторы. Поэтому отличить тиристоры от диодов и транзисторов может быть сложно. Чтобы усложнить задачу, на рынке доступны различные типы тиристоров.

В некоторых случаях то, что отличает тиристоры друг от друга, может быть всего лишь крошечной деталью.

Также, в зависимости от производителя, данный тиристор может называться другим именем.

Для успешного применения тиристоров при проектировании схем важно знать их уникальные характеристики, ограничения и их взаимосвязь со схемой. Вот почему мы тратим время на то, чтобы разобраться во всем этом, чтобы вы могли лучше понять, какой тиристор лучше всего подходит для вашего приложения.

Что такое тиристор?

Тиристор — это четырехслойный прибор с чередующимися полупроводниками P-типа и N-типа (P-N-P-N).

В своей основной форме тиристор имеет три вывода: анод (положительный вывод), катод (отрицательный вывод) и затвор (контрольный вывод). Затвор управляет потоком тока между анодом и катодом.

Основная функция тиристора — регулировать электрическую мощность и ток, действуя как переключатель. Для такого небольшого и легкого компонента он обеспечивает адекватную защиту цепей с большими напряжениями и токами (до 6000 В, 4500 А).

Он привлекателен в качестве выпрямителя, поскольку может быстро переключаться из состояния проводимости тока в состояние непроводимости.

Кроме того, его стоимость обслуживания невысока, и при правильной эксплуатации он остается работоспособным в течение длительного времени без возникновения неисправностей.

Тиристоры используются в самых разных электрических цепях, от простых охранных сигнализаций до линий электропередачи.

Как работают тиристоры?

Тиристор со структурой P-N-P-N имеет три перехода: PN, NP и PN.Если анод является положительным выводом по отношению к катоду, внешние переходы, PN и PN смещены в прямом направлении, а центральный переход NP с обратным смещением. Следовательно, переход NP блокирует прохождение положительного тока от анода к катоду. Говорят, что тиристор находится в состоянии прямой блокировки. Точно так же прохождение отрицательного тока блокируется внешними PN-переходами. Тиристор находится в состоянии обратной блокировки.

Другое состояние, в котором может находиться тиристор, — это состояние прямой проводимости, когда он получает достаточный сигнал для включения и начинает проводить.

Давайте на минутку выделим уникальные свойства, которые тиристоры привносят в схему, углубившись в природу сигнала и отклик тиристора.

Щелкните здесь, чтобы купить тиристоры или другие устройства защиты цепей от MDE Semiconductor.

Наши двухконтактные тиристоры серии P разработаны для телекоммуникационной отрасли. Эти продукты обеспечивают защиту в соответствии с FCC Part 68, UL 1459, Bellcore 1089.ITU-TK, 20 и K. 21

MDE Semiconductor уделяет особое внимание решениям по защите цепей.

Краткое описание включения тиристора

Когда на вывод затвора подается достаточный положительный сигнальный ток или импульс, он переводит тиристор в проводящее состояние. Ток течет от анода к катоду и будет продолжать течь, даже когда сигнал затвора удален.Говорят, что тиристор «зафиксирован».

Чтобы разблокировать тиристор, необходимо выполнить сброс схемы путем уменьшения анодно-катодного тока ниже порогового значения, известного как ток удержания.

Включение тиристора на уровне полупроводникового материала

Структура PNPN тиристора может быть интерпретирована как два транзистора, соединенные вместе. То есть ток коллектора от транзистора NPN питает базу транзистора PNP.Точно так же ток коллектора от транзистора PNP питает базу транзистора NPN.

Для фиксации тиристора и начала проведения тока, сумма общей базы

коэффициенты усиления по току двух транзисторов должны превышать единицу.

Когда на затвор подается положительный ток или кратковременный импульс, который в достаточной степени увеличивает коэффициент усиления контура до единицы, происходит регенерация. Это означает, что импульс заставляет транзистор NPN проводить ток, который, в свою очередь, смещает транзистор PNP в проводимость.Если

начальный пусковой ток на затворе удаляется, тиристор остается во включенном состоянии, пока ток через тиристор достаточно высок, чтобы соответствовать критериям единичного усиления. Это ток фиксации.

Тиристор может включиться также из-за лавинного пробоя блокировочного перехода. Чтобы тиристор включился при нулевом токе затвора, приложенный ток должен достигнуть напряжения отключения тиристора. Это нежелательно, так как поломка приводит к повреждению устройства.Для нормальной работы тиристор выбирается таким образом, чтобы его напряжение отключения было больше, чем наибольшее напряжение, которое будет испытываться от источника питания. Таким образом, включение тиристора может произойти только после того, как на затвор будет подан преднамеренный импульс, за исключением случаев, когда тиристор специально разработан для работы в режиме отключения. (См. Типы тиристоров с возможностью управляемого отключения ниже).

Тиристор выключения

Чтобы выключить тиристор, который зафиксирован (включен / включен), ток через него должен измениться так, чтобы коэффициент усиления контура был ниже единицы.Выключение начинается, когда ток снижается ниже значения тока удержания.

Различные типы тиристоров и их применение

Тиристоры

можно классифицировать в зависимости от характера их поведения при включении и выключении, а также их характеристик напряжения и тока: Различные классы:

  1. Тиристоры с возможностью включения (однонаправленное управление)
  2. Тиристоры с возможностью отключения (однонаправленное управление)
  3. Двунаправленное управление
  1. Тиристоры с возможностью включения (однонаправленное управление)
  1. Кремниевый выпрямитель (SCR)

SCR — наиболее известные тиристоры.Как объяснено в общем описании тиристоров выше, тиристор остается зафиксированным даже при снятии тока затвора. Чтобы разблокировать, необходимо снять ток между анодом и катодом или сбросить анод на отрицательное напряжение относительно катода. Эта характеристика идеальна для регулирования фазы. Когда анодный ток становится равным нулю, тиристор перестает проводить и блокирует обратное напряжение.

SCR используются в схемах переключения, приводах двигателей постоянного тока, статических переключателях переменного / постоянного тока и инвертирующих схемах.

  1. Тиристор обратного тока (RCT)

Тиристоры обычно пропускают ток только в прямом направлении, но блокируют токи в обратном направлении. Однако RCT состоит из SCR, интегрированного с обратным диодом, который устраняет нежелательную индуктивность контура и снижает переходные процессы обратного напряжения. RCT обеспечивает электрическую проводимость в обратном направлении с улучшенной коммутацией.

RCT используются в инверторах и приводах постоянного тока для мощных прерывателей.

  1. Светоактивированный кремниевый выпрямитель (LASCR)

Они также известны как тиристоры с управляемым светом (LTT). Для этих устройств, когда легкие частицы попадают на обратносмещенный переход, количество электронно-дырочных пар в тиристоре увеличивается. Если сила света больше критического значения, тиристор включится. LASCR обеспечивает полную гальваническую развязку между источником света и переключающим устройством преобразователя мощности.

LASCR используются в передающем оборудовании HVDC, компенсаторах реактивной мощности и генераторах импульсов большой мощности.

  1. Тиристоры с возможностью отключения (однонаправленное управление)

Традиционные тиристоры, такие как тиристоры, включаются при подаче достаточного количества управляющего импульса. Чтобы выключить их, необходимо отключить главный ток. Это неудобно в схемах преобразования постоянного тока в переменный и постоянного в постоянный, где ток, естественно, не становится нулевым.

  1. Затвор запорный тиристор (ГТО)

GTO отличается от стандартного тиристора тем, что его можно отключить, подав отрицательный ток (напряжение) на затвор, не требуя снятия тока между анодом и катодом (принудительная коммутация). Это означает, что GTO можно выключить стробирующим сигналом с отрицательной полярностью, что делает его полностью управляемым переключателем. Его также называют коммутатором, управляемым воротами, или GCS. Время выключения GTO примерно в десять раз меньше, чем у эквивалентного SCR.

GTO

с возможностью обратной блокировки, сравнимой с их номинальным напряжением в прямом направлении, называются симметричными GTO. Асимметричные GTO не обладают значительной способностью блокировки обратного напряжения. GTO с обратной проводкой состоят из GTO, интегрированного с встречно-параллельным диодом. Асимметричные GTO — самая популярная разновидность на рынке.

GTO используются в приводах двигателей постоянного и переменного тока, мощных инверторах и стабилизаторах переменного тока.

  1. МОП отключающий тиристор (МТО)

MTO представляет собой комбинацию GTO и MOSFET для улучшения отключающей способности GTO.GTO требует подачи большого тока отключения затвора, пиковая амплитуда которого составляет около 20-35% от анодно-катодного тока (ток, который необходимо контролировать). MTO имеет два управляющих терминала, затвор включения и затвор выключения, также называемый затвором MOSFET.

Чтобы включить MTO, приложенный импульс затвора достаточной величины вызывает фиксацию тиристора (аналогично SCR и GTO).

Для выключения MTO на затвор полевого МОП-транзистора подается импульс напряжения.MOSFET включается, замыкая эмиттер и базу NPN-транзистора, тем самым останавливая фиксацию. Это гораздо более быстрый процесс, чем GTO (примерно 1-2 мкс), и в этом случае большой отрицательный импульс, приложенный к затвору GTO, направлен на извлечение достаточного тока из базы NPN-транзистора. Кроме того, более быстрое время (MTO) устраняет потери, связанные с текущей передачей.

MTO используются в системах высокого напряжения до 20 МВА, моторных приводах, гибких линиях передачи переменного тока (FACT) и инверторах источников напряжения для высокой мощности.

  1. Эмиттер отключающих тиристоров (ЭТО)

Как и MTO, ETO имеет два вывода, нормальный затвор и второй затвор, соединенные последовательно с полевым МОП-транзистором.

Чтобы включить ETO, на оба логических элемента подается положительное напряжение, что приводит к включению NMOS и выключению PMOS. Когда в нормальный затвор подается положительный ток, ETO включается.

Для выключения, когда на затвор полевого МОП-транзистора подается сигнал отрицательного напряжения, NMOS отключается и передает весь ток от катода.Процесс фиксации останавливается, и ETO выключается.

ETO

применяются в инверторах источников напряжения для высокой мощности, гибких линиях передачи переменного тока (FACT) и статических синхронных компенсаторах (STATCOM).

  1. Двунаправленное управление

Обсуждаемые до сих пор тиристоры были однонаправленными и используются в качестве выпрямителей, преобразователей постоянного тока в постоянный и инверторов. Чтобы использовать эти тиристоры для управления напряжением переменного тока, два тиристора должны быть соединены встречно параллельно, в результате чего получатся две отдельные схемы управления, которые потребуют большего количества проводных соединений.Двунаправленные тиристоры, которые могут проводить ток в обоих направлениях при срабатывании триггера, были разработаны специально для решения этой проблемы.

  1. Триод переменного тока (TRIAC)

Тиристоры

— вторые по распространенности тиристоры после тиристоров. Они могут управлять обеими половинами переменного сигнала, тем самым более эффективно используя доступную мощность. Однако симметричные преобразователи частоты обычно используются только для приложений с низким энергопотреблением из-за присущей им несимметричной конструкции.В приложениях с высокой мощностью симисторы имеют некоторые недостатки при переключении при разных напряжениях затвора в течение каждого полупериода. Это создает дополнительные гармоники, которые вызывают дисбаланс в системе и влияют на характеристики ЭМС.

Маломощные триаки используются в качестве регуляторов света, регуляторов скорости для электрических вентиляторов и других электродвигателей, а также в компьютерных схемах управления бытовой техникой.

  1. Диод переменного тока (DIAC)

DIACS — это устройства с низким энергопотреблением, которые в основном используются вместе с TRIACS (размещены последовательно с выводом затвора TRIAC).

Поскольку TRIAC несимметричны по своей природе, DIAC предотвращает прохождение любого тока через затвор TRIAC до тех пор, пока DIAC не достигнет своего триггерного напряжения в любом направлении. Это гарантирует, что TRIACS, используемые в переключателях переменного тока, срабатывают равномерно в любом направлении.

DIAC используются в диммерах для ламп.

  1. Кремниевый диод переменного тока (SIDAC)

SIDAC электрически ведет себя так же, как DIAC.Основное различие между ними состоит в том, что SIDAC имеют более высокое напряжение отключения и большую мощность, чем DIAC. SIDAC — это пятиуровневое устройство, которое можно использовать непосредственно в качестве переключателя, а не в качестве триггера для другого коммутационного устройства (например, DIAC для TRIACS).

Если приложенное напряжение соответствует или превышает напряжение отключения, SIDAC начинает проводить ток. Он остается в этом проводящем состоянии даже при изменении приложенного напряжения до тех пор, пока ток не станет ниже его номинального тока удержания.SIDAC возвращается в непроводящее состояние, чтобы повторить цикл.