Тиристор: принцип на работа, изпитване, характеристики и характеристики

В комутационните схеми често се използва тиристор, чийто принцип на действие наподобява електронен ключ. Това е полупроводниково устройство, имащо три или повече взаимодействащи изправителни връзки. Тиристорът обаче не може да влезе в затворен тип, така че се нарича ключ, който не е напълно контролиран.

Устройство и видове полупроводникови устройства

Преди да разгледаме принципа на работа на тиристорите в вериги, е необходимо да разберем как те са подредени, какви видове съществуват. Те се състоят от четири последователно свързани слоя, които имат различен тип проводимост. Отвън има контакти - анод и катод. Инструментите могат да имат два контролни електрода, прикрепени към вътрешните слоеве. Промени в състоянието могат да бъдат постигнати чрез изпращане на сигнал директно към проводника.

Има два основни типа тиристори:

1. Динисторите са диодни полупроводникови устройства. В този случай отварянето се извършва чрез прилагане на високо напрежение между контактите.
2. Тринисторите са триодни аналози. Те могат да се отворят от влиянието на управляващия ток върху електрода.

Процесът на заключване може да се извърши по два начина. Първият от тях предполага намаляване на електрическия ток под нивото на задържане. Опцията е приложима за всички тиристори. Вторият метод се състои в принуждаване на блокиращо напрежение директно върху управляващия контакт. Използва се само за заключващи се тринистори.

Възможност за обратна проводимост

Като се има предвид принципа на работа на тиристора, трябва да се разбере, че елементите могат да бъдат класифицирани чрез обратното напрежение.

Общо има четири опции за продукта:

1. Обратните проводими устройства имат леко обратно напрежение. Това е само няколко волта.
2. Елементи, които не провеждат напрежението в обратна посока в затворено състояние.
3. Триаците са симетрични устройства, които комутират електрически токове в една или друга посока.
4. Продукти с нестандартизирано обратно напрежение.

Използвайки триаци, е необходимо да помните, че те функционират симетрично само на пръв поглед. Когато се прилага отрицателно (към анода) и положително (към контролния електрод) напрежение, те не могат да се отварят и в някои случаи могат да се провалят.

В електрониката триаци се наричат ​​контролирани тиристори, чийто принцип на работа е да превключва вериги на променлив ток. При проектирането на такива схеми е необходимо да се проучи документацията на даден продукт, за да се определи кои сигнали са валидни. Някои типове триаци могат да имат някои ограничения.

Работа в DC връзка

Ако обясните принципа на работа на тиристора на прост език, тогава трябва да включите полупроводниковото устройство чрез прилагане на импулс на електрически ток директно към управляващата верига на положителната полярност. Продължителността на преходния процес се влияе значително от естеството на произведения товар, както и от други фактори:

• скоростта и амплитудата на създадения импулс;
• температура на полупроводника;
• предадено напрежение;
• ток на натоварване

При верига с тиристор с увеличаване на напрежението, преувеличените стойности на скоростта на убиване не трябва да се записват. В противен случай той може по невнимание да включи устройството без сигнал. Въпреки това стръмността на произведения импулс не трябва да бъде ниска.

Изключването на елементите може да се осъществи естествено или принудително. В първия случай превключването в променливотокови системи се извършва в момента, когато електрическият ток пада до минимум. Що се отнася до опциите за принудително изключване, тя може да бъде много разнообразна:

1. Свързването на специализирана верига с наличието на зареден кондензатор причинява разряд на проводящия елемент. Токът на брояча намалява тока до нула, така че устройството се изключва.
2. Свързването на верига, която причинява осцилиращ разряд, позволява на електричеството да тече през тиристора, за да отговори на постоянния ток. При достигане на равновесие настъпва спиране.
3. Преходен процес може да се задейства при осигуряване на комплексно натоварване. При наличието на определени параметри се появява колебателен характер, което предполага промяна в полярността.

AC работа

Сега трябва да разгледаме принципа на работа на тиристора във веригата, който прескача променлив ток. При въвеждането му можете да включвате и изключвате електрически мрежи с активно натоварване, както и да променяте средните и текущите стойности на тока чрез регулиране на подаването на сигнала.

Дори и новините за манекените - принципът на тиристора е да предава електричество в една посока, следователно в схеми с променлив ток има противоположна паралелна връзка. Стойностите могат да се променят чрез промяна на момента на подаване на сигналите за отваряне към устройствата. Ъглите се регулират от системата за управление.

1. Методът за фазово регулиране с принудително превключване включва използването на специални възли.
2. Управлението на ширината на импулса предполага отсъствие на сигнал в затворено състояние и неговото наличие в отворено положение, когато към товара се приложи определено напрежение.

Режим на заключване назад

Говорейки за принципа на работа на триодния тиристор, трябва да се отбележи, че той може да работи в различни режими. При обратно заключване се прилага отрицателно напрежение към анода на полупроводника по отношение на контакта катод. Преходите с тази опция се изместват в обратна посока.

Има фактори, които ограничават използването на такъв режим. Първият от тях е лавинен разпад, а вторият е пробиването на изчерпаната площ. Това се дължи на факта, че значителна част от напрежението намалява на едно от кръстовищата. Възниква тяхното затваряне или повреда.

Режим на директно заключване

Принципът на тиристора в режима на директно заключване включва обратното отклонение на един от преходите. Противоположните слоеве са изместени в посока напред. Основната част от приложеното напрежение намалява при единичен преход. Чрез останалите слоеве носителите се инжектират в съседни области, които намаляват съпротивлението на проводящия елемент. Налице е увеличение на текущия поток. Спадът на напрежението намалява.

Увеличаването на напрежението води до бавно нарастване на електрическия ток. В този режим полупроводникът се счита за заключен, което е свързано с повишена устойчивост на единичен преход. С определен индекс на стреса процесът започва да придобива лавиноподобен характер. Устройството продължава, той задава електрически ток, който зависи от източника и съпротивлението на веригата.

Модел с два транзистора

За обяснение на устройството и принципа на работа на тиристора в режим на директно заключване се използва модел с два транзистора. Това полупроводниково устройство може да се разглежда като два комбинирани транзистора с противоположни изводи. Преходът в центъра се използва като колектор от дупки и електрони, които се инжектират чрез определени преходи.

Съотношенията не се променят, когато токовете протичат в обратна посока. Увеличаването на коефициента в затворен контур води до лавиноподобен процес, което предполага увеличаване на тока директно през структурата. Електрическият ток е ограничен само от съпротивлението на външната верига.

Каква е разликата между dynistor и trinistor?

Основни различия между характеристиките и принципа на действие на тиристорите не могат да бъдат намерени. Динисторът обаче се отваря, когато има определено напрежение между двата основни терминала. Това зависи от вида на използваното устройство. В случай на trinistor, напрежението на отваряне може да бъде принудително намалено. Това може да стане чрез прилагане на импулс на електрически ток с необходимата величина директно към управляващия електрод. Тринисторите са най-често срещани сред устройствата от категорията тиристори.

Основни функции

При избора на тиристори обърнете внимание на определени параметри:

1. Включеното напрежение позволява полупроводниковото устройство да започне да работи.
2. Времето на закъснение на старта и спирането на продукта.
3. Нивото на обратен ток при максималната стойност на обратното напрежение.
4. Общо разсейване на мощността.
5. Предно напрежение при границата на анодния ток.
6. Пиков ток на електрода, осигуряващ контрол.
7. Обратно напрежение в затворено състояние.
8. Максимален отворен ток в отворено положение.

Когато избирате тиристор, не забравяйте целта на устройството. Това се влияе пряко от интервала от време за преминаване към отворено или затворено състояние. По правило периодът на включване е по-кратък от периода на изключване.

Тиристорни вериги

Тиристорните вериги са разделени в четири категории:

1. Праговите продукти използват възможността за преход на полупроводници от една позиция в друга при наличие на определено напрежение. Те включват генератори на трептения и регулатори на фазовото натоварване.
2. Електрическите ключове имат ниска мощност. Токът се разсейва от елементите в комутационната верига в отворено състояние. В затворено положение не се допуска преминаване на електричество.
3. Превключването на DC напрежението е напълно възможно при използване на устройства с висока мощност. Има няколко начина за затваряне на отключващи се елементи.
4. Някои експериментални устройства работят с полупроводникови устройства в преходни процеси, където има области с отрицателно ниво на съпротивление.

В заключение

Най-често се говори за принципите на тиристорите за студенти от специализирани училища, които подготвят специалисти в областта на електротехниката. Въпреки това, не боли да научите информация за проектирането и работата на универсалните полупроводникови устройства за обикновените хора, които се интересуват от проектирането на различни електрически вериги.