Диодный тиристор: Что такое диодный тиристор? . Электроника в вопросах и ответах

Тиристор, вольт-амперные характеристики, основные параметры и типы тиристоров

Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или более перехода, который может переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот. Структура тиристора состоит из четырех слоев кристалла полупроводника с чередующимся типом электропроводности (рис. 1). Крайние области структуры — соответственно p- и n-эмиттеры, а области, примыкающие к среднему переходу, p — и n — баз.

Внешнее напряжение на такой прибор подается минусом на крайнюю область с электропроводностью n-типа (на катодный электрод) и плюсом на крайнюю область с электропроводностью р типа (на анодный электрод). В этом случае крайние р-n переходы П1, ПЗ включены в прямом направлении, поэтому их называют эмиттерными, средний р-n переход П2 включен в обратном направлении, поэтому его называют коллекторным. Структуру тиристора можно пред ставить в виде схемы замещения (рис. 2), состоящей из транзисторов VI и V2 соответственно p — n — p и n -p- n типа.

В этой схеме для учета нелинейной зависимости коэффициентов усиления α₁ и α₂ от тока эмиттерные переходы транзисторов шунтируются резисторами R1 и R2. База и коллектор транзистора VI соединены соответственно с коллектором и базой транзистора V2, образуя цепь внутренней положительной обратной связи. Если к аноду тиристора подключить положительный полюс источника питания, а к катоду — отрицательный, то П1 и ПЗ сместятся в прямом, а П2 — в обратном направлении (см. рис.1)

Таким образом, напряжение источника питания окажется, приложенным к переходу П2 и ток во внешней цепи будет определяться выражением I = Iко / [1 — (α₁ + α₂)], где Iко — обратный ток перехода П2. Из этого выражения следует, что ток I зависит от α₁ и α₂ и резко возрастает, когда их сумма приближается к единице. Коэффициента α₁ и α₂ зависят от тока эмиттера, напряжения на коллекторном переходе, а также от других факторов. Тиристор, имеющий выводы только от крайних слоев, называется диодным тиристором или динистором; при дополнительном выводе от одного из средних слоев он называется трйодным тиристором или тринистором.

Вольт-амперная характеристика диодного тиристора представлена на рис. 3. Участок OA соответствует — выключенному (закрытому) состояний тиристора. На этом участке через тиристор протекает ток утечки Iзс и его сопротивление очень велико (порядка нескольких мегаОм). При повышении напряжения до определенного Uпрк (точка А характеристики) ток через тиристор резко возрастает. Дифференциальное сопротивление тиристора в точке А равно нулю. На участке АБ дифференциальное сопротивление тиристора отрицательное. Этот участок соответствует неустойчивому состоянию тиристора. При включении последовательно с тиристором небольшого сопротивления нагрузки рабочая точка перемещается на участок БВ, соответствующий включенному состоянию тиристора. На этом участке дифференциальное сопротивление тиристора положительное. Для поддержания тиристора в открытом состоянии через него должен протекать ток не менее Iуд. Снижая напряжение на тиристоре, можно уменьшить ток до значения меньшего, чем Iуд, и перевести тиристор в выключенное состояние.

Вольт-амперная характеристика триодного тиристора (рис. 4), снятая при нулевом токе управляющего электрода, подобна характеристике диодного тиристора. Рост тока управляющего электрода (от Iу = О до Iу3) приводит к смещению вольт-амперной характеристики в сторону меньшего напряжения включения (от Uпрк до Uпрк3). При достаточно большом токе управляющего электрода, называемом током спрямления, вольт-амперная характеристика триодного тиристора вырождается в характеристику обычного диода, теряя участок отрицательного сопротивления. Для выключения триодного тиристора необходимо, снижая напряжение на нем, уменьшать ток через тиристор до значения, меньшего, чем Iуд.

Запираемые триодные теристоры в отличие от обычных триодных тиристоров способны переключаться из отпертого состояние в запертое при подаче сигнала отрицательной, полярности на управляющий электрод. Структура запираемого тиристора аналогична структуре обычного триодного тиристора. Способность тиристора к запиранию управляющему электроду характеризуется коэффициентом запирания

Кз= Iа/Iз= α₂/(α₁ + α₂ — 1),
где Iа анодный ток, при котором происходит запирание.

Симметричные тиристоры — симисторы (в старых справочника можно встретить написание — семисторы) имеют пятислойную структуру и обладают отрицательным сопротивлением на прямой и обратной ветвях вольт-амперной характеристики. Обратная ветвь вольт-амперной характеристики симметричного тиристора расположена в третьем квадранте и аналогична прямой ветви. Отпирание симисторов производится посредством сигналов управления, снятием разности потенциалов между силовыми электродами или изменением их полярности.

Обозначение советских типов тиристоров (ОСТ 11 336.919—81) состоит из пяти элементов. Второй элемент обозначает подкласс прибора: для тиристоров, диодных — Н; для тиристоров, триодных — У.
Третий элемент — назначение прибора:

Тиристоры диодные:
с максимально допустимым значением прямого тока не более 0,3А — 1
с максимально допустимым значением прямого тока более 0,3. но не более 10А — 2

Тиристоры триодные незапираемые:
с максимально допустимым значением среднего тока в открытом состоянии не более 0,3 А или максимально допустимым значением импульсного тока в открытом состоянии не более 15А — 1
с максимально допустимым значением среднего тока в открытом состоянии более 0,3, но не более 10А, или с максимально допустимым значением импульсного тока в открытом состоянии более 15, но не более 100А — 2

с максимально допустимым значением среднего тока в открытом состоянии более 10А ила с максимально допустимым значением импульсного тока в открытом состояния более 100А — 7

Тиристоры триодные запираемые:
с максимально допустимым значением среднего тока в открытом состоянии не более 0,3А или с максимально допустимым значением импульсного тока в открытом состоянии не более 15А — 3
с максимально допустимым значением среднего тока в открытом состоянии более 0,3, но не более 10А, или с максимально допустимым значением импульсного тока в открытом состоянии более 15, но не более 100А — 4

с максимально допустимым значением среднего тока в открытом состоянии более 10 А, или с максимально допустимым значением импульсного тока в открытом состоянии более 100А — 8

Тиристоры триодные симметричные:
с максимально допустимым значением среднего тока в открытом состоянии не более 0,3А или с максимально допустимым значением импульсного тока в открытом состоянии не более 15А — 5
с максимально допустимым значением среднего тока в открытом состоянии более 0,3, но не более 10А, или с максимально допустимым значением импульсного тока в открытом состоянии более 15, но не более 100А — 6

с максимально допустимым значением среднего тока в открытом состаямш более 10А, или с максимально допустимым значением импульсного тока в открытом состоянии более 100А — 9

В соответствии с ГОСТ 10862—72 приборам, разрабатываемым до 1979 г. , присваивалось обозначение, при котором третий элемент, определяющий назначение прибора, выбирался согласно:

Тиристоры диодные:
малой мощности (допустимый прямой ток не более 0,3 А) — 1
средней мощности (допустимый прямой ток более 0,8, но не более 10А) — 2

Тиристоры триодные незапираемые:
малой мощности — 1
средней мощности — 2

Тиристоры триодные запираемые: малой мощности — 3
средней мощности — 4

Тиристоры триодные симметричные незапираемые:
малой мощности — 5
средней мощности — 6

Например: тиристор триодный незапираемый, предназначенный для устройств широкого применения, кремниевый, средней мощности, номер разработки 15, группа Б — КУ215Б.

Условное графическое обозначение тиристоров, установленное ГОСТ 2.730-73, приведено на рис.

а — диодный тиристор; б — триодный симметричный тиристор; в — триодный — незапираемый тиристор с управлением по аноду; г — триодный незапираемый тиристор с управлением по катоду; д — триодный запираемой тиристор с управлением по аноду; е — триодный запираемый тиристор с управлением по катоду; ж — триодный симметричный незапираемый тиристор.

Основные параметры советских тиристоров, их определения и буквенные обозначения установлены ГОСТ 20332—84.

Напряжение переключения Uпрк — основное напряжение тиристора в точке переключения.

Ток включения тиристора Iвкл — наименьший основной ток тиристора, необходимый для поддержания тиристора в открытом состоянии непосредственно после окончания действия импульса тока управления и переключения тиристора из закрытого состояния в открытое.

Ток удержания тиристора Iуд — наименьший основной ток тиристора, необходимый для поддержания тиристора в открытом состоянии.

Напряжение в открытом состоянии тиристора Uос — основное напряжение тиристора в открытом состоянии, обусловленное током в открытом состоянии.

Постоянный ток в закрытом состоянии Iз.с — основной ток тиристора в закрытом состоянии.

Постоянный обратный ток тиристора Iобр — постоянный анодный ток тиристора в непроводящем состоянии.

Незапирающее импульсное напряжение управления тиристора Uу. нз.и — наибольшее импульсное напряжение управления тиристора, не вызывающее включение тиристора.

Отпирающее напряжение тиристора Uот — наименьшее значение напряжения в закрытом состояний твристора, которое обеспечивает переключение тиристора из закрытого состояния в открытое.

Импульсное отпирающее напряжение тиристора Uот.и — наименьшее импульсное значение напряжения в закрытом состоянии тиристора, которое обеспечивает переключение тиристора из закрыого состояния в открытое.

Неотпирающий постоянный ток управления тиристора Iу.нот — наибольший постоянный ток управления тиристора, не вызывающий включения тиристора.

Неотпирающий импульсный ток управления тиристора Iу.нот.и — наибольший импульсный ток управления тиристора, не вызывающий включения тиристора.

Запирающий постоянный ток управления тиристора Iу.з — наименьший постоянный ток управления тиристора, необходимый для выключения тиристора.

Запирающий импульсный ток управления тиристора Iу. з и — наименьший импульсный ток управления тиристора, необходимый для выключения тиристора.

Незапирающий постоянный ток управления тиристора Iу.нз -наибольший постоянный ток управления тиристора, не вызывающий включения тиристора.

Незапирающий импульсный ток управления тиристора Iу.нз.и — наибольший импульсный ток управления тиристора, не вызывающий включения тиристора.

Отпирающий постоянный ток управления тиристора Iу.от.п — наименьший постоянный ток управления, необходимый для включения тиристора.

Отпирающий импульсный ток управления тиристора Iу.от.и — наименьший импульсный ток управления, необходимый для включения тиристора.

Отпирающее постоянное напряжение управления тиристора Uy.от — постоянное напряжение управления тиристора, соответствующее отпирающему постоянному току управления тиристора.

Отпирающее импульсное напряжение управления тиристора Uу.от.и — импульсное напряжение управления тиристора, соответствующее импульсному отпирающему току управления тиристора.

Неотпирающее постоянное напряжение управления тиристора Uу.нот — наибольшее постоянное напряжение управления тиристора, не вызывающее включения тиристора.

Неотпирающее импульсное напряжение управления тиристора Uу.нот.и — наибольшее импульсное напряжение управления тиристора, не вызывающее включения тиристора.

Запирающее постоянное напряжение управления тиристора Uу.з — постоянное напряжение управления тиристора, соответствующее запирающему постоянному току управления тиристора.

Запирающее импульсное напряжение управления тиристора Uу.з.и — импульсное напряжение управления тиристора, соответствующее запирающему импульсному току управления тиристора.

Незапирающее постоянное напряжение управления тиристора Uy.н.з — наибольшее постоянное напряжение управление тиристора, не вызывающее включения тиристора.

Общая емкость тиристора Собщ — емкость между основными выводами при заданном напряжении в закрытом состоянии тиристора.

Динамическое сопротивление в открытом состоянии тиристора Rдин — значение сопротивления, определяемое по наклону прямой, аппроксимирующей характеристику открытого состояния тиристора.

Время включения тиристора t_вкл — интервал времени, в течение которого тиристор включается отпирающим током управления или переключается из закрытого состояния в открытое импульсным отпирающим напряжением. Время включения равняется сумме времени задержки и времени нарастания.

Время выключения тиристора t_выкл — наименьший интервал времени между моментом, когда основной ток тиристора после внешнего переключения основных цепей понизился до нуля, и моментом, в который определенное основное напряжение тиристора проходит через нулевое значение без переключения тиристора.

Предельно допустимые параметры. К ним относятся: постоянное прямое напряжение в закрытом состоянии Uз.с.max, постоянное обратное напряжение управления Uу.обр.max, постоянное обратное напряжение Uобр. max, постоянный ток в открытом состоянии Iос.max, импульсный ток в открытом состоянии Iос.и.max, постоянный прямой ток управления Iу.max, средняя рассеиваемая мощность Pср.max.

Диодные тиристоры (динисторы)

Электроника Диодные тиристоры (динисторы)

просмотров — 280

Тиристоры

Тиристор — ϶ᴛᴏ полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три и более р – n перехода, который может переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот.

Схематичное обозначение:

Диодный тиристор — ϶ᴛᴏ тиристор, который имеет два вывода, через которые проходит как основной ток, так и ток управления.

Принцип действия:

Структура динистора состоит из 4-х областей с чередующимся типом проводимости.

0)

1) При подаче прямого напряжения. Дырки и электроны осœедают в средней области «Р»

2)

В р – переходе накапливается разность потенциалов, которая при достижении определённого значения включает динистор.

3)

При подаче тиристор прямого напряжения т.е положительного потенциала на аноде, крайние р – n переходы смещены в прямом направлении, в связи с этим их называют эмиттерными, средний переход шлензен в обратном направлении, в связи с этим его называют коллекторным соответственно. В таком приборе существует две эмиттерные области и две базовые области.

Большая часть прямого внешнего напряжения падает на коллекторном переходе, т.к он смещён в обратном направлении, в связи с этим первый участок ВАХ тиристора похож на обратную ветвь ВАХ выпрямительного диода. С увеличением анодного напряжения, увеличивается прямое напряжение и на эмиттерных переходах, электроны инжектированные из «n» эмит. в р – базу передвигаются к коллекторному переходу, втягиваются по полем и попадают в n – базу, дальнейшему продвижению электронов препятствует потенциальный барьер правого эмиттерного перехода, в связи с этим часть электронов, оказавшись в потенциальной n – яме, образуют избыточный отрицательный заряд, который понижая высоту потенциального барьера правого эмиттерного перехода вызывает увеличение инжекции дырок из р – эмиттера в n – базу. Инжектированные из р – эмиттера дырки подхватываются полем коллекторного перехода и переходят в р – базу. Дальнейшему их продвижению препятствует потенциальный барьер левого эмиттерного перехода, т.е в р – базе происходит накопление избыточного положительного заряда, что обуславливает увеличение инжекции электронов из n – эмиттера, таким образом в структуре тиристора существует положительная обратная связь по току, т.е увеличение тока через один эмиттерный переход приводит к увеличению тока через другой. Накопление зарядов в базовых областях равносильно дополнительной разности потенциалов на коллекторном переходе, которая стремится сместить данный переход в прямом направлении, т.е суммарное напряжение на коллекторном переходе будет уменьшаться, в результате высота потенциального барьера коллекторного перехода уменьшается до значения, соответствующего включению этого перехода в прямом направлении.

Таким образом при подаче прямого напряжения на тиристор он может находится в двух состояниях: открытом и закрытом.

Под точкой переключения понимают точку на ВАХ, в которой дифференциальное сопротивление равно нулю, а напряжение на тиристоре достигает max значения. Закрытое состояние соответствует участку 0 – 2 ВАХ. Открытое состояние соответствует участку 3 – 4. В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока за счёт проходящего тока будет поддерживаться избыточный заряд в базах. В случае если ток уменьшить до некоторого значения, меньше удерживающего тока (Iуд), то в результате рекомбинации и рассасывания уменьшится количество носителœей в базах, коллекторный переход сместиться в обратном направлении, тиристор закроется.

Таким образом (Iуд) это минимальный ток, который необходим для поддержания тиристора в открытом состоянии. Структуру тиристора можно представить в виде двух транзисторов:

Постоянный ток коллектора этих транзисторов может выразить через эмиттерные токи.

Это токи через 1,2,3 р – n переходы

Коэффициенты передачи тока

обратный ток коллекторного перехода, общий для обоих транзисторов.

Для двухэлектродной структуры (динистор) из-за крайне важности выполнения баланса токов токи через всœе переходы должны быть равны между собой:

ток через тиристор (анодный ток).

Тогда анодный ток через тиристор можно будет найти по:

Это выражение представляет уравнение ВАХ динистора в закрытом состоянии. Статические коэффициенты передачи тока увеличиваются с увеличением эмиттерного тока. При достижении суммарного статического коэффициента =1 анодный ток через тиристор устремляется в бесконечность т.е происходит включение динистора. По этой причине в процессе переключения ток через динистор должен быть ограничен сопротивлением нагрузки. При обратном напряжении на тиристоре т.е при отрицательном потенциале на аноде, эмиттерные переходы смещены в обратном направлении, коллекторные в прямом, в этом случая условий для переключения тиристора нет.

Высокое качество вращающихся диодный тиристор для управления питанием (вращающиеся диод)

Имя: вращающийся диод
Приложения могут работать в более широком под действием центробежной силы для возбуждения
 

Тип	Если(AV)@TC		VRRM	IRRM	Tjm IFSM@&10мс	VFM@ ММФ25C		Αn		Rjc	М±10%	Tjm	В целом
								Обычный	Ускорение
	A	C	V	Ма	Ка	V	A	G	G	°C/W	Нм	C
ZX16	16	85	800-1600	1	0,23	1,35	48	1250	2500	1. 800	2	150	X1
ZX25	25	85	800-1600	1	0.3	1,35	75	1250	2500	1.200	2	150	X1
ZX40	40	85	800-1600	3	0,4	1,35	120	1250	2500	0.800	3.5	150	X2
ZX70	70	85	800-1600	5	1.0	1,35	210	1250	2500	0,450	3.5	150	X2
ZX100	100	85	800-1600	7	1.5	1.60	300	1250	2500	0.300	13	150	X3
ZX200	200	85	800-1600	14	3.0	1.60	600	1250	2500	0,200	16	150	X4 X5
ZX200	200	80	1800-3000	14	3. 0	1,80	600	1250	2500	0,200	16	150
ZX300	300	85	800-1600	21	4.5	1.60	900	5000	5500	0,110 дюйма	16	150	X6 X7 X8 X9
ZX300	300	80	1800-3000	21	4.5	1,80	900	5000	5500	0,110 дюйма	16	150
ZX400	400	85	800-1600	30	6.0	1.60	1200	5000	5500	0,090	16	150	X10 X11 X12
ZX400	400	80	1800-3000	30	6.0	1,80	1200	5000	5500	0,090	16	150
ZX500	500	85	800-1600	35	7. 5	1.60	1500	5000	5500	0.068	16	150	X10
ZX500	500	80	1800-3000	35	7.5	1,80	1500	5000	5500	0.068	16	150
ZX800	800	85	800-1600	40	12.1	1.60		5000	5500	0,065	16	150	X13
ZX800	800	80	1800-3000	40	12.1	1,80		5000	5500	0,065	16	150
ZX860	860	85	1800-2700	60	13.0	1.40	1800	5000	7500	0,065	16	150	X14

Полупроводниковые управляемые вентили. Динисторы и тиристоры

Полупроводниковые вентили могут иметь сложную четырехслойную структуру из трех р—n-переходов (рис. 1). Напряжение внешнего источника э. д. с. включается плюсом к крайнему р-переходу, а минусом — к крайнему n-переходу. При этом крайние переходы оказываются смещенными в прямом направлении, а средний n—р-переход — в обратном направлении.

Рис.1. Тиристор

а — устройство; б — условное обозначение; в — эквивалентная схема; г — схема включения; д — вольт-амперная характеристика

Ток через прибор не протекает. Однако при повышении напряжения источника до определенной величины происходит электрический пробой среднего — n-р-перехода и через прибор начинает протекать ток.

Диодный тиристор, или динистор

Работу такого прибора удобно пояснить, рассматривая его транзисторную схему замещения (см. рис. 1,а), представляющую собой два последовательно включенных транзистора: р—n—р и n— р—n, соединенных таким образом, что коллектор одного транзистора одновременно является базой другого. Такой прибор, имеющий два внешних вывода, называют диодным тиристором, или динистором.

При незначительном увеличении приложенного напряжения через динистор протекает очень маленький ток, который является обратным для среднего n — р — перехода и током базы для транзистора Т2.

При значительном увеличении напряжения до величины Uвкл (см. рис. 1, д) происходят пробой среднего n — р — перехода и увеличение тока базы транзистора Т2. Транзистор Т2 открывается и открывает транзистор T1.

Процесс открытия транзисторов Т2 и T1. Происходит лавинообразно, и после их открытия сопротивление динистора резко уменьшается, так как транзисторы поддерживают друг друга в открытом состоянии.

Таким образом, для открытия динистора необходимо приложить значительное напряжение Uвкл; в дальнейшем динистор сам удерживается в открытом состоянии. Для закрытия динистора необходимо уменьшить протекающий ток до величины Iвыкл, недостойной для удержания транзисторов Т1 и Т2 в открытом состоянии, либо включить динистор в обратном направлении. После закрытия динистора его можно открыть снова, приложив к выводам напряжение Uвкл.

Тиристор отличается от динистора

Тиристор отличается от динистора наличием вывода от слоя с р-проводимостью, являющегося управляющим электродом. Если на управляющий электрод подавать положительное по отношению к катоду напряжение, это приведет к открытию транзистора Т2, который в свою очередь откроет транзистор Т1, и через прибор начнет протекать прямой ток.

В дальнейшем оба транзистора удерживают друг друга в открытом состоянии.
Изменяя величину управляющего напряжения, можно управлять временем открытия тиристора, поэтому тиристоры называют полупроводниковыми управляемыми вентилями.

Управление тиристором осуществляется только при его включении, после этого он становится неуправляемым. Обратное переключение тиристора происходит так же, как и неуправляемого вентиля (динистора), — снижением неуправляемого тока до определенной величины Iвыкл. Важным преимуществом тиристоров перед транзисторами является очень низкое сопротивление включенного прибора. Это позволяет пропускать через него токи в десятки раз большей величины, чем пропускаемые через транзистор.

Тиристоры применяют в различных устройствах автоматики и вычислительной техники. Мощные тиристоры применяют в силовой преобразовательной технике и в электроприводах.

Диод, стабилитрон, микросхема, транзистор, динистор, диодный мост, варикап, тиристор Д, КД, МП, К, цена 1 грн

Диод, стабилитрон, микросхема, транзистор, динистор, диодный мост, варикап, тиристор Д, КД, МП, К

В наличии:

АИ402Б — 5шт. 6грн.

АОТ127А — 9шт. 8грн.

ГД508А — 77шт. 2грн.

ГТ108Г — 27шт. 4грн.

Д112-10 — 1шт. 15грн.

Д112-25 — 5шт. 25грн.

Д18 — 42шт. 2грн.

Д207 — 8шт. 2грн.

Д210 — 11шт. 8.4грн.

Д211 — 208шт. 2грн.

Д219С — 10шт. 2,5грн.

Д220 — 1шт. 10грн.

Д223а — 338шт. 1грн.

Д223Б — 58шт. 1грн.

Д226Б — 1шт. 2грн.

Д226Д — 195шт. 2грн.

Д229Е — 9шт. 6грн.

Д229Л — 16шт. 1грн.

Д242А — 13шт. 10грн.

Д243А — 11шт. 15грн.

Д245 — 37шт. 16грн.

Д245А — 11шт. 16грн.

Д246 — 3шт. 16грн.

Д246А — 16шт. 16грн.

Д248Б — 26шт. 30грн.

Д283А — 29шт. 2грн.

Д310 — 31шт. 1грн.

Д311А — 38шт. 1грн.

Д7Д — 33шт. 2грн.

Д814Б — 308шт. 10грн.

Д814В — 10шт. 10грн.

Д814Г — 6шт. 10грн.

Д814Д — 69шт. 3,5грн.

Д815А — 38шт. 7,5грн.

Д815В — 28шт. 10грн.

Д815Б — 83шт. 10грн.

Д815Г — 100шт. 10грн.

Д815Е — 39шт.  7,5грн.

Д816А — 361шт. 15грн.

Д816Г — 436шт. 15грн.

Д816В — 33шт. 4,5грн.

Д816Б — 61шт. 15грн.

Д816Д — 47шт. 4,5грн.

Д817А — 48шт. 10грн.

Д818Г — 20шт. 10грн.

Д818Е — 38шт. 10грн.

Д9И — 2000шт. 1грн.

К176ЛП1 — 92шт. 3грн.

К201ЛБ-4 — 1шт. 4грн.

К224ХП1 — 1шт. 10грн.

К589ИК01 — 1шт. 10грн.

КВ110Г — 85шт. 3,5грн.

КД — 7шт. 2грн. 

КД102А — 57шт. 2грн.

КД103Б — 20шт. 1.5грн.

КД104А — 60шт. 1.5грн.

КД204Б — 38шт. 2грн.

КД213А — 10шт. 10грн.

КД213Г — 76шт. 15грн.

КД522 — 80шт. 2,6грн.

КДС111В — 29шт. 5грн.

КН102А — 33шт. 20грн.

КН102В — 28шт. 10грн.

КН102И — 25шт. 6грн.

КР574УД1В — 34шт. 15грн. 

КС139А — 200шт. 15грн.

КТ209А — 100шт. 2грн.

КТ315В — 10шт. 1грн.

КТ601 — 17шт. 1грн.

КТ837М — 30шт. 4грн.

КТ903Б — 10шт. 

КУ104Б — 23шт. 15грн.

КУ201В — 28шт. 15грн.

КУ201К — 2шт. 12грн.

КУ202К — 7шт. 10грн.

КЦ405Е — 9шт. 15грн.

КЦ407А — 69шт. 15грн.

КЦ410Б — 14шт. 19грн.

КЦ412Б, 8807 — 8шт. 15грн.

МП20Б — 21шт. 1грн.

МП21В — 43шт. 2грн.

МП21Д — 118шт. 6грн.

МП25 — 15шт. 10грн.

МП25А — 47шт. 10грн.

МП25Б — 9шт. 5грн.

МП35 — 101шт. 10грн.

МП37 — 21шт. 2грн.

МП38 — 4шт. 10грн.

МП39Б — 80шт. 2грн.

МП40 — 19шт. 3грн.

МП40А — 11шт. 4грн.

МП42 — 18шт. 1грн.

МП42А — 11шт. 4грн.

МП42Б — 27шт. 5грн.

МП111 — 35шт. 6грн.

МП111Б — 80шт. 2грн.

МП113А — 46шт. 20грн.

МП114 — 30шт. 10грн.

МП115 — 17шт. 2грн.

МП116 — 16шт. 6грн.

П210б — 10шт. 35грн.

П27А — 48шт. 6грн.

П303 — 50шт. 4грн.

П339 — 5шт. 5грн.

Т6-10-4-У2 — 2шт.

Т6-10-9-У2 — 4шт.

УД608 — 75шт. 22грн.

Ф239Ж — 10шт. 20грн.

Тиристор — Энциклопедия по машиностроению XXL

Электронные и полупроводниковые приборы (тиристоры) обеспечивают включение п выключение тока со строго определенной продолжительностью импульсов тока и пауз. Их применяют для всех типов контактных машин автоматического действия.  [c.220]


Двигатели постоянного тока независимого возбуждения с питанием от отдельного генератора с регулируемым напряжением или от регулируемого ионного преобразователя или от управляемых полупроводниковых вентилей (тиристоров) с применением электро-машинных и магнитных усилителей. Для больших мощностей применяют ионное возбуждение генераторов и двигателей. Широко используют обратные связи  [c.126]

Диод переключающий — СИ. тиристор диодный.  [c.143]

Диод переключающий управляемый — см. тиристор триодный.  [c.143]

Тиристор диодный — тиристор, имеющий два вывода и четырехслойную структуру р—п—р—п и, следовательно, содержащий три  [c.156]

Тиристор триодный — полупроводниковый прибор структуры р—п—р—п, содержащий три р—п перехода и снабженный тремя выводами от крайних и одной из средних областей проводимости работает аналогично диодному тиристору, но перевод в открытое состояние может производиться при любой величине напряжения между выводами от крайних областей путем подачи в цепь управляющего электрода импульса прямого тока выключение производится так же, как и диодного тиристора, путем снятия напряжения с выводов от крайних областей в последнее время разработаны триодные тиристоры, выключение которых возможно путем подачи на управляющий электрод обратного напряжения мощные триодные тиристоры часто называют управляемыми переключателями или выпрямителями применяют в качестве контакторов в регулируемых преобразователях постоянного тока, инверторах, выпрямителях, спусковых и релаксационных схемах 13, 10].  [c.157]

Кремний применяют для изготовления различных диодов и транзисторов, тиристоров, стабилитронов, фотодиодов, датчиков Холла, тензометров и других полупроводниковых приборов, а также интегральных схем.  [c.80]

При неполной загрузке тиристоров по току возможно использование схемы рис. 10-2 вплоть до 20—30 кГц. Это позволяет при существующих полупроводниковых приборах удовлетворить потребности ультразвуковой техники и установок индукционного нагрева в преобразователях мощностью 20—30 кВт. В индивидуальных разработках используются и другие схемы инверторов.  [c.169]

Напряжение генератора Г регулируется путем изменения угла отпирания тиристоров выпрямителя В, питающего обмотку возбуждения ОВ. Угол отпирания а устанавливается блоком сравнения БС и усилителем-фазорегулятором УФР.  [c.262]

Основные области применения полупроводниковых материалов 1) выпрямительные и усилительные приборы разной МОЩНОСТИ на разные частоты неуправляемые и управляемые — диоды, транзисторы, тиристоры 2) нелинейные резисторы-варисторы 3) терморезисторы 4) фоторезисторы 5) фотоэлементы 6) термоэлектрические генера,-  [c. 276]

Стабилизатор, схема включения которого представлена на рис. 4, состоит из диодного симметричного тиристора и  [c.19]

БУ — блок управления Д — тиристор AI, 01 — фаза А питания нагревательного элемента А2, 02 — фаза Л питания цепей управления.  [c.19]

При минимальном напряжении на нагревательном элементе менее 10 В и токе, превышающем допускаемое значение на тиристоре, нагревательный элемент включается через понижающий трансформатор.  [c.21]

Максимальное значение выходного напряжения стабилизатора должно быть меньше напряжения питающей сети не более чем на 10 Б. Мощность и габариты стабилизатора зависят от типа применяемого симметричного тиристора.  [c.21]

Применение тиристорного управления частотой вращения электродвигателя требует очень малой энергии в цепи управления по сравнению с регулированием с помощью реостата. Благодаря импульсному характеру работы тиристора создаются благоприятные условия для преодоления инерции якоря и электродвигатель обеспечивает сохранение среднего значения крутящего момента при плавном изменении скорости деформирования в пределах нескольких порядков и, что особенно важно, при минимальной частоте вращения двигателя. Кроме того, применение стабилитронов в цепи управления частотой вращения и стабилизированного выпрямителя в цепи обмотки возбуждения электродвигателя позволяет легко обеспечить постоянство величины скорости растяжения образца.  [c.84]

Применение электронной схемы регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока на тиристорах в данной установке дает возможность плавно изменять скорость перемещения подвижного захвата на 7 порядков от 1,67 до 3,3 10- мм/с. Обеспечивается плавная регулировка скорости перемещения подвижного захвата в широких пределах при сохранении номинального крутящего момента на валу двигателя, т. е. растягивающего усилия, передаваемого на  [c. 84]

До последнего времени привод угольных комбайнов в СССР осуществлялся исключительно нерегулируемыми асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором, обладающими рядом недостатков. В настоящее время наметилась возможность перехода к регулируемому приводу угольных комбайнов Б условиях работы с резко переменной нагрузкой. Нашей промышленностью был освоен выпуск силовых тиристоров—кремниевых выпрямителей, позволивших осуществить регулируемый привод органов резания комбайнов в системе управляемый выпрямитель — двигатель постоянного тока [30].  [c.121]

В последние годы широкое применение находит импульсный метод катодной защиты металлических сооружений путем наложения на них пульсирующего защитного тока. Частота пульсирующего тока может меняться в широких пределах. Этот метод позволяет повысить КПД, срок службы изоляционного покрытия защищаемого объекта, снизить энергетические затраты, а также повысить надежность всей установки. В качестве таких устройств могут быть широко использованы регулируемые тиристорные выпрямители, автономные преобразователи частоты с резонансными инверторами и другие устройства на тиристорах [32].  [c.72]

Схемы тиристорных выпрямителей однофазного и трехфазного питания, используемые для импульсной катодной защиты трубопровода, приведены на рис. 15 и 16. Выпрямители 1 выполнены по мостовой схеме на тиристорах Vi…Vi и Vi…Ve, на выходе которых включены фильтры, состоящие из индуктивности 2 и конденсатора 3. Минусовые и плюсовые выводы выпрямителей подключены соответственно к защищаемому объекту 4 и зазем-лителю 5. Управление тиристорными выпрямителями осуществляется системой управления (СУВ) б, позволяющей осуществлять как непрерывный, так и импульсный режимы работы. На указанных рисунках также приве-  [c.72]

Управление необходимо осуществлять узкими пачками высокочастотных импульсов, причем амплитуда и длительность каждого импульса должны обеспечить надежное включение тиристоров.  [c.75]

Разрабатывают выпрямители с использованием в выпрямляющих силовых обмотках управляемых вентилей-тиристоров. Схема управления тиристорами обеспечивает необходимый вид внешней характеристики, широкий диапазон регулирования силы сварочного тока и стабильность его при колебаниях наиражения питающей сети (ВД-304).  [c.133]

При замыкании одного из контактов напряжение заряда соответствующего конденсатора оказывается приложенным к электродам дуги и при достаточной его величине вызывает повторное возбуждение дуги и ее подключение к основному источнику питания. Вместо электромагнитного поллризованпого реле разработаны так ке коммутирующие схемы на тиратронах и тиристорах, нозво-ляюнщх лучше синхронизировать процесс повторного возбуждения.  [c.140]

В процессе сварки приходится периодически, а часто с весьма большой частотой включать и выключать ток. Для этой цели применяют прерыватели тока нескольких типов простые механические контакторы, электромагнитные, электронные приборы (тиратронные и игнитронпые), полупроводниковые приборы (тиристоры). Механические контакторы применяют главным образом на стыковых и точечных машинах неавтоматического действия небольшой мощности. Электромагнитные контакторы применяют для стыковой, точечной и шовной сварки на машинах малой и средней мощности.  [c.220]

Тиристор — электропреобразовательный полупроводниковый прибор с тремя или более р—п переходами, в вольтамперной характеристике которого имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления и который используется для переключения тиристоры получили широкое распространение в управляемых выпрямителям и в схемах регулируемого привода различают тиристоры диодные и триодные (3, 10].  [c.156]

Мощные выпрямители обычно имеют трехфазчую схему. Если требуется плавно вручную или автоматически регулировать выпрямленное напряжение, то в качестве вентилей используют тиристоры (рис. 1, г). Регулируя фазу импульсного напряжения, подаваемого от генератора импульсов ГИ на управляющие электроды тиристоров, изменяют длительность импульсов тока, проходящих через них, и тем самым величину выпрямленного тока. Сглаживающим фильтром в мощных выпрямителях обычно служит индуктивность дросселя или самой нагрузки. При холостом ходе U = 0,95> 2 Ui os а, где а — угол управления, значение которого отсчитывается от момента вступления в работу очередного тиристора в неуправляемом выпрямителе (Уобр = = 1 6 С/  [c. 167]

ДИОДЫ, газоразрядные приборы, многосеточные электронные лампы, тиристоры, диоды Ганна, джозефсононские сверхпроводящие контакты и другие приборы. В случае параллельного подсоединения нелинейного двухполюсника с отрицательным дифференциальным сопротивлением к параллельному контуру необходимо использовать элемент с характеристикой Л -типя, показанного на рис. 5.2, так как общим для всех элементов такой колебательной системы является напряжение и. Уравнение Кирхгофа для этой системы (рис. 5.4) имеет вид  [c.189]

Германий является одним из первых полупроводниковых материалов, получивших широкое практическое применение в серийном производстве различных полупроводниковых элементов. Его используют для изготовления выпрямительных и импульсных диодов, самых различных видов тиристоров, фотодиодов, фоторезисторов, фототранзисторов, детекторов инфракрасного излучения, тиристоров, счетчиков ядерных частиц, тензометров и т. д. Диапазон рабочих те,мпсратур этих приборов от — 60 до +80″ С.  [c.77]

В мостовой схеме с удвоением частоты (рис. 10-2) нагрузочный контур, образованный сопротивлением гк, компенсирующим конденсатором С/ и разделительным С2, подключен параллельно мосту, плечи которого состоят из тиристоров Т1—Т4, диодов,Д/—Д4 и дросселей Ы —1.4. Схема обладает хорошей входной характеристикой, что позволяет ей устойчиво работать при изменении в широких пределах. Возможна параллельная работа преобразователей. Время восстановления у тиристоров в этой схеме больше, чем в предыдущей, что дает ей преимущество при повышении частоты (/ 4,0 кГц). По степени использования элементов и по КПД схема несколько уступает последовательному и параллельному инвертору. По схе.мс рис. 10-2 построены преобразователи малой и средней мощности (до 100 кВт) на частоты 2,5—10 кГц и преобразователи типа СЧГ мощностью 2 X 800 кВт и частотой 1 кГц на ртутных вентилях — экситронах.  [c.169]

В библиотеках программы PSpi e имеется несколько тысяч математических моделей элементов (диодов, биполярных и полевых транзисторов, операционных усилителей, стабилизаторов, тиристоров, компараторов, магнитных устройств с учетом насьпцения и гистерезиса, оптронов, кварцевых резонаторов, длинных линий с учетом задержек, отражений, потерь и перекрестных помех и др. ) Библиотека открыта для включения моделей пользователя, имеются соответствующие инструментальные средства пополнения библиотеки. Предусмотрено взаимодействие аналоговой и цифровой частей схемы.  [c.145]

Из кремния изготавляются различные типы полупроводниковых диодов низкочастотные (высокочастотные), маломощные (мощные), полевые транзисторы стабилитроны тиристоры. Широкое применение в технике нашли кремниевые фотопреобразователь-ные приборы фотодиоды, фототранзисторы, фотоэлементы солнечных батарей. Подобно германию, кремний используется для изготовления датчиков Холла, тензодатчиков, детекторов ядерных излучений.  [c.288]

Параметры фазоимпульсного сигнала на управляющем электроде тиристора  [c.21]

Тиристор

радиоликбез

Вы уже знакомы, из школьной программы и из публикаций в нашем журнале (в разделе “радиошкола”), с двумя видами полупроводниковых приборов, — “двухслойными “ (диодами) и “трехслойными” (транзисторами). Но есть еще один тип, — “тиристоры”, полупроводниковые приборы, имеющие четырехслойную структуру, состоящую из четырех чередующихся слоев “Р” и “N”. Причем тиристоры бывают диодные — с двумя выводами, и триодные — с тремя выводами.

Структура диодного тиристора показана на рисунке 1. Его можно представить как два транзистора разной структуры, “наложенных” друг на друга со сдвигом в один слой (рисунок 2). Это действительно так, и аналог тиристора можно сделать из двух разноструктурных транзисторов, как показано на рисунке 3. Условное обозначение диодного тиристора показано на рисунке 4.

В чем же особенность тиристора ? Дело в том, что тиристор имеет способность открываться тогда, когда прямое напряжение на нем превысит некоторую величину, характерную для конкретного тиристора. А затем этот тиристор останется открытым до тех пор, пока ток через него не упадет ниже некоторого значения. При этом величина напряжения на нем уже роли играть не будет.

Вольт-амперная характиристика тиристора показана на рисунке 6. Таким образом, тиристор можно представить как диод, проводящие свойства которого включаются подачей на него некоторого напряжения Uвкл. И сохраняются до тех пор, пока ток через него не менее тока удержания Iуд. Если ток будет ниже 1уд, тиристор выключится и на него нужно будет снова подать напряжение включения.

Если последовательно с диодным тиристором включить лампочку, и подать на них напряжение, то лампочка будет включаться только тогда, когда напряжение превысит значение Uвкл.

В радиолюбительской практике чаще используются триодные тиристоры, — тиристоры, имеющие еще и третий вывод, управляющий электрод (У.Э.). Управляющий электрод подключается к внутренней Р-области структуры тиристора (рисунок 7, 8). При этом тиристор приобретает очень ценное свойство, — подачей некоторого положитель-ного напряжения на этот управляющий электрод можно значительно снижать напряжение включения. И тиристор будет открываться значительно раньше. Условное обозначение триодного тиристора показано на рисунке 9.

Возьмем для эксперементов наиболее распространенный триодный тиристор КУ202. Тиристор имеет большой металлический корпус как у мощного диода, но у него три вывода (рисунок 11), два вывода — катод и управляющий электрод можно паять, а анод выведен на корпус, так что провод к нему нужно крепить при помощи гайки.

Соберите несложную схему, показанную на рисунке 10. VS1 — тиристор КУ202, R1 — резистор сопротивлением 500-1000 Ом (0,5-1кОм), лампа Н1 — лампа накаливания на 12В, например от задних фонарей автомобиля, или сигнальная.К свободному выводу R1 припаяйте небольшой кусок гибкого монтажного провода, и свободный его конец зачистите.

Теперь от источника питания подайте на эту схему напряжение (9…15В, не более). Лампа гореть не будет.

Свободным оголенным концом монтажного провода, идущего от R1 прикоснитесь к точке “Б” (к плюсу источника питания). Лампа загорится. И будет гореть даже после отключения провода от точки “Б”. Тиристор включился и теперь ничто (кроме отключения питания) не может его выключить, никакие изменения на его управляющем электроде.

Если отсоединить один из проводов от источника питания, и подсоединить его снова. Лампа погаснет и гореть не будет. Что бы её включить нужно снова подать положительное напряжение на управляющий электрод тиристора.

Тиристоры часто используются в цветомузыкальных установках и в автоматах, переключающих лампочки. При этом они не только включают лампочки, но и выключают их. Но мы знаем что включенный тиристор можно выключить только разорвав цепь питания или понизив ток через него, практически до нуля. Как же работают эти устройства ?

Дело в том, что все эти автоматы управляют переменным сетевым напряжением, поступающим на лампы через простой диодный выпрямитель. В результате через тиристор протекает пульсирующий ток, значение которого постоянно изменяется от максимальной величины до нуля. И тиристор выключается тогда, когда ток в сети проходит через нуль. Таким образом подав положительное напряжение на управляющий электрод тиристора мы включаем лампу, а сняв это напряжение выключаем, но это возможно только при питании лампы пульсирующим током. При постоянном токе такого не получится.

Принципиальная схема простой “мигалки”, работающей от сети переменного тока показана на рисунке 12. Мигалка может управлять одной елочной гирляндой. Гирлянда обозначена как одна лампа Н1, на самом деле это гирлянда. Но можно подключить и одну слабую лампочку на 220В (не более чем на 25Вт., иначе тиристор нагреется). Сопротивление R1 от 2-х до 3-х кОм, R2 — от 3-к до 6-ти кОм. R1 на 2 Вт, R2 не менее чем на 1 Вт. С1 на емкость от 220 до 1000 мкФ, и напряжение не менее 63 V. VD1 любой выпрямительный.

В чем разница между диодом и тиристором?

Каковы основные различия между диодом и тиристором?

Диод и Тиристор являются полупроводниковыми переключателями, которые контролируют ток. они представляют собой однонаправленные переключатели, используемые в источниках питания и других электронных схемах для управления и защиты чувствительного оборудования. У диода и тиристора есть некоторые общие черты, например, они оба используются для выпрямления, а тиристор можно назвать управляемым диодом. Но они сильно отличаются друг от друга по структуре, работе, рейтингам и приложениям.

Похожие сообщения:

Прежде чем перейти к списку различий между диодом и тиристором, давайте сначала обсудим их основы.

Диод

Диод — это электронный переключатель, пропускающий ток только в одном направлении. Это неуправляемый однонаправленный переключатель, который в основном используется для преобразования переменного тока в постоянный. Он имеет два полупроводниковых слоя и 2 вывода, которые называются анодом и катодом.Он пропускает ток от анода к катоду и блокирует ток от катода к аноду.

Диод изготовлен из комбинации двух слоев полупроводникового материала: материала P-типа и материала N-типа. Клемма, подключенная к P-области, называется анодом, а клемма, подключенная к N-области, называется катодом. Граница между P-областью и N-областью называется PN-переходом. Следовательно, диод имеет 1 PN переход.

Полезно знать: Название Diode образовано от комбинации двух слов i. е. Ди (греческое слово, означающее «Два») и Ода как краткая форма электрода = Диод. Другими словами, диод имеет два электрода, анод и катод, которые позволяют току течь только в одном направлении, известном как прямое смещение. Диод имеет высокое сопротивление в одном направлении, а в другом — низкое. Вот почему он может пропускать ток только в одном направлении.

Диод проводит ток при прямом смещении и блокирует ток при обратном смещении. В состоянии прямого смещения P-область (анод) подключена к более высокому потенциалу (напряжению), чем N-область (катод).В состоянии обратного смещения катод подключен к более высокому напряжению, чем анод.

P-область имеет дырки в качестве основных носителей, а N-область имеет электроны в качестве основных носителей. Между PN-переходом есть обедненная область, которая не позволяет протекать току. Отверстия — это положительные заряды или отсутствие отрицательного заряда, а электроны — отрицательные заряды. Мы знаем, что одинаковые заряды отталкиваются, а разные заряды притягиваются друг к другу. Диод работает по тому же принципу.

В состоянии прямого смещения P-область подключена к +, а N-область подключена к — клемме батареи.Батарея толкает основной носитель заряда, что вызывает притяжение между двумя областями. Это притяжение уменьшает ширину обедненной области, тем самым создавая путь для носителей заряда, чтобы пересечь переход.

В условиях обратного смещения полярность батареи обратная. Потенциал батареи вытягивает основной носитель заряда из соответствующей области. Это заставляет области раздвигаться, увеличивая ширину обедненной области. Носители заряда не могут пройти через область обеднения.Следовательно, диод не будет проводить обратного смещения.

Существует много типов диодов, каждый из которых используется для различных целей. Вот некоторые из этих диодов: светодиод «Светодиод», стабилитрон, лавинный диод, фотодиод, лазерный диод, варактор, туннельный диод и базовый PIN-диод и т. Д.

Похожие сообщения:

SCR (тиристор)

SCR или кремниевый управляемый выпрямитель является членом семейства тиристоров. Он широко известен как тиристор. Это однонаправленный переключатель с полупроводниковым управлением, который имеет 3 вывода и состоит из 4 слоев.Он преобразует переменный ток в постоянный с управляемым переключением, о чем свидетельствует его название.

Он имеет 3 вывода: анод (A), катод (C) и затвор (G). Анод и катод являются основными клеммами, используемыми для проведения тока, а клемма затвора — это клемма управления, используемая для запуска или срабатывания тринистора.

Это четырехслойное устройство, состоящее из чередующихся слоев полупроводникового материала P-типа и N-типа, образующих структуру PNPN. Таким образом, он имеет 3 PN перехода. Вывод анода соединен с внешней P-областью, а катод соединен с внешней N-областью.В то время как Ворота связаны со средней P-областью.

Полезно знать: Слово «тиристор» образовано от сочетания двух слов, т. Е. «Тиратрон» и «транзистор» = тиристор. Где тиратрон — это газонаполненное трубчатое устройство, используемое для управляющих выпрямителей и электрических переключателей большой мощности.

На следующем рисунке, приведенном ниже, показана конструкция и символическое изображение тиристора.

SCR работает в трех режимах: прямая блокировка, прямая проводимость и обратный режим блокировки.В режиме прямой блокировки SCR подключается в прямом смещении без какого-либо запускающего импульса на затворе. В этом режиме SCR не проводит.

В режиме обратной блокировки тиристор подключен с обратным смещением. SCR не работает в этом режиме даже при наличии управляющего сигнала.

В режиме прямой проводимости тиристор подключается с прямым смещением и запускается подачей запускающего импульса на вывод затвора. Прямая проводимость также возникает, если напряжение превышает напряжение пробоя, но это деструктивный метод, который может повредить устройство.

Когда SCR подключен в прямом смещении, то есть потенциал анода выше, чем потенциал катода, два перехода на конце становятся смещенными вперед, а средний переход становится смещенным в обратном направлении, как показано на рис. (B). Обратносмещенный переход не пропускает ток. приложение положительного импульса напряжения к затвору поворачивает переход в прямом смещении, создавая путь для прохождения тока от анода к катоду.

Когда SCR находится в режиме прямой проводимости, удаление стробирующего импульса не отключит его.Но напряжение между анодом и катодом должно быть понижено, чтобы ток упал ниже предела «тока удержания». Таким образом, SCR прерывает текущий поток и переходит в режим блокировки.

Тиристор — это фиксирующее устройство, что означает, что когда он включается, он остается включенным независимо от того, есть ли стробирующий сигнал или нет. Для начала проведения требуется только кратковременный импульс. Требуется нулевое пересечение, чтобы нарушить его состояние проводимости.

Поскольку тиристор не прекращает проводимость при снятии стробирующего сигнала, требуется дополнительная схема для отключения тиристора по команде.

SCR в основном используется для управляемого выпрямления и для управления мощностью, подаваемой на любую нагрузку, например, регулировку яркости ламп, регуляторы и управление двигателем.

SCR используется для управления и контроля большой мощности, поэтому они измеряются в киловаттах. и они больше по размеру, чем диод.

Похожие сообщения:

Ключевые различия между диодом и тиристором (тиристором)

В следующей сравнительной таблице показаны основные различия между диодом и тиристором (SCR).

Диод	SCR (тиристор)
Это неуправляемый полупроводниковый переключатель, который преобразует переменный ток в постоянный.	Это управляемый полупроводниковый переключатель, преобразующий переменный ток в постоянный.
Он имеет два вывода: анод и катод.	Он имеет три вывода: анод, катод и затвор.
Имеет 2 полупроводниковых слоя P и N.	Он имеет 4 чередующихся полупроводниковых слоя с двумя слоями P и двумя слоями N.
Его структура — PN.	Его структура в ПНПН.
Имеет 1 PN-переход.	Имеет 3 PN-перехода.
Он начинает проводить, когда напряжение превышает 0,4 В для германия и 0,7 В для кремниевого диода.	Начинает проводимость при подаче стробирующего импульса.
Имеет низкое рабочее напряжение.	Имеет высокое рабочее напряжение.
Невозможно контролировать выходную мощность.	Выходной мощностью можно управлять, изменяя угол открытия.
Имеет сравнительно низкие номинальные мощности.	Обладает очень высокой мощностью.
Обладает низкими потерями мощности.	Имеет более высокие потери мощности.
Он не может заблокировать ток при прямом смещении.	Может блокировать ток при прямом смещении.
Он меньше по размеру.	Он больше по размеру.
Дешевле SCR.	Дорого.
Диод используется для различных приложений, включая отсечение, зажим, выпрямление, защиту цепей, источник света, датчик и т. Д.	SCR используется для управляемого выпрямления, управления питанием в высоковольтных и силовых приложениях.

Похожие сообщения:

Свойства и характеристики диода и тиристора

Следующие ниже свойства различают диод и тиристор SCR, имеющие разные характеристики и области применения.

Структура

• Диод изготовлен из двух слоев полупроводникового материала P- и N-типа, образующих структуру PN.
• SCR состоит из 4 чередующихся полупроводниковых слоев, образующих структуру PNPN.

Клеммы

• Диод имеет два вывода: анод и катод.
• SCR имеет три вывода: анод, катод и затвор.

PN соединения

• Диод имеет только один PN переход.
• SCR имеет три PN-перехода.

Эксплуатация

• Диод начинает проводить только в одном направлении, когда напряжение превышает 0,4 или 0,7 В для германия или кремния соответственно.
• SCR начинает проводить при прямом смещении только тогда, когда подается положительный импульс затвора.

Прямая блокировка

• Диод не может блокировать ток при прямом смещении.
• SCR может блокировать ток при прямом смещении, если стробирующий сигнал не предоставляется.Этот режим известен как режим прямой блокировки.

Похожие сообщения:

Исправление

Выпрямление — это преобразование переменного тока переменного тока в постоянный постоянный ток.

• Диод может выполнять только неконтролируемое выпрямление.
• SCR может выполнять управляемое выпрямление, при котором мощность нагрузки может регулироваться.

Падение напряжения

• Падение напряжения на германиевом или кремниевом диоде равно 0. 4 или 0,7 вольта соответственно.
• Падение напряжения на проводящем тиристоре выше, чем на диоде, около 1,5 В.

Потери мощности

• Потери мощности внутри диода намного меньше.
• SCR имеет более высокие потери мощности.

Номинальное напряжение

• Диод используется для приложений со сравнительно низким напряжением, поскольку он имеет только один переход.
• SCR может выдерживать очень высокое напряжение.

Электроэнергетика

• Диод не обладает лучшими характеристиками управления мощностью, хотя силовые диоды используются для приложений с высокой мощностью.
• SCR специально разработан для работы с приложениями с очень большой мощностью.

Приложения

• Диод используется для ограничения и ограничения сигнала, умножителей, защиты цепей, выпрямителей, устройств защиты от перенапряжения, датчиков и т. Д.
• SCR в основном используется для управляемого выпрямления, чтобы управлять мощностью, подаваемой на нагрузку.

Похожие сообщения:

Разница между диодом и тиристором

Привет, друзья, надеюсь, у вас все отлично. В сегодняшнем руководстве мы обсудим разницу между диодом и тиристором . Основное различие между диодом и тиристором заключается в том, что диод имеет 2 вывода и используется как выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный и как переключатель. При этом тиристор имеет 2 вывода и работает как переключатель.

И диод, и тиристор являются полупроводниковыми приборами и сконструированы из комбинации материалов p- и n-типа.В сегодняшнем посте мы подробно рассмотрим диод и тиристор и найдем их различия. Итак, давайте начнем с разницы между диодом и тиристором.

Разница между диодом и тиристором

Диод

• Это полупроводниковое устройство, которое используется для выпрямления или преобразования переменного тока в постоянный.
• Есть разные типы диодов типа стабилитрона, ступенчатого восстановления.

• диод может работать в двух режимах: первый с прямым смещением, а второй с обратным смещением
• Его рабочее напряжение для кремния равно 0.7 вольт, а германий — 0,3 вольт.
• Используется как выпрямитель, в зажимных цепях и т. Д.
• В обратном направлении анод подключен к отрицательной клемме, а катод — к положительной клемме аккумулятора.
• Ток, протекающий в диоде из-за двух типов заряда, переносится: первый представляет собой дырку, а второй — электроны.
• Диод состоит из двух частей: первая — положительная, вторая — отрицательная, имеет электроны в качестве носителей, а P имеет дырки
• Материал, из которого изготовлен диод, — кремний и германий.
• Его напряжение обратного пробоя меньше, чем у светодиода.

Тиристор

• Это управляемое электронное устройство для включения модуля, которому для работы необходим пусковой импульс.
• Имеет четыре слоя НПНП или ПНПН.
• В некоторых случаях аналог SCR
• Он работает как бистабильный переключатель в случае, когда затвор имеет токовое соединение, и работа продолжается, если напряжение на компоненте не находится в состоянии обратного смещения.
• Используется для контроля высокого значения тока через 2 точки, связанные с контрольной точкой
• Он существует в двух категориях конструкторских вооружений.

• У Firestone два терминала, а у второго — три терминала.
• Они применяются там, где задействованы высокие значения напряжения и тока.
• Используется для управления переменным током и управления переходом через нуль.
• Его работа является синхронной, если попавшая на него сеть работает синфазно с напряжением, подаваемым на ее выводы.
• Имеется три режима проводимости: обратный, прямой и прямой режим проводимости
• Имеет три развязки.
• Имеет три вывода анод-катод и затвор.
• Используется в контроллере фазных пожаров ciuts
• Его мощность обработки лучше, чем у диода.
• Требуется большее значение напряжения, чем для работы диода.
• Дороже диода.
• Это тяжеловесное устройство.

Прямое смещение диода

• Смещение — это процесс, при котором входное питание подается на выводы диода.
• При пересылке смещенного состояния ток течет из-за движения электронов и дырок через PN-переход.
• На данном рисунке вы можете видеть, что диод присоединен к источнику постоянного напряжения в прямом смещенном направлении.

• Напряжение смещения, обеспечиваемое внешним источником постоянного тока, представлено как Vbias.
• Вы можете видеть, что в цепи сопротивление последовательно соединено с батареей и диодом, оно предназначено для ограничения значения тока и известно как сопротивление ограничения тока.
• Для условия прямого смещения должны соблюдаться 2 условия.
• Первый — соединить анод диода с положительной клеммой батареи и катод с отрицательной клеммой батареи.

• Во втором случае значение источника напряжения, подключенного к диоду, должно быть больше, чем потенциальный барьер.
• Поведение диода после прямого смещения показано на данном рисунке.

• Как мы знаем, одинаковые заряды противоположны друг другу, поэтому отрицательная клемма прикладывает силу к электронам в N-области, и они начинают двигаться к PN-переходу.
• Из-за движения электронов через электроны течет ток.

• В качестве отрицательной клеммы батареи, непрерывно обеспечивающей энергией электроны, поэтому они имеют достаточно энергии, чтобы пересечь потенциальный барьер и войти в P-область и объединиться с дырками после потери своей энергии.
• Поскольку противоположные заряды притягиваются друг к другу, положительный полюс батареи также притягивает электроны в области P, электрон начинает двигаться к этой клемме.
• По мере того, как электрон перемещается из N-области в P-область, дыры также создаются в N-области, которая движется к отрицательному выводу батареи.
• В этом процессе мы можем сделать вывод, что ток в состоянии прямого смещения протекает из-за потока электронов и дырок.

Вот и все, чем отличается диод от тиристора. Я старался изо всех сил упростить этот пост для вас, если у вас есть какие-либо вопросы, спрашивайте в комментариях. Спасибо за чтение. хорошего дня.

Автор: Генри

http://www.theengineeringknowledge.com

Я профессиональный инженер и закончил известный инженерный университет, а также имею опыт работы инженером в различных известных отраслях. Я также пишу технический контент, мое хобби — изучать новые вещи и делиться ими с миром. Через эту платформу я также делюсь своими профессиональными и техническими знаниями со студентами инженерных специальностей.

Сообщение навигации

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 быть известен под другим названием.

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

Что такое тиристор?

А 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 контролирует поток 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 .

Еще одно состояние, в котором может находиться тиристор, — это состояние прямой проводимости , при котором 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 & 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 мере 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 блокирующего 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 так, чтобы его напряжение переключения 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 становится ниже удерживающего.

Тиристоры различных типов 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 включенным, даже когда ток затвора снят. Чтобы разблокировать, необходимо снять ток между анодом и катодом или сбросить анод до отрицательного напряжения 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.

2. 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.

3. 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 выключить, 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 проводимостью 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.

2. 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% 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.

3. Эмиттер выключения 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 выключается 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 необходимо соединить 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.

2. 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 по своей природе несимметричны, 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 встречаются в диммерах для лампочек.

3. Кремниевый диод переменного тока (SIDAC)

SIDAC электрически ведет себя так же, как DIAC.Основное различие между ними заключается 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 удерживающего тока.SIDAC возвращается в непроводящее состояние, чтобы повторить цикл.

SIDAC используются в релаксационных генераторах и других устройствах специального назначения.

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

Как работают тиристоры? | Сравнение тиристоров и транзисторов

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 29 мая 2021 г.

Транзисторы — крошечные электронные компоненты
которые изменили мир: вы найдете их в
все от калькуляторов и
компьютеры для
телефоны, радио и
слуховые аппараты. Они удивительно универсальны, но это не значит, что они могут все. Хотя мы можем использовать их для включения крошечных электрических токов и
выключено (это основной принцип, лежащий в основе компьютерной памяти), и
преобразовать малые токи в несколько большие (вот как
усилитель работает), они не очень полезны в обращении
намного большие токи. Еще один недостаток в том, что они отключаются
сразу после снятия тока переключения, что означает
они не так полезны в устройствах, таких как будильники, где вы хотите
цепь для срабатывания и остается включенной неопределенно долго. Для такого рода работ
мы можем обратиться к похожему электронному компоненту, называемому
тиристор, имеющий общие черты с
диоды, резисторы,
и транзисторы. Триристоры довольно легко понять,
хотя большинство объяснений, которые вы найдете в Интернете, без надобности
сложный и часто невероятно запутанный.Итак, это наш старт
точка: давайте посмотрим, сможем ли мы ясно и просто взглянуть на то, что
тиристоры, как они работают и какие
вещи, для которых мы можем их использовать!

Изображение: Типичный тиристор немного похож на транзистор — и работает в
близкородственный способ.

Что такое тиристоры?

Во-первых, давайте разберемся с терминологией. Некоторые люди
используйте термин кремниевый выпрямитель (SCR)
взаимозаменяемо с «тиристором». Фактически, кремниевый
выпрямитель — это торговая марка, которую компания General Electric представила
опишите один конкретный тип тиристора, который он сделал.Есть
различные другие типы тиристоров (в том числе так называемые
диаки и симисторы, которые
предназначены для работы с переменным током), поэтому условия не полностью
синоним. Тем не менее, эта статья о хранении вещей
просто, поэтому поговорим о тиристорах в самом общем виде
термины и предполагают, что SCR — это одно и то же. Мы будем называть их тиристорами.

Фото: Тиристоры широко используются в электронных схемах управления мощностью, подобных этому.

Три соединения

Так что же такое тиристор? Это электронный
компонент с тремя выводами, называемый анодом (положительный вывод),
катод (отрицательный вывод) и затвор. Это несколько аналогичные
к трем выводам транзистора, которые, как вы помните, называются
эмиттер, коллектор и база (для обычного транзистора) или
исток, сток и затвор (в полевом транзисторе или FET).
В обычном транзисторе один из трех выводов (база) действует
как элемент управления, который регулирует, сколько тока течет между другими
два отведения.То же самое и с тиристором: затвор управляет
ток, протекающий между анодом и катодом.
(Стоит отметить, что можно получить триисторы
с двумя или четырьмя выводами, а также с тремя выводами. Но мы сохраняем
здесь все просто, поэтому мы просто поговорим о наиболее распространенной разновидности.)

Сравнение транзисторов и тиристоров

Если транзистор и тиристор выполняют одну и ту же работу,
какая между ними разница? С транзистором, когда маленький
ток течет в базу, это делает больший ток между
эмиттер и коллектор.Другими словами, он действует как
переключатель и усилитель одновременно:

Как работает транзистор: небольшой ток, протекающий в базу, вызывает больший ток между эмиттером и коллектором. Это транзистор n-p-n с красным, обозначающим кремний n-типа, синим, обозначающим p-тип, черными точками, представляющими электроны, и белыми точками, представляющими дыры.

Аналогичная вещь происходит внутри полевого транзистора, за исключением того, что мы прикладываем небольшое напряжение к затвору, чтобы произвести
электрическое поле, которое помогает току течь от источника к
осушать.Если мы удалим малый ток в базе (или затворе), большой ток
немедленно перестает течь от эмиттера к коллектору (или от истока к стоку в полевом транзисторе).

Часто это не то, чего мы хотим. В
что-то вроде цепи охранной сигнализации (где, возможно, злоумышленник
наступает на нажимную подушечку, и колокольчики начинают звенеть), мы хотим, чтобы
небольшой ток (активируется нажимной подушечкой) для отключения большего
ток (звон колокольчиков) и чтобы больший ток продолжал течь
даже когда меньший ток прекращается (так что колокола все еще звонят, даже если
наш незадачливый злоумышленник осознает свою ошибку и отходит от площадки).В тиристоре это
именно то, что происходит. Небольшой ток на затворе вызывает много
больший ток между анодом и катодом. Но даже если мы тогда
удалить ток затвора, больший ток продолжает течь из
анод к катоду. Другими словами, тиристор остается («защелкивается») включенным.
и остается в этом состоянии до тех пор, пока схема не будет перезагружена.

Там, где транзистор обычно имеет дело с крошечными электронными
токи (миллиампер), тиристор выдерживает настоящие (электрические)
силовые токи (обычно несколько сотен вольт и 5–10 ампер).Вот почему мы можем использовать их в таких вещах, как заводские выключатели питания,
регуляторы скорости электродвигателей,
бытовые диммеры, выключатели зажигания автомобилей,
сетевые фильтры и
термостаты. Время переключения
практически мгновенно (измеряется в микросекундах), и эта полезная функция,
в сочетании с отсутствием подвижных частей и высокой надежностью, поэтому часто используются тиристоры.
как электронные (твердотельные) версии реле
(переключатели электромагнитные).

Как работает тиристор?

Тиристоры являются логическим продолжением диодов и
транзисторы, поэтому давайте кратко рассмотрим эти компоненты.Если
вы не знакомы с твердотельной электроникой, у нас больше и
более четкие объяснения того, как работают диоды и
и как работают транзисторы,
которую вы, возможно, захотите прочитать в первую очередь.

Тиристор как два диода

Напомним, что диод — это два слоя полупроводника.
(p-тип и n-тип) зажаты вместе, чтобы создать соединение
где происходят интересные вещи. В зависимости от того, как вы подключаете
диод, ток либо будет течь через него, либо нет, что делает его
электронный эквивалент улицы с односторонним движением.С положительной связью
к p-типу (синий) и отрицательному соединению к n-типу (красный) диод
смещение вперед, поэтому электроны (черные точки) и дыры (белые точки) перемещаются
благополучно через переход и нормальный ток течет:

Диод с прямым смещением: через переход между p-типом (синий) и n-типом (красный) протекает ток, переносимый электронами (черные точки) и дырками (белые точки).

В противоположной конфигурации, с плюсовым подключением к n-типу и
отрицательный к p-типу, диод имеет обратное смещение:
соединение становится огромной пропастью, которую электроны и дырки не могут пересечь
и нет тока:

Обратно-смещенный диод: при обратном подключении батареи «зона истощения» на стыке становится шире, поэтому ток не течет.

В транзисторе мы имеем три слоя полупроводника, расположенных попеременно (либо p-n-p, либо n-p-n), что дает
два перекрестка, где могут происходить интересные вещи. (Полевой транзистор немного
разные, с дополнительными слоями металла и оксида, но все же
по сути, бутерброд n-p-n или p-n-p.). Тиристор — это просто следующий шаг в
последовательность: четыре слоя полупроводника, снова расположенные поочередно
дайте нам p-n-p-n (или n-p-n-p, если вы поменяете местами) с тремя
переходы между ними. Анод соединяется с внешним слоем p,
катод к внешнему n слою, а затвор к внутреннему p
слой, например:

Тиристор похож на два соединенных диода, соединенных вместе, но с дополнительным подключением к одному из внутренних слоев — «затвору».«

Вы можете видеть, что это напоминает два соединительных диода, соединенных последовательно, но с дополнительным соединением затвора внизу.
Тиристор, как и диод, является выпрямителем: он проводит только в одном направлении. Вы не можете сделать тиристор, просто подключив два диода последовательно: дополнительное соединение затвора означает, что это еще не все. Если вы хорошо знакомы с электроникой, вы заметите сходство между тиристором и диодом Шокли (своего рода двойной диод с
четыре чередующихся полупроводниковых слоя, изобретенные пионером транзисторов Уильямом Шокли
в 1956 г.).Тиристоры произошли от работы транзисторов и диодов Шокли,
который был разработан Джуэллом Джеймсом Эберсом,
кто разработал двухтранзисторную модель, о которой мы расскажем дальше.

Иллюстрации: General Electric представила первый коммерчески успешный тиристор (тогда называвшийся кремниевым выпрямителем) в июле 1957 года благодаря усилиям Роберта Холла, Ника Холоньяка, Ф. В. «Билла» Гуцвиллера,
и другие. Это базовая иллюстрация тиристора из одного из патентов Билла Гуцвиллера.Работа от
Патент США 3040270: Схема выпрямителя с кремниевым управлением, включая генератор переменной частоты, предоставлена ​​Бюро патентов и товарных знаков США.

Тиристор как два транзистора

Менее очевидно то, что четыре слоя работают как два
транзисторы (n-p-n и p-n-p), которые соединены вместе, так что
выход из одного формирует вход в другой. Ворота обслуживают
как своего рода «стартер» для их активации.

Тиристор также похож на два транзистора, соединенных вместе, поэтому выход каждого из них служит входом для другого.

Три состояния тиристора

Так как же это работает? Мы можем перевести его в три возможных состояния, во всех трех из которых он либо полностью выключен, либо полностью включен, что означает, что это, по сути, двоичное цифровое устройство. Чтобы понять, как работают эти состояния, полезно помнить о диодах и транзисторах:

Прямая блокировка

Обычно, когда ток не течет в затвор, тиристор выключен: ток не может течь из затвора.
анод к катоду.Почему? Представьте тиристор как два соединенных диода.
вместе. Верхний и нижний диоды смещены в прямом направлении.
Однако это означает, что соединение в центре имеет обратное смещение, поэтому ток не может
пройти весь путь сверху вниз. Это состояние называется вперед
блокировка. Хотя это похоже на прямое смещение в обычном диоде, ток не течет.

Блокировка обратного хода

Предположим, мы поменяем местами соединения анод / катод. Теперь вы, вероятно, видите, что оба
верхний и нижний диоды имеют обратное смещение, поэтому ток через тиристор по-прежнему не течет.Это
называется обратной блокировкой (и она аналогична обратному смещению в простом диоде).

Форвардное ведение

Третье состояние действительно интересно. Нам нужно, чтобы анод был
положительный и отрицательный катод. Затем, когда ток течет в затвор, он
включает нижний транзистор, который включает верхний,
который включает нижний и так далее. Каждый транзистор
активирует другой. Мы можем рассматривать это как своего рода внутреннюю положительную обратную связь, в которой два транзистора продолжают подавать ток друг другу.
пока они оба не будут полностью активированы, после чего через них может течь ток.
как от анода к катоду.Это состояние называется прямой проводимостью, и именно так
тиристор «защелкивается» (остается постоянно) включенным. После фиксации тиристора
на таком, его нельзя выключить, просто сняв ток с
вентиль: в этот момент ток затвора не имеет значения — и вы должны
прервать основной ток, протекающий от анода к
катод, часто отключая питание всей цепи. Не следите за этим?
Посмотрите на анимацию в поле ниже, я надеюсь, она вам прояснится.

Типы тиристоров

Несколько упрощено, вот в чем суть того, как
тиристор работает.Существует множество вариантов, в том числе
устройства отключения ворот (GTO)
(который может быть включен или выключен действием затвора), AGT (тиристор с анодным затвором)
устройства, которые имеют затвор, идущий на внутренний слой n-типа около анода (вместо слоя p-типа около катода),
фотоэлектрические тиристоры, в которых база активируется светом, и все другие виды. Но все они работают примерно одинаково,
с затвором, отключающим один транзистор, который затем отключает другой.

Основные бренды Тиристор C38M с кремниевым выпрямительным диодом, 600 В, от 35 до 65 ампер: электронные компоненты: Amazon.com: Industrial & Scientific

$ 15,32 Депозит на доставку и импорт в Российскую Федерацию Реквизиты

Доступно по более низкой цене у других продавцов, которые могут не предлагать бесплатную доставку Prime.

• Убедитесь, что он подходит, введя номер своей модели.
• Вес упаковки: 0,04 фунта
• Страна происхождения: Тайвань, провинция Китая
• Номер детали: C38M
• Размеры упаковки: 1 дюйм Д x 1 дюйм Ш x 1 дюйм

]]>

Технические характеристики изделия

Выпрямитель с кремниевым управлением (SCR) | Тиристоры

Диоды Шокли и выпрямители с кремниевым управлением (SCR)

Диоды Шокли

— любопытные устройства, но их применение весьма ограничено. Однако их полезность можно расширить, оснастив их другим средством фиксации. При этом каждое из них становится настоящим усилительным устройством (хотя бы в режиме включения / выключения), и мы называем их кремниевыми выпрямителями или тиристорами.

Переход от диода Шокли к SCR достигается одним небольшим дополнением, фактически не более чем подключением третьего провода к существующей структуре PNPN: (рисунок ниже)

Кремниевый выпрямитель (SCR)

SCR Проводимость

Если затвор SCR остается плавающим (отключенным), он ведет себя точно так же, как диод Шокли.Он может фиксироваться напряжением размыкания или превышением критической скорости нарастания напряжения между анодом и катодом, как и в случае диода Шокли. Отключение достигается за счет уменьшения тока до тех пор, пока один или оба внутренних транзистора не перейдут в режим отсечки, также как диод Шокли. Однако, поскольку вывод затвора подключается непосредственно к базе нижнего транзистора, его можно использовать в качестве альтернативного средства для фиксации тринистора. При приложении небольшого напряжения между затвором и катодом нижний транзистор будет принудительно включаться результирующим током базы, что приведет к тому, что верхний транзистор будет проводить ток, который затем подает ток на базу нижнего транзистора, так что его больше не нужно активировать. напряжением затвора.Необходимый ток затвора для инициирования фиксации, конечно, будет намного ниже, чем ток через SCR от катода к аноду, поэтому SCR действительно обеспечивает некоторое усиление.

Запуск / срабатывание

Этот метод обеспечения проводимости SCR называется запуском или срабатыванием, и это, безусловно, наиболее распространенный способ фиксации SCR на практике. Фактически, тиристоры обычно выбираются так, чтобы их напряжение переключения намного превышало максимальное напряжение, которое ожидается от источника питания, поэтому его можно включить только с помощью преднамеренного импульса напряжения, приложенного к затвору.

Обратное срабатывание

Следует отметить, что тиристоры могут иногда отключаться путем прямого замыкания их выводов затвора и катода вместе или путем «обратного запуска» затвора отрицательным напряжением (относительно катода), так что нижний транзистор принудительно запускается. в отсечку. Я говорю, что это «иногда» возможно, потому что при этом весь ток коллектора верхнего транзистора шунтируется через базу нижнего транзистора. Этот ток может быть значительным, что в лучшем случае затрудняет триггерное отключение SCR.Вариант SCR, называемый тиристором с выключенным затвором, или GTO, упрощает эту задачу. Но даже с GTO ток затвора, необходимый для его выключения, может составлять до 20% от анодного (нагрузки) тока! Схематический символ GTO показан на следующем рисунке: (Рисунок ниже)

Тиристор выключения затвора (ГТО)

SCR против GTO

SCR и GTO имеют одинаковую эквивалентную схему (два транзистора, подключенных по принципу положительной обратной связи), единственные отличия заключаются в деталях конструкции, предназначенных для предоставления транзистору NPN большего β, чем PNP.Это позволяет меньшему току затвора (прямому или обратному) оказывать большую степень контроля над проводимостью от катода к аноду, при этом фиксированное состояние транзистора PNP в большей степени зависит от NPN, чем наоборот. Тиристор с выключенным затвором также известен под названием Gate-Controlled Switch, или GCS.

Проверка работоспособности тринистора с помощью омметра

Элементарный тест функции SCR или, по крайней мере, идентификация клеммы может быть выполнен с помощью омметра. Поскольку внутреннее соединение между затвором и катодом является одним PN-переходом, измеритель должен показывать непрерывность между этими выводами с помощью красного измерительного провода на затворе и черного измерительного провода на катоде следующим образом: (Рисунок ниже)

Элементарное испытание SCR

Все остальные измерения целостности, выполненные на SCR, будут показывать «разомкнут» («OL» на некоторых дисплеях цифровых мультиметров).Следует понимать, что этот тест является очень грубым и не представляет собой исчерпывающую оценку SCR. SCR может давать хорошие показания омметра и при этом быть неисправным. В конце концов, единственный способ проверить SCR — это подвергнуть его току нагрузки.

Если вы используете мультиметр с функцией «проверки диодов», полученное вами показание напряжения перехода затвор-катод может соответствовать или не соответствовать ожидаемому от кремниевого PN перехода (приблизительно 0,7 В).В некоторых случаях вы увидите гораздо более низкое напряжение перехода: всего сотые доли вольта. Это связано с внутренним резистором, подключенным между затвором и катодом, встроенным в некоторые тиристоры. Этот резистор добавлен, чтобы сделать тиристор менее восприимчивым к ложному срабатыванию из-за паразитных скачков напряжения, «шума» цепи или статического электрического разряда. Другими словами, наличие резистора, подключенного к переходу затвор-катод, требует подачи сильного пускового сигнала (значительного тока) для фиксации тиристора.Эта функция часто встречается в больших SCR, а не в маленьких SCR. Помните, что SCR с внутренним резистором, подключенным между затвором и катодом, будет указывать на непрерывность в обоих направлениях между этими двумя клеммами: (рисунок ниже)

Большие тиристоры имеют резистор между катодом и затвором.

SCR чувствительного затвора

«Нормальные» тиристоры без этого внутреннего резистора иногда называют чувствительными тиристорами затвора из-за их способности срабатывать при малейшем положительном сигнале затвора.

Испытательная схема для SCR практична как диагностический инструмент для проверки подозреваемых SCR, а также является отличным помощником для понимания основных операций SCR. Источник постоянного напряжения используется для питания схемы, а два кнопочных переключателя используются для фиксации и разблокировки тиристора, соответственно: (рисунок ниже)

Схема тестирования SCR

При нажатии нормально разомкнутого кнопочного переключателя затвор соединяется с анодом, пропуская ток от положительной клеммы батареи, через нагрузочный резистор, через переключатель, через PN переход катод-затвор и обратно к батарее. .Этот ток затвора должен вынудить SCR зафиксироваться, позволяя току проходить напрямую от анода к катоду без дальнейшего запуска через затвор. Когда кнопка «Вкл.» Отпущена, нагрузка должна оставаться под напряжением.

Нажатие нормально замкнутого кнопочного переключателя «выключено» разрывает цепь, заставляя ток через тиристор останавливаться, тем самым вынуждая его отключиться (отключение при слабом токе).

Текущий ток

Если SCR не срабатывает, проблема может быть в нагрузке, а не в SCR.Определенная минимальная величина тока нагрузки требуется, чтобы удерживать тиристор во включенном состоянии. Этот минимальный уровень тока называется током удержания. Нагрузка со слишком большим значением сопротивления может не потреблять достаточно тока, чтобы удерживать тиристор в защелкивании, когда ток затвора прекращается, что создает ложное впечатление о плохом (нефиксируемом) тиристоре в тестовой цепи. Значения удерживаемого тока для различных тиристоров должны быть доступны у производителей. Типичные значения удерживающего тока находятся в диапазоне от 1 миллиампер до 50 миллиампер или более для более крупных устройств.

Для того, чтобы тест был полностью исчерпывающим, необходимо протестировать не только запускающее действие. Предел прямого напряжения переключения SCR можно проверить, увеличив подачу постоянного напряжения (без нажатия кнопочного переключателя) до тех пор, пока SCR не защелкнется сам по себе. Помните, что испытание на отключение может потребовать очень высокого напряжения: многие силовые тиристоры имеют номинальное напряжение размыкания 600 вольт или более! Кроме того, если доступен генератор импульсного напряжения, критическая скорость нарастания напряжения для SCR может быть проверена таким же образом: подвергнуть его импульсному напряжению питания с разной скоростью вольт / время без срабатывания кнопочных переключателей и посмотреть, когда он защелкнется.

В этой простой форме испытательная схема SCR может быть достаточной в качестве схемы управления пуском / остановом для двигателя постоянного тока, лампы или другой практической нагрузки: (рисунок ниже)

Цепь управления пуском / остановом двигателя постоянного тока

Цепь «лом»

Еще одно практическое применение SCR в цепи постоянного тока — это устройство лома для защиты от перенапряжения. Схема «лом» состоит из тиристора, размещенного параллельно с выходом источника питания постоянного тока, для прямого короткого замыкания на выходе этого источника, чтобы предотвратить попадание чрезмерного напряжения на нагрузку.Повреждение SCR и источника питания предотвращается разумным размещением предохранителя или значительным последовательным сопротивлением перед SCR для ограничения тока короткого замыкания: (рисунок ниже)

Цепь лома, используемая в источнике постоянного тока

Некоторые устройства или схемы, определяющие выходное напряжение, будут подключены к затвору SCR, так что при возникновении состояния перенапряжения напряжение будет приложено между затвором и катодом, запустив SCR и заставив предохранитель перегореть.Эффект будет примерно таким же, как при падении твердого стального лома прямо на выходные клеммы источника питания, отсюда и название схемы.

Большинство приложений SCR предназначены для управления мощностью переменного тока, несмотря на то, что SCR по своей природе являются устройствами постоянного тока (однонаправленными). Если требуется двунаправленный ток в цепи, можно использовать несколько тиристоров, один или несколько тиристоров обращены в каждом направлении, чтобы обрабатывать ток через оба полупериода волны переменного тока. Основная причина, по которой тиристоры вообще используются для управления мощностью переменного тока, — это уникальная реакция тиристора на переменный ток.Как мы видели, тиратронная лампа (версия SCR с электронной лампой) и DIAC, гистерезисное устройство, срабатывающее во время части полупериода переменного тока, будут фиксироваться и оставаться включенными в течение оставшейся части полупериода до тех пор, пока переменный ток ток уменьшается до нуля, так как он должен начинать следующий полупериод. Непосредственно перед точкой перехода через ноль формы сигнала тока тиристор выключится из-за недостаточного тока (такое поведение также известно как естественная коммутация) и должен снова включиться в течение следующего цикла.В результате ток в цепи эквивалентен «нарезанной» синусоидальной волне. Для обзора, вот график реакции DIAC на напряжение переменного тока, пик которого превышает напряжение отключения DIAC: (рисунок ниже)

Двунаправленный ответ DIAC

Для DIAC этот предел напряжения отключения был фиксированной величиной. С помощью SCR мы можем точно контролировать момент фиксации устройства, запуская логический элемент в любой момент времени на осциллограмме. Подключив подходящую схему управления к затвору SCR, мы можем «разрезать» синусоидальную волну в любой точке, чтобы обеспечить пропорциональное во времени управление мощностью нагрузки.

В качестве примера возьмем схему на рисунке ниже. Здесь SCR расположен в цепи для управления мощностью нагрузки от источника переменного тока.

SCR управление питанием переменного тока

Будучи однонаправленным (односторонним) устройством, в лучшем случае мы можем подавать на нагрузку только полуволновую мощность в полупериоде переменного тока, когда полярность напряжения питания положительная вверху и отрицательная внизу. Однако для демонстрации основной концепции пропорционального времени управления эта простая схема лучше, чем одна схема управления двухполупериодной мощностью (для которой потребовалось бы два SCR).

При отсутствии срабатывания затвора и напряжении источника переменного тока значительно ниже номинального напряжения отключения тиристора, тиристор никогда не включится. Подключение затвора SCR к аноду через стандартный выпрямительный диод (для предотвращения обратного тока через затвор в случае, если SCR содержит встроенный резистор затвор-катод), позволит срабатывать SCR почти сразу в начале каждый положительный полупериод: (рисунок ниже)

Затвор подключен напрямую к аноду через диод; почти полная полуволна тока через нагрузку.

Задержка срабатывания триггера SCR

Мы можем задержать срабатывание SCR, однако, добавив некоторое сопротивление в схему затвора, тем самым увеличив величину падения напряжения, требуемого до того, как достаточный ток затвора запустит SCR. Другими словами, если мы усложним прохождение тока через затвор, добавив сопротивление, переменное напряжение должно будет достичь более высокой точки в своем цикле, прежде чем ток затвора станет достаточным для включения SCR. Результат показан на рисунке ниже.

В цепь затвора вставлено сопротивление; менее полуволны тока через нагрузку.

Поскольку полусинусоидальная волна в большей степени прерывается задержкой срабатывания тринистора, нагрузка получает меньшую среднюю мощность (мощность доставляется в течение меньшего времени в течение цикла). Сделав резистор последовательного затвора переменным, мы можем отрегулировать пропорциональную во времени мощность: (рисунок ниже)

Увеличение сопротивления приводит к повышению порогового уровня, в результате чего на нагрузку подается меньшая мощность.Уменьшение сопротивления снижает пороговый уровень, в результате чего на нагрузку поступает больше мощности.

К сожалению, эта схема управления имеет существенное ограничение. При использовании сигнала источника переменного тока для нашего триггерного сигнала SCR мы ограничиваем управление первой половиной полупериода сигнала. Другими словами, мы не можем ждать, пока волна не достигнет пика, чтобы запустить SCR. Это означает, что мы можем уменьшить мощность только до точки, в которой SCR включается на самом пике волны: (Рисунок ниже)

Цепь при минимальной мощности

Дальнейшее повышение порога срабатывания триггера приведет к тому, что схема вообще не сработает, поскольку даже пика напряжения переменного тока не будет достаточно для срабатывания тринистора.В результате на нагрузку не подается питание.

Гениальное решение этой дилеммы управления заключается в добавлении в схему фазовращающего конденсатора: (рисунок ниже)

Добавление в схему фазовращающего конденсатора

Меньшая форма волны, показанная на графике, представляет собой напряжение на конденсаторе. Чтобы проиллюстрировать фазовый сдвиг, я предполагаю состояние максимального управляющего сопротивления, при котором тиристор не срабатывает вообще без тока нагрузки, за исключением того небольшого тока, который проходит через управляющий резистор и конденсатор. Это напряжение конденсатора будет сдвинуто по фазе в любом месте от 0 ° до 90 °, отставая от формы сигнала переменного тока источника питания. Когда это сдвинутое по фазе напряжение достигает достаточно высокого уровня, срабатывает тиристор.

При достаточном напряжении на конденсаторе для периодического срабатывания тринистора, результирующая форма волны тока нагрузки будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже).

Сигнал со сдвигом по фазе запускает SCR в проводимость.

Поскольку форма волны конденсатора все еще нарастает после того, как форма волны основной мощности переменного тока достигла своего пика, становится возможным запускать SCR на пороговом уровне за пределами этого пика, тем самым прерывая волну тока нагрузки дальше, чем это было возможно с более простой схемой.На самом деле форма волны напряжения конденсатора немного сложнее, чем то, что показано здесь, ее синусоидальная форма искажается каждый раз, когда тиристор срабатывает. Однако то, что я пытаюсь проиллюстрировать здесь, — это отложенное срабатывание триггера, получаемое с помощью фазосдвигающей RC-цепи; таким образом, упрощенная, неискаженная форма сигнала хорошо служит этой цели.

Запуск SCR сложными схемами

SCR также могут запускаться или «запускаться» более сложными схемами. В то время как показанная ранее схема достаточна для простого применения, такого как управление лампой, для управления крупными промышленными двигателями часто используются более сложные методы запуска.Иногда импульсные трансформаторы используются для соединения цепи запуска с затвором и катодом тринистора, чтобы обеспечить электрическую изоляцию между цепями запуска и питания.

Трансформаторная развязка триггерного сигнала обеспечивает развязку.

Когда для управления мощностью используются несколько тиристоров, их катоды часто не являются электрически общими, что затрудняет подключение одной цепи запуска ко всем тиристорам в равной степени. Примером этого является управляемый мостовой выпрямитель, показанный на рисунке ниже.

Управляемый мостовой выпрямитель

В любой схеме мостового выпрямителя выпрямительные диоды (в данном примере это выпрямительные тиристоры) должны проводить встречные пары. SCR1 и SCR3 должны запускаться одновременно, а SCR2 и SCR4 должны запускаться вместе как пара. Однако, как вы заметите, эти пары тиристоров не используют одни и те же катодные соединения, а это означает, что просто параллельное соединение их соответствующих затворов и подключение одного источника напряжения для запуска обоих не сработает: (рисунок ниже)

Эта стратегия не будет работать для запуска SCR2 и SCR4 как пары.

Хотя показанный источник напряжения запуска будет запускать SCR4, он не будет запускать SCR2 должным образом, потому что два тиристора не имеют общего катодного соединения для опорного напряжения запуска. Однако импульсные трансформаторы, соединяющие два тиристорных затвора с общим источником пускового напряжения, будут работать: (рисунок ниже)

Трансформаторная муфта затворов позволяет срабатывать SCR2 и SCR4.

Имейте в виду, что на этой схеме показаны соединения затвора только для двух из четырех тиристоров.Импульсные трансформаторы и источники запуска для SCR1 и SCR3, а также детали самих источников импульсов для простоты опущены.

Управляемые мостовые выпрямители не ограничиваются однофазными конструкциями. В большинстве промышленных систем управления питание переменного тока доступно в трехфазной форме для максимальной эффективности, и полупроводниковые схемы управления построены для использования этого преимущества. Схема трехфазного управляемого выпрямителя, построенная на тиристорах, без показанных импульсных трансформаторов или схемы запуска, будет выглядеть, как показано на рисунке ниже.

Трехфазный мост SCR контроль нагрузки

ОБЗОР: Кремниевый выпрямитель, или SCR, по сути, представляет собой диод Шокли с добавленной дополнительной клеммой. Этот дополнительный вывод называется затвором, и он используется для запуска устройства в режим проводимости (фиксации его) путем приложения небольшого напряжения. Чтобы запустить или запустить SCR, необходимо приложить напряжение между затвором и катодом, положительное к затвору и отрицательное к катоду.

При тестировании SCR мгновенного соединения между затвором и анодом достаточно полярности, интенсивности и продолжительности для его запуска.SCR могут срабатывать при преднамеренном срабатывании вывода затвора, чрезмерном напряжении (пробое) между анодом и катодом или чрезмерной скорости нарастания напряжения между анодом и катодом. Тиристоры могут быть отключены анодным током, падающим ниже значения удерживающего тока (слабый ток выпадения) или «обратным зажиганием» затвора (подачей отрицательного напряжения на затвор). Обратное срабатывание только иногда эффективно и всегда связано с большим током затвора.

Вариант SCR, называемый тиристором с выключением затвора (GTO), специально разработан для отключения посредством обратного запуска.Даже в этом случае для обратного запуска требуется довольно большой ток: обычно 20% анодного тока. Клеммы SCR могут быть идентифицированы измерителем непрерывности: единственными двумя клеммами, показывающими какую-либо непрерывность между ними, должны быть затвор и катод. Выводы затвора и катода подключаются к PN-переходу внутри SCR, поэтому измеритель целостности цепи должен иметь диодоподобное показание между этими двумя выводами с красным (+) выводом на затворе и черным (-) выводом на катоде. Однако помните, что некоторые большие тиристоры имеют внутренний резистор, подключенный между затвором и катодом, что повлияет на любые показания целостности цепи, снятые измерителем.

SCR

— настоящие выпрямители: они пропускают через себя ток только в одном направлении. Это означает, что они не могут использоваться отдельно для управления двухполупериодной мощностью переменного тока. Если диоды в цепи выпрямителя заменены на тиристоры, у вас есть задатки схемы управляемого выпрямителя, в соответствии с которой мощность постоянного тока на нагрузке может быть пропорциональной по времени за счет срабатывания тиристоров в разных точках формы волны переменного тока.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Платформа мощных тиристоров с фазовым управлением (PCT) и выпрямительных диодов

Hitachi ABB Power Grids разработала платформу для тиристоров с фазовым управлением (PCT) и выпрямительных диодов, используя свои новейшие технологии производства микросхем, которые максимизируют производительность, повышают эффективность и улучшают соотношение цена / качество.Эта статья дает представление о платформе и описывает первые два продукта — PCT и выпрямительный диод — оба рассчитаны на 6500 В и поставляются в N-корпусе (диаметр полюсного наконечника 100 мм, высота 35 мм).

Изображение предоставлено Bodo’s Power Systems

Знакомство с тиристором

PCT является ключевым компонентом мощных выпрямителей, источников питания, моторных приводов, систем контроля качества электроэнергии, гидронасосов, HVDC и многих других приложений.Это выбор номер один в приложениях, где требуются высочайшая производительность, лучшая надежность и низкие потери проводимости (см. , рис. 1, ). В некоторых менее сложных применениях мощных выпрямителей или источников питания выпрямительный диод, обеспечивающий минимальные потери проводимости, также является желательным решением в современной промышленности.

Новая платформа Hitachi ABB Power Grids для промышленных тиристоров и выпрямительных диодов значительно повышает производительность устройств. Первые продукты, использующие эту новую платформу, PCT и выпрямительный диод, обеспечивают повышение производительности на 30% по сравнению с предыдущим поколением [1] [2] [3] [4] [5].Эта новая платформа использует новейшие серверные технологии и ведущую конструкцию «снежинки» для создания PCT. Повышенная производительность позволяет системам стать более рентабельными, преимущество, которое достигается за счет уменьшения количества параллельно подключенных устройств в мощном выпрямителе или увеличения выходной мощности статического компенсатора VAR (SVC) или инвертора с коммутацией нагрузки ( LCI).

Рисунок 1. Устройства и приложения Power Semiconductor [6].Изображение предоставлено компанией Bodo’s Power Systems

Конструкция устройства

РСТ и выпрямительные диоды для промышленного применения нацелены на максимальную температуру перехода, номинальные значения прямого и импульсного тока. Хотя внешний вид новых продуктов идентичен предыдущему поколению, внутренне устройства кардинально отличаются. В целях оптимизации рейтингов были изменены три основных аспекта устройств:

• Размер вафли

Диаметр устройства увеличен до максимума относительно доступного пространства внутри N-корпуса.Это привело к увеличению активной площади на 15 процентов.

• Максимальная температура виртуального перехода

Максимальная температура перехода была увеличена на 10 К. Чтобы выдерживать повышенные тепловые нагрузки (например, более высокий ток утечки во время блокировки), потребовались серьезные изменения в кремниевом кристалле. Во-первых, было введено положительно-отрицательное окончание соединения со скошенной кромкой. Кроме того, переходник покрыт новейшей технологией пассивации Hitachi ABB Power Grids из аморфного гидрогенизированного углерода (также известного как DLC).Комбинация этой конструкции разъема с пассивирующим слоем повышает эффективность блокировки и обеспечивает выдающуюся надежность при высоких температурах. Следовательно, профиль легирования кремниевого кристалла может быть адаптирован для использования повышенной надежности нового переходника, позволяя максимизировать характеристики в открытом состоянии.

• Низкотемпературное склеивание

Эта новая платформа обеспечивает низкотемпературное соединение кремниевого кристалла с прилегающим молибденом на анодной стороне тиристоров и выпрямительных диодов.Это дает множество преимуществ: кремниевая пластина охлаждается до самого края, обеспечивая еще один механизм, выдерживающий повышенные тепловые нагрузки в дополнение к адаптации и модификации кремниевого чипа. Кроме того, соединение устраняет сухую границу раздела между молибденом и кремниевым кристаллом, что приводит к более низкому термическому сопротивлению между этими двумя частями. В результате охлаждение кремниевого кристалла улучшается, что способствует снижению теплового сопротивления между переходом кремниевой пластины и корпусом корпуса.

В дополнение к введению кремний-молибденовой связи для PCT и выпрямительных диодов, в упаковку были внесены дополнительные изменения. Как показано на рис. 2 , свободно плавающая технология, использовавшаяся в предыдущем поколении РСТ и выпрямительных диодов, характеризуется симметричной конструкцией корпуса. Размеры соседних молибденовых дисков и медных полюсных наконечников идентичны для анодной и катодной стороны. Напротив, упаковка скрепленных устройств значительно отличается.Как упоминалось выше, диаметр полюсного наконечника анода был увеличен, чтобы соответствовать диаметру кристалла, тогда как полюсный наконечник катода был адаптирован для соответствия активной области кремниевого кристалла на катодной стороне. За счет соединения на анодной стороне толщина катодного молибдена была уменьшена и заменена медью. Это дополнительно улучшает тепловое и электрическое сопротивление за счет более высокой электрической и теплопроводности меди. Однако из-за асимметрии тепловые сопротивления анода и катода не равны.

Рис. 2. Поперечное сечение упаковки для свободно плавающей технологии (слева) и клеевой технологии (справа). Изображение предоставлено компанией Bodo’s Power Systems

Влияние на термическое сопротивление суммировано в Таблица 1 . В целом новая упаковка снижает тепловое сопротивление на 17 процентов. Из-за асимметрии склеенных устройств в новой упаковке тепловое сопротивление на анодной стороне намного ниже.Несмотря на тепловой дисбаланс между анодом и катодом, тепловое сопротивление катодной стороны все же снижено по сравнению с эталонными устройствами. Даже если используется одностороннее охлаждение со стороны катода, приложение все равно выиграет от улучшенного термического сопротивления благодаря новой упаковке.

	5STP 26N6500 в свободном обращении	5STP 40N6500 связанный	5SDD 50N5500 в свободном обращении	5SDD 57N6500 связанный
R th (j-c), DC, анод	11.4 тыс. КВт -1	8,5 K кВт -1 — 25%	11,4 тыс. КВт -1	8,5 K кВт -1 — 25%
R th (j-c), постоянный ток, катод	11,4 тыс. КВт -1	11,0 тыс. КВт -1 -3%	11,4 тыс. КВт -1	10,4 тыс. КВт -1 — 9%
R th (j-c), DC	5,7 тыс. КВт -1	4,8 K кВт -1 -16%	5.7 тыс. КВт -1	4,7 K кВт -1 — 18%

Таблица 1. Сводка термических сопротивлений

Производительность устройства

Технологическая кривая

Компромисс между падением напряжения в открытом состоянии и зарядом обратного восстановления нового поколения по сравнению с предыдущим поколением и выбранными конкурентами показан на , рис. 3, . PCT снижает статические потери при постоянных коммутационных потерях на три процента.Это приводит к увеличению плотности тока до 62,3 А / см² (+11 процентов), а также к снижению термического сопротивления и повышению температуры перехода. Аналогичная ситуация существует с диодом: статические потери уменьшаются на три процента, а плотность тока увеличивается до 79,7 А / см² (+ восемь процентов). Таким образом, было достигнуто значительное улучшение номинального прямого тока по сравнению с предыдущим поколением.

Рисунок 3. Обратный восстановительный заряд Q _RR в сравнении с падением напряжения в открытом состоянии на PCT и выпрямительном диоде по сравнению с предыдущим поколением и некоторыми конкурентами. Q _RR измерено при V _R = 200 В для PCT и выпрямительного диода. Изображение предоставлено компанией Bodo’s Power Systems

Максимальный импульсный ток

Технология соединения является одним из ключевых факторов, позволяющих устройству выдерживать более высокую температуру перехода и избегать теплового разгона в условиях блокировки.Кроме того, эта технология позволяет значительно повысить производительность в условиях перенапряжения. Возможность импульсного тока (PCT: I _TSM , выпрямительный диод: I _FSM ) была тщательно оценена во время разработки продукта. Основной результат в случае выпрямительного диода проиллюстрирован на рис. 4 , на котором показано последнее пиковое значение импульсного тока, измеренное во время тестирования перед разрушением устройства. Наименьшее последнее значение, измеренное во время тестирования импульсного тока нового выпрямительного диода, составляет примерно 145 кА за один синусоидальный импульс длительностью 10 мс.Это равносильно увеличению импульсного тока почти на 60 процентов по сравнению с предыдущим поколением. Тот факт, что способность к импульсному току большего устройства от конкурента A была превышена при более низком падении напряжения в открытом состоянии, демонстрирует, что повышенная способность к импульсному току может быть отнесена к кремниевой конструкции и технологии соединения.

Надежность

Кардинальные изменения были внесены в микросхему и дизайн упаковки этой новой платформы для PCT и выпрямительных диодов.Особое внимание было уделено надежности, чтобы новые устройства соответствовали всем требованиям к надежности в соответствии с действующими стандартами. Сюда входят испытания на высокотемпературное обратное смещение (HTRB) (IEC60747-6), включение и выключение питания (IEC60747-6), хранение при низкой (-40 ° C) и высокой (PCT: 140 ° C, выпрямительный диод: 150 ° C) температуре. (IEC60068-2), а также термоциклирование между этими двумя температурами, испытания на удар и вибрацию (IEC61373) и многое другое. Два примера, демонстрирующие достигнутую надежность, приведены на рис. 5 .Напряжение в открытом состоянии при включении и выключении питания при DT = 90K и ток прямой утечки во время HTRB при 135 ° C приведены для нового PCT. Как напряжение в открытом состоянии, так и ток утечки были стабильными на протяжении всего испытания, при этом не наблюдалось серьезной деградации или теплового разгона.

Несмотря на кардинальные изменения в упаковке, тиристоры и выпрямительные диоды последнего поколения предлагают надежность, полностью соответствующую действующим стандартам, что соответствует цели Hitachi ABB Power Grids по производству продукции высочайшего качества.

Рейтинги

Номинальный ток устройств в основном зависит от их прямого падения напряжения, термического сопротивления и максимальной рабочей температуры. Как описано в предыдущих разделах, все три аспекта были улучшены, что привело к повышению рейтингов. Рейтинг форвардного тока увеличивается в диапазоне от 25 до 35 процентов, а рейтинг импульсного тока — на 12-15 процентов, соответственно. Сводка всех соответствующих рейтингов новых продуктов по сравнению с предыдущим поколением приведена Таблица 2 .

Сводка

В этой статье представлены спецификации для первых двух продуктов, основанных на новой платформе Hitachi ABB Power Grids для высокомощных PCT и выпрямительных диодов. Повышение производительности на 30 процентов было достигнуто при сохранении занимаемой площади устройства, что позволило новому поколению устройств конкурировать с более крупными размерами и поднять энергоэффективность на новый уровень. Переход на приложения нового поколения принесет огромную пользу, станет более экономичным и обеспечит более высокие уровни мощности.

Рис. 4. Результаты тестирования импульсного тока выпрямительного диода (5SDD 57N6500) по сравнению с предыдущим поколением (5SDD 50N5500) и 5-дюймовым устройством конкурента. Изображение предоставлено компанией Bodo’s Power Systems

Рис. 5. Напряжение в открытом состоянии во время включения и выключения питания (слева) и прямой ток утечки в HTRB при 135 ° C для 5STP 40N6500 — обратите внимание, что различия во включенном состоянии во время включения и выключения питания связаны с различными тестируемыми конструкциями.Изображение предоставлено компанией Bodo’s Power Systems

Устройство		В DSM / RSM В DRM / RRM	I TAVM @ T корпус = 70 ° C	T vj, макс.	R th (j-c), DC	ITSM / IFSM
PCT	Новое: 5STP 40N6500 *	6500 В	3780 А +31%	135 ° С +10 К	4. 8 К кВт-1 -16%	75 кА +15%
	Арт .: 5STP 26N6500	6500 В	2810 А	125 ° С	5,7 тыс. КВт-1	65 кА
Выпрямительный диод	Новый: 5SDD 57N6500 *	6500 В +500 В… 1500 В	5700 А +25% / +35%	160 ° С +10 К	4,7 тыс. КВт-1 -18%	82 кА +12% / +15%
	Арт. 1: 5SDD 50N5500	5500 В 5000 В	4570 А	150 ° С	5.7 К кВт-1	73 кА
	Арт. 2: 5SDD 50N6000	6000 В	4210 А	150 ° С	5,7 тыс. КВт-1	71.2 кА

Таблица 2. Основные характеристики устройств по сравнению с предыдущим поколением (* = предварительные значения в паспорте).

Список литературы

[1] Hitachi ABB Power Grids, Semiconductors, «5STP 26N6500», 20 марта 2020 г. [Онлайн].Доступно: https://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=5SYA1001&LanguageCode = en & DocumentPartId = & Action = Launch.

[2] Hitachi ABB Power Grids, Semiconductors, «5STP 40N6500», 1 февраля 2021 г. [Online]. Доступно: https://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=5SYA1086&LanguageCode = en & DocumentPartId = & Action = Launch.

[3] Hitachi ABB Power Grids, Semiconductors, «5SDD 50N5500», 2 января 2017 г. [Online]. Доступно: https: // search.abb.com/ library / Download.aspx? DocumentID = 5SYA1169-00 & Language Code = en & DocumentPartId = & Action = Launch.

[4] Hitachi ABB Power Grids, Semiconductors, «5SDD 50N6000», 1 июня 2017 г. [Online]. Доступно: https://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=5SYA%201188&Language Code = en & DocumentPartId = & Action = Launch.

[5] Hitachi ABB Power Grids, Semiconductors, «5SDD 57N6500», 21 января 2021 г. [Online]. Доступно: https://search.abb.com/ library / Download.aspx? DocumentID = 5SYA1190 & LanguageCode = ru & DocumentPartId = & Action = Launch.