تریستور SCR چیست؟ ویژگی و کاربرد
تریستورها تجهیزات نیمه هادی هستند که فقط در حالت سوئیچینگ و با جریان کار میکنند، یک جریان گیت کوچک، آند جریان بزرگتر را کنترل میکند.
مقدمه ای بر تریستور
تریستور چیست؟
یکسوکننده کنترل شده سیلیکونی SCR معمولا به عنوان تریستور شناخته میشوند و جز نیمههادی با سه اتصال PNPN میباشند. تریستورها به عنوان دو ترانزیستور متصل به هم در نظر گرفته میشوند، که میتوانند در سوئیچینگ بارهای الکتریکی سنگین استفاده شوند. تریستورها را میتوان با یک پالس جریان مثبت که به ترمینال گیت آنها اعمال میشود، "روشن" کرد و تا مادامی که جریان آند به کاتد از حداقل سطح آنها کمتر شود، "روشن" باقی خواهد ماند.
ویژگی تریستور
تریستورها تجهیزات نیمه هادی هستند که فقط در حالت سوئیچینگ کار میکنند.
تریستورها تجهیزاتی هستند که با جریان کار میکنند، یک جریان گیت کوچک، آند جریان بزرگتر را کنترل میکند.
هدایت جریان وقتی برقرار است که بایاس مستقیم باشه و جریان به گیت تریگرtrigger شود.
تریستورها مانند یک دیود یکسوکننده عمل میکند به محض اینکه "روشن" شود.
جریان آند باید بزرگتر از جریان نگهداری جهت حفظ رسانایی باشد.
زمانی که بایاس معکوس باشد شار جریان مسدود میشود، و در این شرایط مهم نیست اگر جریان گیت اعمال شود.
به محض اینکه تریستور "روشن" شود، حتی زمانی که جریان گیت اعمال نشود، اگر جریان آند بیش از جریان اتصال باشد، "روشن" خواهد شد.
تریستورها سوئیچ های سرعت بالایی هستند که میتوانند جایگزین رلههای الکترومکانیکی در بسیاری از مدارها باشند، زیرا قطعات متحرک ندارند، فاقد آرک تماسی و بدون گردو خاک و خوردگی میباشند. اما علاوه بر "روشن" و "خاموش" کردن جریانهای بزرگ سوئیچینگ، تریستورها میتوانند بار جریان AC را بدون اتلاف مقدار زیاد توان، کنترل کنند. مثالهای خوب کنترل توان تریستور شامل کنترل روشنایی الکتریکی، گرمکنها و سرعت موتور، نام برد.
ویژگی منحنی جریان-ولتاژ
هنگامی که تریستور "روشن" میشود و جریان در جهت مستقیم (آند مثبت) میگذرد، سیگنال گیت تمام کنترل خود را به دلیل عملکرد بازسازی دو ترانزیستور داخلی از دست میدهد. اعمال هر گونه سیگنال یا پالس گیت پس از عملکرد بازسازی، موثر نخواهد بود، زیرا تریستور از قبل رسانا و کاملا "روشن" است.
برخلاف ترانزیستور، تریستور SCR نمیتواند بایاس شود تا در یک منطقه فعال در امتداد یک خط بار بین حالتهای مسدود و اشباع باقی بماند. بزرگی و مدت پالس "روشن" گیت تاثیر کمی بر عملکرد تجهیزات دارد، زیرا هدایت به صورت داخلی کنترل میشود. اعمال یک پالس گیت لحظه ای به دستگاه برای هدایت و رسانا بودن آن کافی است، حتی اگر سیگنال گیت به طور کامل حذف شود، تریستور برای همیشه "روشن" باقی خواهد ماند.
بنابراین تریستور میتواند به عنوان یک Bistable Latch با دو حالت پایدار "روشن" و "خاموش" شناخت. این به این دلیل است که بدون اعمال سیگنال گیت، تریستور یا یکسوکننده کنترل شده سیلیکونی جریان را در دو جهت شکل موج AC مسدود میکند، و هنگامی که به حالت هدایت یا رسانایی رسید، عمل قفل بازسازی شونده به این معنی است که نمیتوان آن را با گیت مجددا "خاموش" کرد.
چگونه تریستور را "خاموش" کنیم:
هنگامی که تریستور به حالت "روشن" خود قرار گرفت و جریانی را عبور داد، تنها با حذف ولتاژ تغذیه و جریان آند به طور کامل، و یا با کاهش جریان آند به کاتد میتوان تریستور را "خاموش" کرد و این جریان IH را حداقل جریان نگهدارنده میگویند.
بنابراین جریان آند باید کمتر حداقل جریان نگهدارنده باشد تا تریستورهای داخلی اتصالات pn برقرار باشد تا حالت مسدود شدن خود را بازیابی کند، پیش از آنکه ولتاژ فوروارد به دستگاه اعمال شود و بدون آنکه اتوماتیک خود-رسانا شود. بدیهی است برای اینکه تریستور هدایت کند، جریان آند که به جریان بار نیز معروف است، بیش از مقدار حداقل جریان نگهدارنده شود. IL > IH
ساختار یک تریستور
واضح است که Thyristor SCR یک رکتیفایر (PN) و یک اتصال ترانزیستور (N-P-N) که بهم متصل شده تا یک ساختار PNPN را تشکیل دهد. هر سه پایانه از مواد بیرونی نوع P که آند نامیده میشود، لایه دوم از نوع n که کاتد نامیده میشود و سومین پایه به نام گیت میباشد. ماده سیلیکونی بکار رفته در تریستورهای SCR برای افزایش توانایی در برابر دمای بالا، هدایت حرارتی بالا و جریان نشتی کمتر در اتصال P-N میباشد.
عملیات پایه یک تریستور (SCR)
مطابق تصیر زیر و همانطور که قبلا اشاره شد، تریستور SCR نیمه هادی چهار لایه ای است، دارای سه اتصال و پایانه هایی است که به عنوان PNP است، اما اتصالات آنها به ترتیب j1، j2 و j3 میباشد. ناحیه P همان آند است. ناحیه n کاتد است در حالیکه p داخلی به عنوان گیت شناخته میشود. اتصال آند به کاتد به صورت سری به مدار بار انجام میدهد.
دستگاه در حالت ولتاژ مسدود باقی میماند تا وقتی که ترمینال های آند و گیت دارای ولتاژ مثبت کافی باشند که بتواند آن را فعال کند در غیر اینصورت خاموش باقی میماند. اگر دستگاه روشن باشد، برای بازگرداندن آن به ولتاژ مسدود (خاموش)، سیگنال گیت باید حذف شود و جریان آند تا مقدار صفر کاهش یابد، در این صورت جریان فقط در یک جهت جریان مییابد. هر لایه تریستور از حاملهای بار تشکیل شده است.
این حاملهای بار انتشار مییابند تا وقتی که ولتاژی ایجاد شود، که با انتشار بیشتر حاملهای بار ممانعت به عمل بیاورد. برخی از حاملها انرژی کافی را برای عبور از مانع ایجاد شده توسط میدان الکتریکی مخالف در هر اتصال را دارند.
کاربرد تریستور SCR
- به عنوان سوئیچ استاتیک استفاده میشود.
- سرعت موتورهای ac و dc را کنترل میکند.
- میتوان از آن به عنوان مبدل (کانورتر) ac به dc استفاده کرد.
- میتوان از آن به عنوان معکوس کننده (اینورتر) ac به dc نیز استفاده کرد.
- از تریستور در خطوط انتقال HVDC استفاده میشود.
- کاربرد در کنترل رله
- کاربرد در کنترل فاز
- به عنوان منبع تغذیه ویژه در هواپیما و تجهیزات الکترونیکی
- از تریستور به عنوان بهبود ضریب توان در خطوط انتقال مورد استفاده قرار میگیرد.
- به عنوان قطع کننده ac و dc
- منبع تغذیه تنظیم کننده
- شارژر باتری
- کنترلهای بخاری
- یکسوکننده تمام موج
- کنترلر آتش
- کنترل کننده جریان متناوب تمام موج
- سیستم روشنایی اضطراری
- توانایی محافظت در برابر ولتاژ بیش از حد
- تمیزکردن اولتراسونیک
- کنترل گرمایش القایی
- سوئیچهای مکانیکی
- سیستم کنترل صنعتی توان بالا مانند دستگاه نقطه جوش و دستگاه درز جوش
خرید تریستور
شرکت راد الکتریک بین الملل نماینده تریستور سمیکرون Semikron ، تریستور وستکد Westcode ، تریستور تکسم Techsem و تریستور آی ایکس وای اس IXYS در ایران، انواع تریستور دیسکی، تریستور پیچی، تریستور کپسولی ، دوبل تریستور، تریستور دوبل، ماژول تریستور و ماژول دیود تریستور را با قیمت مناسب و امکان خرید تریستور فراهم میکند.