تریستور چیست؟ طرز کار و کاربردها؟

تریستور چیست؟

تریستور یک قطعه چهار لایه با نیمه هادی‌های متناوب از نوع p و از نوع N (P-N-P-N)  است. در ساده ترین شکل، تریستور دارای سه ترمینال : آند (ترمینال مثبت)، کاتد (ترمینال منفی) و گیت (ترمینال کنترل). گیت جریان که جریان بین آند و کاتد را کنترل می‌کند.

اصلی ترین کاربرد تریستور، کنترل قدرت و جریان الکتریکی با عملکرد سوئیچ است. با توجه به کوچکی و سبکی این قطعه، ولی از مدارهای با ولتاژ و جریان زیاد (حداکثر6000 ولت، 4500 آمپر) کحافظت کافی را ارایه می‌دهد.

به عنوان یکسوساز هم عمل می‌کند به این دلیل که می‌تواند به سرعت از حالت جریان رسانایی به حالت غیررسانایی تبدیل شود.

نحوه عملکرد تریستور
تریستورها  با ساختار P-N-P-N دارای سه اتصال : PN، NP و PN است. اگر آند باتوجه به کاتد یک ترمینال مثبت باشد، سایر اتصالات، PN و PN بایاس مستقیم در حالیکه اتصال مرکزی NP بایاس معکوس است. بنابراین اتصال NP، شار جریان مثبت از آند به کاتد را مسدود می‌کند. به همین ترتیب، شار یک جریان منفی، با اتصالات بیرونی PN مسدود می‌شود. تریستور در وضعیت انسداد معکوس است.

وضعیت دیگری که در آن تریستور می‌تواند پیشرانه باشد، شرایطی است که سیگنال کافی برای روشن شدن دریافت می‌کند و شروع به هدایت می‌کند.

                                                                                                                           

مزایای کلی تریستور، عبارتند از:

• پایین بودن هزینه نگهداری آن
• کارکرد تحت شرایط مناسب
• بدون ایجاد خطا در عملکرد در طولانی مدت

• تریستورها در طیف گسترده ای از مدارهای الکتریکی، از دزدگیرهای ساده گرفته تا خطوط انتقال برق، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

 

کاربردهای تریستور

• کنترل مدارهای پرقدرت  (اصلی ترین کاربرد تریستورها)
• منابع تغذیه در مدارهای دیجیتالی
• کنترل کننده سرعت موتور AC و DC
• light dimmers

 

انواع تریستور    

• تریستور کنترل فازی SCR
• تریستور کنترل کننده فاز دوطرفه BCT
• تریستور فست سوئیچینگ SCR
• یکسوساز کنترل شده با سیلیکون فعال شده با نور LASCR
• تریستور دو طرفه تریود TRIAC
• تریستور هدایت معکوس RCT
• تریستور خاموش کننده گیت GTO
• تریستور کنترل شده با FET
• تریستور خاموش کننده ماسفت MTO
• تریستور خاموش کننده امیتر ETO
• تریستور یکپارچه گیت IGCT

انواع برند تریستور

تریستورهایی که توسط بازرگانی راد الکتریک بین الملل به سرتاسر بازار ایران عرضه می‌شود، شامل ماژول تریستورهای برند سمیکرون، ریستورهای برند وستکد، تریستورهای برند تکسم و تریستورهای با برند IXYS می‌باشد که بالاترین کیفیت و قیمت‌های مناسب در انواع تریستور دوبل، تریستور فست، تریستور دیسکی (کپسولی) ، تریستور پیچی، ماژول دیود-تریستور ارایه می‌شود.

 

مشخصات استاتیک یک تریستور

• تریستورها جز قطعات نیمه هادی هستند که فقط میتواند در حالت سوئیچینگ مدار کار کنند.
• تریستور وسیله ای است که با جریان کار می‌کنند یعنی یک جریان کوچک گیت، یک جریان آند بزرگتر را کنترل می‌کند.
• جریان را تنها زمانی که بایاس مستقیم است و روی گیت اعمال شده، هدایت می‌کند.
• تریستور پس از روشن شدن "on" مانند یک دیود اصلاح کننده عمل می‌کند.
• برای حفظ رسانایی، جریان آند باید خیلی بیشتر از جریان نگهدارنده باشد.
• شار جریان را زمانی که بایاس معکوس است، مسدود می‌کند، اگرچه جریان گیت اعمال شده باشد.
• هنگامی که تریستور روشن شود، هدایت را قفل می‌شود، حتی اگر در زمان روشن شدن جریان ورودی دیگری اعمال نشود.

 

تشابه و تفاوت بین تریستور و رله

تریستورها سوئیچ هایی با سرعت بالا هستند که می‌توانند به عنوان رله های الکترومکانیکی در مدارهای الکترونیکی جایگزین شوند، بدین علت که هیچ بخش متحرکی ندارند، هیچ منحنی یا قوسی در تماس نیستند، و دچار خوردگی نمیشوند. همچنین می‌توان "روشن" و "خاموش " را بسادگی تغییر داد. همچنین تریستورها میتوانند باعث کنترل جریان متوسط بار AC شوند بدون اینکه اتلاف زیادی در توان ایجاد کند. یک مثال خوب از کنترل قدرت تریستورها، در کنترل روشنایی الکتریکی، تجهیزات گرمایشی، و کنترل سرعت موتور است.

 

تشخیص پایه های تریستور یا SCR

برای تشخیص پایه های تریستور می‌توان بهاین اصل توجه کرد که در بایاس مستقیم گیت به کاتد هدایت می‌شود، در بایاس معکوس هدایت نمی‌شود، و در وضعیت عادی آند به کاتد هدایت صورت نمی‌گیرد. به بیان ساده تر باید همانند دیود، به دنبال ترمینالی بگردیم که در بایاس مستقیم عمل می‌کند که پایه مشکی گیت، پایه قرمز کاتد و دیگری آند است.

 

نکات ایمنی هنگام کار با تریستور

• بیش از جریان نامی تریستور، جریانی به مدار اعمال نشود.
• ولتاژ مدار یا ولتاژ کار یتریستور بیشتر از ولتاژ نامی آن نباشد.
• جریان اعمال شده به گیت بیشتر از حد آن نباشد.

مترجم: مهسا نادری