Tiristore: principio di funzionamento, test, caratteristiche e caratteristiche

Nei circuiti di commutazione viene spesso utilizzato un tiristore, il cui principio di funzionamento assomiglia a una chiave elettronica. È un dispositivo a semiconduttore con tre o più giunzioni di rettifica interagenti. Tuttavia, il tiristore non è in grado di entrare nel tipo chiuso, quindi è chiamato una chiave che non è completamente controllata.

Dispositivo e tipi di dispositivi a semiconduttore

Prima di considerare il principio di funzionamento dei tiristori nei circuiti, è necessario capire come sono disposti, quali tipi esistono. Consistono in quattro strati collegati in serie che hanno un diverso tipo di conduttività. Dall'esterno ci sono contatti - anodo e catodo. Gli strumenti possono avere due elettrodi di controllo collegati agli strati interni. I cambiamenti di stato possono essere raggiunti inviando un segnale direttamente al conduttore.

Esistono due tipi principali di tiristori:

1. I dinistor sono dispositivi a semiconduttore a diodi. In questo caso, l'apertura viene eseguita applicando un'alta tensione tra i contatti.
2. I Trinistors sono analoghi del triodo. Possono essere aperti dall'influenza della corrente di controllo sull'elettrodo.

Il processo di blocco può essere eseguito in due modi. Il primo di questi implica una diminuzione della corrente elettrica al di sotto del livello di ritenzione. L'opzione è applicabile a tutti i tipi di tiristori. Il secondo metodo consiste nel forzare una tensione di blocco direttamente sul contatto di controllo. Viene utilizzato solo per trinistori di tipo bloccabile.

Capacità di conduzione inversa

Considerando il principio di funzionamento del tiristore, è necessario comprendere che gli elementi possono essere classificati per tensione inversa.

In totale ci sono quattro opzioni di prodotto:

1. I dispositivi conduttivi inversi hanno una leggera tensione inversa. Sono solo pochi volt.
2. Elementi che non conducono la tensione nella direzione opposta nello stato chiuso.
3. I triac sono dispositivi simmetrici che commutano le correnti elettriche in una direzione o nell'altra.
4. Prodotti con tensione inversa non standardizzata.

Usando triac, è necessario ricordare che funzionano simmetricamente solo a prima vista. Quando si applicano tensioni negative (all'anodo) e positive (all'elettrodo di controllo), non sono in grado di aprirsi e in alcuni casi possono fallire.

Nell'elettronica, i triac sono indicati come tiristori controllati, il cui principio di funzionamento è quello di commutare circuiti di corrente alternata. Quando si progettano tali circuiti, è necessario studiare la documentazione di un particolare prodotto per determinare quali segnali sono validi. Alcuni tipi di triac possono avere alcune limitazioni.

Funzionamento del circuito intermedio

Se spieghi il principio di funzionamento del tiristore in un linguaggio semplice, allora è necessario accendere il dispositivo a semiconduttore applicando un impulso di corrente elettrica direttamente al circuito di controllo di polarità positiva. La durata del processo di transizione è influenzata in modo significativo dalla natura del carico prodotto e da altri fattori:

• la velocità e l'ampiezza dell'impulso creato;
• temperatura del semiconduttore;
• tensione trasmessa;
• carico corrente

In un circuito con un tiristore, con un aumento della tensione diretta, i valori sovrastimati della velocità di variazione non dovrebbero essere registrati. In caso contrario, potrebbe accidentalmente accendere il dispositivo senza un segnale. Tuttavia, la pendenza dell'impulso prodotto non dovrebbe essere bassa.

Spegnere gli oggetti può avvenire in modo naturale o forzato. Nel primo caso, la commutazione in sistemi AC viene eseguita nel momento in cui la corrente elettrica scende al minimo. Per quanto riguarda le opzioni per l'arresto forzato, può essere molto vario:

1. Il collegamento di un circuito specializzato con la presenza di un condensatore carico provoca una scarica sull'elemento conduttivo. La corrente contraria riduce la corrente a zero, quindi il dispositivo si spegne.
2. Il collegamento di un circuito che provoca una scarica oscillatoria, consente all'elettricità di fluire attraverso il tiristore per soddisfare la corrente continua. Quando viene raggiunto l'equilibrio, si verifica lo spegnimento.
3. Un processo transitorio può essere attivato quando si fornisce un carico complesso. In presenza di determinati parametri, si crea un carattere oscillatorio che implica un cambiamento di polarità.

Operazione AC

Ora dovremmo considerare il principio di funzionamento del tiristore nel circuito, che salta corrente alternata. Quando lo si implementa, è possibile attivare e disattivare le reti elettriche con carico attivo, nonché modificare i valori medi e correnti della corrente regolando l'alimentazione del segnale.

Nemmeno notizie per i manichini: il principio del tiristore è quello di trasmettere elettricità in una direzione, quindi, in circuiti con corrente alternata, c'è una connessione contro-parallela. I valori possono essere variati cambiando il momento di fornire segnali di apertura ai dispositivi. Gli angoli sono regolati dal sistema di controllo.

1. Il metodo di regolazione di fase con commutazione forzata comporta l'uso di nodi speciali.
2. Il controllo della larghezza dell'impulso implica l'assenza di un segnale nello stato chiuso e la sua presenza nella posizione aperta quando una determinata tensione viene applicata al carico.

Modalità di blocco indietro

Parlando del principio di funzionamento del triodo tiristore, va notato che può funzionare in diverse modalità. Con il bloccaggio inverso, una tensione negativa viene applicata all'anodo del semiconduttore rispetto al contatto del catodo. Le transizioni con questa opzione sono spostate nella direzione opposta.

Ci sono fattori che limitano l'uso di un tale regime. La prima di queste è la rottura delle valanghe e la seconda è la foratura dell'area esaurita. Ciò è dovuto al fatto che una parte significativa della tensione diminuisce in corrispondenza di una delle giunzioni. Si verifica la loro chiusura o rottura.

Modalità di bloccaggio diretto

Il principio del tiristore nella modalità di bloccaggio diretto comporta la polarizzazione inversa di una delle transizioni. Gli strati opposti vengono spostati nella direzione in avanti. La parte principale della tensione applicata diminuisce in una singola transizione. Attraverso gli strati rimanenti, i trasportatori vengono iniettati in aree contigue, che riducono la resistenza sull'elemento conduttivo. C'è un aumento nel flusso di corrente. La caduta di tensione diminuisce.

Un aumento della tensione diretta porta ad un lento aumento della corrente elettrica. In questa modalità, il semiconduttore è considerato bloccato, che è associato ad una maggiore resistenza di una singola transizione. Con un certo indice di stress, il processo inizia ad acquisire un personaggio simile a una valanga. Il dispositivo si accende, imposta una corrente elettrica, che dipende dalla sorgente e dalla resistenza del circuito.

Modello a due transistor

Per spiegare il dispositivo e il principio di funzionamento del tiristore in modalità di bloccaggio diretto, viene utilizzato un modello a due transistor. Questo dispositivo a semiconduttore può essere considerato come due transistor combinati con terminali opposti. La transizione nel centro è usata come un collettore di buchi ed elettroni che vengono iniettati da certe transizioni.

I rapporti non cambiano quando le correnti scorrono nella direzione opposta. Un aumento del coefficiente in un anello chiuso porta a un processo simile a una valanga, implicando un aumento di corrente direttamente attraverso la struttura. La corrente elettrica è limitata solo dalla resistenza del circuito esterno.

Qual è la differenza tra il dynistor e il trinistor?

Non si possono trovare differenze fondamentali tra le caratteristiche e il principio di funzionamento dei tiristori. Tuttavia, il dinamometro viene aperto quando c'è una certa tensione tra i due terminali principali. Dipende dal tipo di dispositivo utilizzato. Nel caso di un trinistor, la tensione di apertura può essere ridotta forzatamente. Questo può essere fatto applicando un impulso di corrente elettrica della grandezza richiesta direttamente all'elettrodo di controllo. I Trinitari sono i più comuni tra i dispositivi della categoria dei tiristori.

Caratteristiche principali

Quando scegli i tiristori fai attenzione a determinati parametri:

1. La tensione di accensione consente al dispositivo a semiconduttore di diventare operativo.
2. Il ritardo di avvio e arresto del prodotto.
3. Il livello di corrente inversa al valore massimo della tensione inversa.
4. Dissipazione di potenza totale
5. Tensione diretta al limite di corrente dell'anodo.
6. Corrente di picco dell'elettrodo che fornisce il controllo.
7. Tensione inversa allo stato chiuso.
8. Corrente massima aperta in posizione aperta.

Quando si sceglie un tiristore, non dimenticare lo scopo del dispositivo. Questo è direttamente influenzato dall'intervallo di tempo per la transizione allo stato aperto o chiuso. Di norma, il periodo di accensione è inferiore al periodo di spegnimento.

Circuiti a tiristori

I circuiti a tiristori sono divisi in quattro categorie:

1. I prodotti a soglia usano la possibilità di transizione di semiconduttori da una posizione all'altra in presenza di una certa tensione. Questi includono generatori di oscillazioni e regolatori di carico di fase.
2. Gli interruttori di alimentazione hanno una potenza ridotta. La corrente viene dissipata dagli elementi nel circuito di commutazione nello stato aperto. Nella posizione chiusa, l'elettricità non è consentita.
3. La commutazione della tensione CC è del tutto possibile quando si utilizzano dispositivi con potenza elevata. Esistono diversi modi per chiudere gli elementi sbloccabili.
4. Alcuni dispositivi sperimentali funzionano usando dispositivi a semiconduttore nei transienti, dove ci sono aree con un livello di resistenza negativo.

In conclusione

Molto spesso parlano dei principi dei tiristori per gli studenti delle scuole specializzate, che preparano specialisti nel campo dell'ingegneria elettrica. Tuttavia, non fa male imparare le informazioni sulla progettazione e il funzionamento dei dispositivi universali a semiconduttore alle persone comuni che sono interessate a progettare vari circuiti elettrici.