Dobrý večer habr. Promluvme si o takovém zařízení, jako je tyristor. Tyristor je bistabilní polovodičové zařízení se třemi nebo více vzájemně se ovlivňujícími usměrňovacími spoji. Funkčností je lze přirovnat k elektronickým klíčům. Tyristor má ale jednu vlastnost: na rozdíl od běžného klíče nemůže přejít do uzavřeného stavu. Proto jej lze obvykle nalézt pod názvem – ne zcela spravovaný klíč.
Obrázek ukazuje typický pohled na tyristor. Skládá se ze čtyř střídajících se typů elektrické vodivosti polovodičových oblastí a má tři vývody: anodu, katodu a řídící elektrodu.
Anoda je v kontaktu s vnější p-vrstvou, katoda je v kontaktu s vnější n-vrstvou.
Zde si můžete osvěžit paměť o pn junction.
Klasifikace
Podle počtu pinů lze odvodit klasifikaci tyristorů. V podstatě je vše velmi jednoduché: tyristor se dvěma vývody se nazývá dinistor (podle toho má pouze anodu a katodu). Tyristory se třemi a čtyřmi vývody se nazývají trioda nebo tetroda. Existují také tyristory s velkým počtem střídavých polovodičových oblastí. Jedním z nejzajímavějších je symetrický tyristor (triak), který se zapne při libovolné polaritě napětí.
Princip činnosti
Typicky je tyristor reprezentován jako dva vzájemně spojené tranzistory, z nichž každý pracuje v aktivním režimu.
V souvislosti s tímto vzorem mohou být vnější oblasti nazývány emitorem a centrální spoj může být nazýván kolektorem.
Chcete-li pochopit, jak funguje tyristor, měli byste se podívat na charakteristiku proudového napětí.
Na anodu tyristoru je přivedeno malé kladné napětí. Emitorové přechody jsou spojeny v dopředném směru a kolektorové přechody ve zpětném směru. (v podstatě veškeré napětí bude na něm). Úsek od nuly do jedné na charakteristice proud-napětí bude přibližně podobný zpětné větvi charakteristiky diody. Tento režim lze nazvat režimem sepnutého tyristoru.
Jak se anodové napětí zvyšuje, většinové nosiče jsou vstřikovány do oblasti báze, čímž se hromadí elektrony a díry, což je ekvivalentní rozdílu potenciálů na kolektorovém přechodu. S rostoucím proudem procházejícím tyristorem začne napětí na kolektorovém přechodu klesat. A když klesne na určitou hodnotu, náš tyristor přejde do stavu záporného diferenciálního odporu (část 1-2 na obrázku).
Poté se všechny tři přechody posunou v dopředném směru, čímž se tyristor přepne do otevřeného stavu (část 2-3 na obrázku).
Tyristor zůstane v otevřeném stavu tak dlouho, dokud je kolektorový přechod předpětí v propustném směru. Sníží-li se tyristorový proud, pak se v důsledku rekombinace sníží počet nerovnovážných nosičů v oblastech báze a kolektorový přechod bude vychýlen v opačném směru a tyristor přejde do vypnutého stavu.
Když je tyristor zapnut obráceně, charakteristika proudového napětí bude podobná jako u dvou diod zapojených do série. Zpětné napětí bude v tomto případě omezeno průrazným napětím.
Obecné parametry tyristorů
1. Zapínací napětí – toto je minimální anodové napětí, při kterém tyristor přejde do zapnutého stavu.
2. Dopředné napětí je pokles napětí v propustném směru při maximálním anodovém proudu.
3. zpětné napětí – to je maximální dovolené napětí na tyristoru v sepnutém stavu.
4. Maximální přípustný dopředný proud – toto je maximální proud v otevřeném stavu.
5. zpětný proud — proud při maximálním zpětném napětí.
6. Maximální řídicí proud elektrody
7. Doba zpoždění zapnutí/vypnutí
8. Maximální přípustný ztrátový výkon
Závěr
V tyristoru je tedy kladná proudová zpětná vazba – zvýšení proudu jedním emitorovým přechodem vede ke zvýšení proudu druhým emitorovým přechodem.
Tyristor není úplný ovládací spínač. To znamená, že po přepnutí do otevřeného stavu v něm zůstává, i když přestanete posílat signál do řídicího přechodu, pokud je dodáván proud nad určitou hodnotu, tedy přídržný proud.
