A tirisztor modul egy multiméter segítségével különbözteti meg a tirisztor három elektródáját
A SilicON Controlled Rectifier, SCR az 1950-es évek megjelenése óta nagy családdá fejlődött, főbb tagjai az egyirányú tirisztorok, a kétirányú tirisztorok, a fényvezérelt tirisztorok, a fordítottan vezető tirisztorok, a lekapcsoló tirisztorok, a gyors tirisztorok stb. várjon. Ma mindenki egyirányú tirisztort használ, amit az emberek gyakran közönséges tirisztornak neveznek. Négy réteg félvezető anyagból áll, három PN átmenettel és három külső elektródával: a P-típusú félvezető első rétegéből húzott elektródát A anódnak nevezik. , a P-típusú félvezető harmadik rétegéből húzott elektródát G vezérlőelektródának, az N-típusú félvezető negyedik rétegéből húzott elektródát pedig K katódnak nevezzük. A tirisztor áramköri szimbólumából látható, hogy a tirisztor egy diódához hasonló egyirányú vezetőeszköz, és a kulcs hogy van egy kiegészítő G vezérlőelektródája, amitől teljesen eltérő működési jellemzőkkel rendelkezik a diódától.
A tirisztor három elektródája multiméterrel megkülönböztethető
A hagyományos tirisztorok három elektródája a multiméter R×100-as áttételével mérhető. Mint mindannyian tudjuk, a G és K tirisztorok között pN átmenet van (2(a) ábra), ami egy diódával ekvivalens, G a pozitív pólus és K a negatív pólus. Ezért a dióda tesztelésének módszere szerint találjon ki kettőt a három pólus közül. Az egyik pólus, mérje meg annak előre és hátrafelé ellenállását, az ellenállás kicsi, a multiméter fekete tolla a G vezérlőoszlopra, a piros toll a K katódra, a maradék pedig az A anód. akár jó, akár rossz a tirisztor, használhatja az imént bemutatott oktatótábla áramkört (3. ábra). Az SB tápegység csatlakoztatásakor az izzó akkor jó, ha világít, és rossz, ha nem világít.
Hogyan lehet azonosítani a szilícium vezérlésű egyenirányító három pólusát
A tirisztor három pólusának azonosítása nagyon egyszerű. A pN átmenet elve szerint csak egy multiméterrel mérje meg a három pólus közötti ellenállás értékét.
Az anód és a katód közötti előre- és hátrameneti ellenállás több mint néhány százezer ohm, az anód és a vezérlőelektróda közötti előre- és hátrameneti ellenállás pedig több mint néhány százezer ohm (két pN átmenet van köztük, és az irány Ellenkezőleg, tehát az anód és a vezérlő pólus pozitív és negatív iránya nincs összekötve).
A vezérlőelektróda és a katód között pN átmenet van, így ennek előremenő ellenállása több ohmtól több száz ohmos tartományba esik, a fordított ellenállás pedig nagyobb, mint az előremenő ellenállás. A vezérlőpólus-dióda jellemzői azonban nem ideálisak. A fordított irány nincs teljesen blokkolva, és viszonylag nagy áram tud áthaladni rajta. Ezért néha a mért vezérlőoszlop fordított ellenállása viszonylag kicsi, ami nem jelenti azt, hogy a vezérlőoszlop jellemzői nem jók. . Ezenkívül a vezérlőoszlop előre- és hátrameneti ellenállásának mérésekor a multimétert az R*10-es vagy R*1-es blokkba kell helyezni, hogy elkerüljük a vezérlőoszlop fordított letörését, ha a feszültség túl magas.
Ha azt mérik, hogy az alkatrész katódja és anódja rövidre zárt, vagy az anód és a vezérlő pólus rövidre van zárva, vagy a vezérlő pólus és a katód fordítottan zárlatos, vagy a vezérlő pólus és a a katód megszakadt, ez azt jelenti, hogy az alkatrész sérült.
A tirisztor a szilícium vezérlésű egyenirányító elem rövidítése, amely egy nagy teljesítményű félvezető eszköz, három pN csomópontból álló négyrétegű szerkezettel. Valójában a tirisztor funkciója nem csak egyenirányítás, hanem nem kapcsolóként is használható az áramkör gyors be- és kikapcsolására, az egyenáram váltakozó árammá való átalakítására, valamint egy frekvencia váltakozó áramának megváltoztatására. egy másik frekvenciájú váltakozó áramba stb. Az SCR-ek, más félvezető eszközökhöz hasonlóan, kis méretük, nagy hatékonyságuk, jó stabilitásuk és megbízható működésük előnyei. Megjelenése a félvezető technológiát a gyenge elektromosság területéről az erős elektromosság területére hozta, és az iparban, a mezőgazdaságban, a közlekedésben, a hadtudományi kutatásokban, valamint a kereskedelmi és polgári elektromos készülékekben szívesen használt alkatrészré vált.
A tirisztor felépítése és jellemzői
A tirisztornak három elektródája van - az anód (A), a katód (C) és a kapu (G). Négyrétegű, egymást átfedő p-típusú vezetőkből és n-típusú vezetőkből álló matricával rendelkezik, és összesen három pN-átmenet van. Szerkezeti diagramja és szimbólumai.
A tirisztorok felépítésükben nagyon különböznek az egyetlen pN átmenettel rendelkező szilícium egyenirányító diódáktól. A tirisztor négyrétegű felépítése és a vezérlőoszlop referenciája alapozta meg kiváló vezérlési jellemzőit, a "nagyot a kicsivel irányítani". Szilícium vezérlésű egyenirányító használata esetén mindaddig, amíg kis áram vagy feszültség van a vezérlőpóluson, nagy anódáram vagy feszültség vezérelhető. Jelenleg több száz amper vagy akár több ezer amper áramerősségű tirisztor elemeket gyártanak. Általában az 5 amper alatti tirisztort kis teljesítményű tirisztornak, az 50 amper feletti tirisztort pedig nagy teljesítményű tirisztornak nevezik.
Miért van a tirisztornak olyan vezérelhetősége, hogy "szabályozza a nagyot a kicsivel"? Az alábbiakban a{0}} diagram segítségével röviden elemezzük a tirisztor működési elvét.
Először is láthatjuk, hogy a katód első, második és harmadik rétege NpN típusú tranzisztor, míg a második, harmadik és negyedik réteg egy másik pNp típusú tranzisztort alkot. Közülük a második és a harmadik réteget két átfedő cső osztja meg. Ily módon a(z){0}}(C) diagram egyenértékű kapcsolási rajza megrajzolható elemzés céljából. Ha az anód és a katód között Ea előremenő feszültséget kapcsolunk, és a G vezérlőelektród és a C katód közé pozitív triggerjel kerül be (amely megegyezik a BG1 bázis-emitterével), a BG1 Ib1 bázisáramot generál, Erősítve a BG1 IC1 kollektoráram 1-szeresére lesz nagyítva. Mivel a BG1 kollektora a BG2 alapjával van összekötve, az IC1 a BG2 Ib2 alapárama. A BG2 2-vel erősíti az IC2 kollektoráramot, mint az Ib2 (Ib1), és visszaküldi a BG1 bázisára erősítésre. Ezt a ciklust addig erősítjük, amíg a BG1 és BG2 teljesen be nem kapcsol. Valójában ez a folyamat egy „repülés közbeni trigger” folyamat. A tirisztornál a triggerjel a vezérlőelektródára kerül, és a tirisztor azonnal bekapcsol. A vezetési időt elsősorban a tirisztor teljesítménye határozza meg. A tirisztor kioldása és bekapcsolása után a körkörös visszacsatolás miatt a BG1 alapjába befolyó áram nemcsak a kezdeti Ib1, hanem a BG1 és BG2 által felerősített áram (1*2*Ib1), ami sokkal nagyobb. mint az Ib1, elég ahhoz, hogy a BG1 folyamatosan bekapcsolva legyen. Ekkor még ha a trigger jel eltűnik is, a tirisztor bekapcsolva marad. A tirisztort csak akkor lehet kikapcsolni, ha az Ea tápellátást megszakítják, vagy az Ea-t úgy csökkentik, hogy a BG1-ben és BG2-ben a kollektoráram kisebb, mint a vezetés fenntartásához szükséges minimális érték. Természetesen, ha az Ea polaritása megfordul, akkor a BG1 és BG2 a fordított feszültség miatt lekapcsolt állapotban lesz. Ekkor a tirisztor még akkor sem tud működni, ha a trigger jel be van adva. Ezzel szemben az Ea pozitív irányba csatlakozik, míg a triggerjel negatív, és a tirisztort nem lehet bekapcsolni. Ráadásul, ha a trigger jel nem kerül hozzáadásra, és a pozitív anód feszültség túllép egy bizonyos értéket, akkor a tirisztor is bekapcsol, de ez már abnormális működési helyzet.
A tirisztor vezérelhető jellemzője a vezetés vezérlésére (nagy áram megy át a tirisztoron) triggerjelen keresztül (kis triggeráram) fontos jellemzője, amely megkülönbözteti a hagyományos szilícium egyenirányító diódáktól.
A tirisztorok fő felhasználása áramkörökben
A hagyományos tirisztorok legalapvetőbb felhasználási módja a vezérelt egyenirányítás. Az ismert dióda-egyenirányító áramkör a nem vezérelhető egyenirányító áramkörhöz tartozik. Ha a diódát tirisztorra cseréljük, akkor vezérelhető egyenirányító áramkör, inverter, fordulatszám-szabályozás, motorgerjesztő, érintésmentes kapcsoló és automata vezérlés alakítható ki. Most megrajzolom a legegyszerűbb egyfázisú félhullámú vezérelhető egyenirányító áramkört [4(a) ábra]. Az U2 szinuszos váltakozó feszültség pozitív félciklusa alatt, ha nincs Ug trigger impulzus bemenet a VS vezérlő pólusára, a VS továbbra sem kapcsolható be. Csak ha az U2 pozitív félciklusban van, és az Ug trigger impulzust a vezérlő pólusra adják, a tirisztor vezetésre vált ki. Most rajzolja meg annak hullámalak diagramját [4(c) és (d) ábra], látható, hogy csak az Ug trigger impulzus megérkezésekor van UL feszültség kimenet az RL terhelésen (a hullámforma diagramon az árnyékolt rész) . Ha Ug korán érkezik, a tirisztor korán bekapcsol; ha Ug későn érkezik, a tirisztor később kapcsol be. Az Ug trigger impulzus beérkezési idejének változtatásával a vezérlő póluson a terhelésre eső kimeneti feszültség átlagos UL értéke (az árnyékolt rész területe) állítható. Az elektrotechnikában a váltakozó áram félciklusát gyakran 180 fokban állítják be, amit elektromos szögnek neveznek. Ily módon az U2 minden pozitív félciklusában a nulla értéktől a triggerimpulzus megérkezésének pillanatáig tapasztalt elektromos szöget szabályozási szögnek nevezzük; azt az elektromos szöget, amelynél a tirisztor minden pozitív félciklusban bekapcsol, θ vezetési szögnek nevezzük. Nyilvánvaló, hogy mind a θ, mind a tirisztor bekapcsolási vagy blokkolási tartományát jelentik az előremenő feszültség félciklusában. A szabályozási szög vagy a θ vezetési szög megváltoztatásával a terhelésen az impulzus egyenfeszültségének átlagos UL értéke megváltozik, és megvalósul a szabályozható egyenirányítás.
