Теория и принцип работы тиристора

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ.. 2

ТЕОРИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТИРИСТОРА.. 3

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА ТИРИСТОРА ИЛИ SCR (КРЕМНИЕВЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ) 4

ДРУГИЕ ТИПЫ ТИРИСТОРОВ ИЛИ SCR.. 5

БАЗОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ ТИРИСТОРА.. 6

СТРУКТУРА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ДЛЯ ТИРИСТОРОВ.. 6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 8

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 9

 

ВВЕДЕНИЕ

Тиристоры, или кремниевые управляемые выпрямители (SCR - siliconcontrolledrectifyer) находят множество применений в электронике и в частности в управлении мощностью. Эти приборы считаются рабочей лошадкой электроники высоких мощностей.

Тиристоры способны переключать высокие уровни энергии и используются в связи с этим в огромном числе применений.Так же тиристоры находят применения и в электроники низких мощностей, где они используются в большом количестве цепей от диммеров для управления интенсивностью освещения до защиты от перенапряжений источников питания.

Термин SCR или кремниевый управляемый выпрямитель часто используется в качестве синонима термина тиристор, на самом деле SCR - это торговое наименование, используемое компанией GeneralElectric.

Открытие тиристора

Идея тиристора была впервые описана Шокли в 1950 году. Он назывался биполярным транзистором с p-n крючковым коллектором. Механизм его работы был в дальнейшем проанализирован Эберсом.

Затем в 1956 году Молл исследовал механизм переключения тиристора. Развитие продолжилось и о работе тиристоров была получена исчерпывающая информация, а первые промышленные тиристоры появились в начале 1960-х годов, набирая популярность в качестве прибора для коммутации силовых цепей.

Применения тиристоров

Тиристоры, или кремниевые управляемые выпрямители (SCR) используются во большом количестве различных применений. Наиболее распространенные применения тиристоров следующие:

§ Управление цепями переменного тока (включая освещение, электродвигатели и т.п.);

§ Защитные устройства в источниках питания;

§ Переключение цепей переменного тока;

§ Управляющие элементы в контроллерах, управляемых по фазовому углу;

§ В фотовспышках, где они работают как выключатель для разряда накопленного напряжения через лампу вспышки, а затем выключают лампу через заданное время.

Тиристоры способны коммутировать высокие напряжения и выдерживать обратные напряжения, что делает их идеальными для задач коммутации, в особенности в цепях переменного тока.

Основы тиристоров

Тиристоры или SCR (кремниевые управляемые выпрямители) являются приборами с радом необычных характеристик. У них три вывода: анод, катод и затвор - названия, доставшиеся от вакуумной электронной техники. Как можно ожидать, затвор - это управляющий электрод, в то время как основной ток течет между анодом и катодом.

Как можно определить исходя из используемого для обозначения тиристора символа, показанного ниже, это прибор является однонаправленным, что объясняет наименование кремниевый управляемый выпрямитель, данное компанией GE. Поэтому когда этот прибор используется в цепях переменного тока, он проводит только в течение половины периода.

В работе, тиристор или SCR не проводит в исходном состоянии. Для того, чтобы открыться, тиристору нужен определенный уровень тока, текущий через затвор. Как только тиристор откроется, он будет оставаться в фазе проводимости до тех пор, пока напряжение между анодом и катодом не будет снято - это, очевидно, случается в конце полупериода, в течение которого тиристор находится в фазе проводимости. Следующую половину периода тиристор будет закрыт как результат работы в качестве выпрямителя. Затем снова потребуется ток через затвор для того, чтобы открыть тиристор снова.

 

БАЗОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ ТИРИСТОРА

Тиристоры состоят из четырехслойной структуры p-n-p-n с внешними слоями называемыми анод (зона p-типа) и катод (зона n-типа). Управляющий вывод тиристора называется затвором и соединяется к зоне p-типа, расположенной рядом с катодом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

· Управляемые кремниевые выпрямители (SCR тиристоры) являются наиболее распространенным членом в тиристорном семействе четырехслойных диодов.

· Положительный импульс, приложенный к управляющему выводу SCR тиристора, приводит его к состоянию проводимости. Проводимость продолжается, даже если импульс на управляющем электроде пропадет. Проводимость прекращается, только когда напряжение между анодом и катодом падает до нуля.

· SCR тиристоры чаще всего используются с источниками переменного тока (или импульсными источниками) из-за своей непрерывной проводимости.

· Запираемый тиристор (GTO) пожет быть выключен подачей отрицательного импульса на управляющий электрод.

· SCR тиристоры могут коммутировать мегаватты мощности, до 5600 А и 10 000 В.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. http://reverse-pcb.ru/publ/ehlektronnye_komponenty/teorija_i_rabota_tiristora/10-1-0-20

 

2. http://reverse-pcb.ru/publ/ehlektronnye_komponenty/konstrukcija_i_izgotovlenie_tiristora/10-1-0-19

 

3. http://reverse-pcb.ru/publ/ehlektronnye_komponenty/chto_takoe_tiristor_ili_scr_kremnievyj_upravljaemyj_vyprjamitel/10-1-0-18

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ.. 2

ТЕОРИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТИРИСТОРА.. 3

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА ТИРИСТОРА ИЛИ SCR (КРЕМНИЕВЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ) 4

ДРУГИЕ ТИПЫ ТИРИСТОРОВ ИЛИ SCR.. 5

БАЗОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ ТИРИСТОРА.. 6

СТРУКТУРА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ДЛЯ ТИРИСТОРОВ.. 6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 8

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 9

 

ВВЕДЕНИЕ

Тиристоры, или кремниевые управляемые выпрямители (SCR - siliconcontrolledrectifyer) находят множество применений в электронике и в частности в управлении мощностью. Эти приборы считаются рабочей лошадкой электроники высоких мощностей.

Тиристоры способны переключать высокие уровни энергии и используются в связи с этим в огромном числе применений.Так же тиристоры находят применения и в электроники низких мощностей, где они используются в большом количестве цепей от диммеров для управления интенсивностью освещения до защиты от перенапряжений источников питания.

Термин SCR или кремниевый управляемый выпрямитель часто используется в качестве синонима термина тиристор, на самом деле SCR - это торговое наименование, используемое компанией GeneralElectric.

Открытие тиристора

Идея тиристора была впервые описана Шокли в 1950 году. Он назывался биполярным транзистором с p-n крючковым коллектором. Механизм его работы был в дальнейшем проанализирован Эберсом.

Затем в 1956 году Молл исследовал механизм переключения тиристора. Развитие продолжилось и о работе тиристоров была получена исчерпывающая информация, а первые промышленные тиристоры появились в начале 1960-х годов, набирая популярность в качестве прибора для коммутации силовых цепей.

Применения тиристоров

Тиристоры, или кремниевые управляемые выпрямители (SCR) используются во большом количестве различных применений. Наиболее распространенные применения тиристоров следующие:

§ Управление цепями переменного тока (включая освещение, электродвигатели и т.п.);

§ Защитные устройства в источниках питания;

§ Переключение цепей переменного тока;

§ Управляющие элементы в контроллерах, управляемых по фазовому углу;

§ В фотовспышках, где они работают как выключатель для разряда накопленного напряжения через лампу вспышки, а затем выключают лампу через заданное время.

Тиристоры способны коммутировать высокие напряжения и выдерживать обратные напряжения, что делает их идеальными для задач коммутации, в особенности в цепях переменного тока.

Основы тиристоров

Тиристоры или SCR (кремниевые управляемые выпрямители) являются приборами с радом необычных характеристик. У них три вывода: анод, катод и затвор - названия, доставшиеся от вакуумной электронной техники. Как можно ожидать, затвор - это управляющий электрод, в то время как основной ток течет между анодом и катодом.

Как можно определить исходя из используемого для обозначения тиристора символа, показанного ниже, это прибор является однонаправленным, что объясняет наименование кремниевый управляемый выпрямитель, данное компанией GE. Поэтому когда этот прибор используется в цепях переменного тока, он проводит только в течение половины периода.

В работе, тиристор или SCR не проводит в исходном состоянии. Для того, чтобы открыться, тиристору нужен определенный уровень тока, текущий через затвор. Как только тиристор откроется, он будет оставаться в фазе проводимости до тех пор, пока напряжение между анодом и катодом не будет снято - это, очевидно, случается в конце полупериода, в течение которого тиристор находится в фазе проводимости. Следующую половину периода тиристор будет закрыт как результат работы в качестве выпрямителя. Затем снова потребуется ток через затвор для того, чтобы открыть тиристор снова.

 

ТЕОРИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТИРИСТОРА

Работу и теорию тиристора можно рассматривать с различных точек зрения. Использование эквивалентных цепей помогает описать теорию и работу тиристора. Для того чтобы использовать тиристоры, необходимо знать их теорию и принцип работы.

Тиристор имеет три основных состояния:

• Обратная блокировка: В этом режиме или состоянии тиристор препятствует протеканию тока точно так же как и обратно смещенный диод.
• Прямая блокировка: В этом режиме или состоянии работа тиристора такова, что он препятствует протеканию прямого тока, который нормально бы протекал в прямо смещенном диоде.
• Прямая проводимость: В этом режиме тиристор был включен в режиме проводимости. Он будет оставаться в режиме проводимости до тех пор, пока прямой ток не упадет ниже пороговой величины, называемой "ток удержания".

Тиристор состоит из четырех полупроводящих зон - p-n-p-n. Внешний p-регион образует анод, а внешний n-регион образует катод как показано ниже.