Arabadaki tristör. Tristörler

Tristör, yarı iletken malzemelerden yapılmış elektronik bir bileşendir, üç veya daha fazla p-n bağlantısından oluşabilir ve iki kararlı duruma sahiptir: kapalı (düşük iletkenlik), açık (yüksek iletkenlik).

Bu, yeni başlayanlar için kuru bir formülasyondur. usta elektrik mühendisliği Kesinlikle hiçbir şey söylemiyor. Bu elektronik bileşenin sıradan insanlar için, tabiri caizse aptallar için çalışma prensibine ve nerede kullanılabileceğine bakalım. Temel olarak her gün kullandığınız anahtarların elektronik eşdeğeridir.

Bu elemanların farklı özelliklere ve farklı uygulamalara sahip birçok türü vardır. Sıradan bir tek işlemli tristör düşünün.

Diyagramlardaki tanımlama yöntemi Şekil 1'de gösterilmektedir.

Elektronik unsur aşağıdaki sonuçlara sahiptir:

• anot pozitif terminali;
• katot negatif terminali;
• kontrol elektrodu G.

Bir tristörün çalışma prensibi

Bu tür elemanların ana uygulaması, yüksek akımları değiştirmek ve düzenlemek için güç tristör anahtarlarının temelinde oluşturulmasıdır. Açma, kontrol elektroduna iletilen bir sinyal ile gerçekleştirilir. Bu durumda eleman tam olarak kontrol edilemez ve onu kapatmak için voltajın sıfıra düşmesini sağlayacak ek önlemlerin kullanılması gerekir.

Bir tristörün basit terimlerle nasıl çalıştığından bahsedersek, o zaman bir diyotla benzeştirerek akımı yalnızca bir yönde iletebilir, bu nedenle onu bağlarken ihtiyacınız var doğru polariteyi gözlemleyin. Anot ve katoda voltaj uygulandığında, bu eleman, kontrol elektroduna karşılık gelen elektrik sinyali uygulanana kadar kapalı kalacaktır. Artık kontrol sinyalinin varlığına veya yokluğuna bakılmaksızın durumunu değiştirmeyecek ve açık kalacaktır.

Koşullar tristör kapanışı:

1. Sinyali kontrol elektrodundan çıkarın;
2. Katot ve anottaki voltajı sıfıra düşürün.

AC ağları için bu koşulların karşılanması herhangi bir özel zorluk yaratmaz. Bir genlik değerinden diğerine değişen sinüzoidal voltaj sıfır değere düşer ve şu anda kontrol sinyali yoksa tristör kapanacaktır.

Doğru akım devrelerinde tristörlerin kullanılması durumunda, zorlamalı komütasyon (tristörün kapatılması) için bir dizi yöntem kullanılır; en yaygın olanı, önceden şarj edilmiş bir kapasitörün kullanılmasıdır. Kapasitörlü devre tristör kontrol devresine bağlanır. Devreye bir kondansatör bağlandığında tristörde bir deşarj meydana gelecek, kondansatörün deşarj akımı tristörün ileri akımının tersi yönde yönlendirilecek, bu da devredeki akımın sıfıra düşmesine ve tristör kapanacaktır.

Tristör kullanımının haksız olduğunu düşünebilirsiniz; sıradan bir anahtar kullanmak daha kolay değil mi? Tristörün büyük bir avantajı, kontrol devresine sağlanan ihmal edilebilir bir kontrol sinyalini kullanarak anot-katot devresindeki büyük akımları değiştirmenize olanak sağlamasıdır. Bu durumda, tüm devrenin güvenilirliği ve emniyeti açısından önemli olan kıvılcım oluşmaz.

Bağlantı şeması

Kontrol devresi farklı görünebilir, ancak en basit durumda tristör anahtarının anahtarlama devresi Şekil 2'de gösterilene benzer.

Anoda bir ampul bağlanmıştır L ve K2 anahtarı, güç kaynağı G. B'nin pozitif terminalini bağlar. Katot, güç kaynağının negatif terminaline bağlanır.

K2 anahtarıyla güç sağlandıktan sonra anot ve katoda akü voltajı uygulanacaktır ancak tristör kapalı kalır ve ışık yanmaz. Lambayı açmak için K1 düğmesine basmanız gerekir, R direnci üzerinden sinyal kontrol elektroduna gönderilecek, tristör anahtarı açık olacak şekilde durumunu değiştirecek ve lamba yanacaktır. Direnç, kontrol elektroduna sağlanan akımı sınırlar. K1 düğmesine tekrar basılmasının devrenin durumu üzerinde herhangi bir etkisi yoktur.

Elektronik anahtarı kapatmak için K2 anahtarını kullanarak devreyi güç kaynağından ayırmanız gerekir. Bu tür elektronik bileşenler, anottaki besleme voltajının özelliklerine bağlı olarak belirli bir değere düşmesi durumunda kapanacaktır. Aptallar için bir tristörün nasıl çalıştığını bu şekilde tanımlayabilirsiniz.

Özellikler

Ana özellikler aşağıdakileri içerir:

Söz konusu elemanlar, elektronik anahtarlara ek olarak, alternatif akımın ortalama ve etkin değerlerini değiştirerek yüke sağlanan gücün değiştirilmesine izin veren güç regülatörlerinde sıklıkla kullanılır. Akım değeri, tristöre açma sinyalinin verildiği anın değiştirilmesiyle (açılma açısının değiştirilmesiyle) düzenlenir. Açılma (düzenleme) açısı, yarım çevrimin başlangıcından tristörün açıldığı ana kadar geçen süredir.

Elektronik Bileşen Veri Türleri

Pek çok farklı tristör türü vardır, ancak yukarıda tartıştıklarımıza ek olarak en yaygın olanları şunlardır:

• anot ve katot arasında uygulanan voltajın belirli bir değerine ulaşıldığında anahtarlanması meydana gelen dinistör elemanı;
• triyak;
• anahtarlanması bir ışık sinyali ile gerçekleştirilen bir optotiristör.

Triyaklar

Triyaklar üzerinde daha ayrıntılı durmak istiyorum. Daha önce de belirtildiği gibi, tristörler akımı yalnızca bir yönde iletebilir, bu nedenle alternatif bir akım devresine kurulduğunda böyle bir devre, şebeke voltajının bir yarım döngüsünü düzenler. Her iki yarım döngüyü de düzenlemek için, arka arkaya başka bir tristör takmak veya güçlü diyotlar veya diyot köprüleri kullanan özel devreler kullanmak gerekir. Bütün bunlar planı karmaşıklaştırıyor, onu hantal ve güvenilmez hale getiriyor.

Bu gibi durumlar için triyak icat edildi. Bunun hakkında ve aptalların çalışma prensibi hakkında konuşalım. Triyaklar arasındaki temel fark Yukarıda tartışılan unsurlardan biri, akımı her iki yönde de geçirme yeteneğinde yatmaktadır. Esas itibarıyla bunlar, arka arkaya bağlanan, ortak kontrollü iki tristördür (Şekil 3A).

Bu elektronik bileşenin grafik sembolü Şekil 2'de gösterilmektedir. 3 V. Akım herhangi bir yönde iletilebildiğinden, güç terminallerini anot ve katot olarak adlandırmanın doğru olmayacağına dikkat edilmelidir, bu nedenle bunlar T1 ve T2 olarak adlandırılmıştır. Kontrol elektrodu G olarak belirlenmiştir. Triyakın açılması için ilgili çıkışa bir kontrol sinyali uygulanması gerekir. AC ağlarında bir triyakın bir durumdan diğerine ve geri geçiş koşulları yukarıda tartışılan kontrol yöntemlerinden farklı değildir.

Bu tür elektronik bileşenler imalat sektöründe, ev aletlerinde ve elektrikli el aletlerinde akımı sürekli düzenlemek için kullanılır. Bu, elektrik motorlarının, ısıtma elemanlarının, şarj cihazlarının kontrolüdür.

Sonuç olarak, hem tristörlerin hem de triyakların önemli akımları değiştirirken çok mütevazı boyutlara sahip olduğunu ve vücutlarında önemli bir termal güç açığa çıktığını söylemek isterim. Basitçe söylemek gerekirse, çok ısınırlar, bu nedenle elemanları aşırı ısınmaya ve termal bozulmaya karşı korumak için, en basit durumda bir alüminyum radyatör olan bir soğutucu kullanırlar.

Tristörler

I. Amaç

Tristörler üç (veya daha fazla) içeren yarı iletken cihazlardır. r-p-elektrik akımlarını değiştirmek için kullanılan devrelerde elektronik anahtarlar olarak kullanılması amaçlanan geçişler. Elektrik devrelerini değiştirir, voltajı düzenler ve doğru akımı alternatif akıma dönüştürürler. Tasarım ve çalışma prensibi bakımından yarı iletken diyota çok benzer, ancak ondan farklı olarak tristör kontrol edilir.

Trinistörün eyleminin "anahtar" niteliği, daha önce yalnızca elektromanyetik rölelerin bu amaca hizmet ettiği elektrik devrelerini değiştirmek için kullanılmasına olanak tanır. Yarı iletken anahtarlar, mekanik olarak kapalı kontaklara sahip elektromanyetik rölelere göre daha hafif, daha kompakt ve çalışma açısından birçok kez daha güvenilirdir. Bu tür rölelerin aksine, çok yüksek bir hızda (saniyede yüzlerce ve binlerce kez ve gerekirse daha da hızlı) geçiş yaparlar. SCR'ler modern elektrikli iletişim ekipmanlarında, yüksek hızlı uzaktan kumanda sistemlerinde, bilgisayarlarda ve enerji cihazlarında kullanılmaktadır.

II. sınıflandırma

Tasarım özelliklerine ve özelliklerine bağlı olarak tristörler diyot ve triyota ayrılır. İÇİNDE diyot tristörler ayırt edilir:

ters yönde kilitlenebilir tristörler;

ters yönde iletken;

simetrik.

Triyot tristörler ikiye ayrılır:

anot veya katot kontrolü ile ters yönde kilitlenebilir;

anot veya katotta kontrol ile ters yönde iletkenlik;

simetrik (çift yönlü).

En yaygın dinistörler, iki terminalli tristörler ve üç terminalli cihazlar olan tristörlerdir. Ek olarak, bir grup anahtarlamalı tristör de ayırt edilir.

En basit ters dönüşlü diyot tristörleri genellikle silikondan yapılır ve dört adet alternatif akım içerir. R- Ve P- alanı (Şekil 2.2). Bölge R Harici devreden akımın aktığı 1'e denir anot , bölge P 2 – katot ; bölge P 1 , R 2 – üsler .

Şekil 2.2. Tristör yapısı.

III. Çalışma prensibi

Eğer anoda R 1 voltaj kaynağının artı ucunu katoda bağlayın P 2 – eksi, ardından geçişler P 1 Ve P 3 açık olacak ve geçiş P 2 – kapalı. Buna kolektör kavşağı denir.

Koleksiyoncudan beri r-p- bağlantı noktası ters yönde öngerilimlidir, daha sonra belirli bir voltaj değerine kadar uygulanan hemen hemen her şey bunun üzerine düşer. Böyle bir yapı, Şekil 2'de gösterildiği gibi birbirine bağlanan, farklı elektrik iletkenliğine sahip iki transistör formunda kolayca temsil edilebilir. 2.3, a, b.

a) b)

Pirinç. 2.3. Bir tristörün (b) iki transistör eşdeğerinin yapısı (a) ve devresi.

Devre akımı kolektör bağlantı akımı tarafından belirlenir P 2 . Kesinlikle deliklerin akışına bağlıdır
transistörün vericisinden r-p-R- elektronların türü ve akışı
transistörün vericisinden P-R-P- tip ve ters akımdan r-p-geçiş.

Geçişlerden bu yana P 1 Ve P 3 yük taşıyıcılarının taban bölgesine enjekte edildiği ileri yönde kaydırılır: bölgeden delikler R 1 , elektronlar – bölgeden P 2 . Baz bölgelerinde yayılan bu yük taşıyıcıları P 1 , R 2 , kolektör bağlantısına yaklaşın ve alanına doğru fırlatın r-p-geçiş. Enjekte edilen delikler R 1 -bölgeler ve elektronlar P 2 geçitten geçerek P 2 Zıt yönlerde ortak bir akım oluşturarak BEN.

Düşük harici voltaj değerlerinde, hepsi pratik olarak kolektör bağlantısında düşer P 2 . Bu nedenle geçişlere P 1 ,P 3 direnci düşük olduğundan küçük bir potansiyel farkı uygulanır ve yük taşıyıcıların enjeksiyonu küçüktür. Bu durumda mevcut BEN küçük ve bağlantı noktasından geçen ters akıma eşit P 2. Harici voltaj arttığında devredeki akım ilk başta biraz değişir. Geçiş genişliği arttıkça gerilimin daha da artmasıyla P 2 Darbe iyonlaşması sonucu oluşan yük taşıyıcıları giderek daha önemli bir rol oynamaya başlıyor. Belirli bir voltajda yük taşıyıcılar o kadar hızlanır ki bölgedeki atomlarla çarpıştıklarında r-p Geçişler onları iyonize ederek yük taşıyıcılarının çığ gibi çoğalmasına neden olur.

Bu durumda oluşan delikler elektrik alanın etkisi altında bölgeye doğru hareket eder. R 2 ve elektronlar bölgeye gider P 1 . Kavşaktan geçen akım P 2 artar ve direnci ve üzerindeki voltaj düşüşü azalır. Bu, bağlantı noktalarına uygulanan voltajın artmasına neden olur P 1 , P 3 ve bunların içinden enjeksiyonda bir artış, bu da kolektör akımında daha fazla bir artışa ve enjeksiyon akımlarında bir artışa neden olur. Süreç çığ gibi ilerliyor ve geçiş direnci P 2 küçük olur.

Enjeksiyon ve çığ çoğalması nedeniyle alanlarda oluşan yük taşıyıcıları, tristörün tüm alanlarının direncinin düşmesine neden olur ve cihaz üzerindeki voltaj düşüşü önemsiz hale gelir. Akım-gerilim karakteristiğinde bu işlem, negatif diferansiyel dirençli bölüm 2'ye karşılık gelir (Şekil 2.4). Anahtarlamadan sonra akım-gerilim karakteristiği, ileri yönde polarlanmış bir diyotun karakteristiğinin dalına benzer (bölüm 3). Bölüm 1, tristörün kapalı durumuna karşılık gelir.

Tristör, harici kaynağın voltajının akımın geçebileceği bir değere düşürülmesiyle kapatılır.
az (bölüm 3).

Pirinç. 2.4. Dinistörün akım-gerilim karakteristiği

Bir diyotu, voltaj ters çevrildiğinde açılan bir tristöre paralel bağlarsanız, ters yönde ileten bir tristör elde edersiniz.

Triyot tristörler (Şekil 2.5, A) bazlardan birinin harici bir terminale sahip olması nedeniyle diyotlardan farklıdır. kontrol elektrodu .

Pirinç. 2.5. Triyot tristör:

Akımı değiştirerek tristörün devreye girdiği voltajı değiştirebilir ve böylece açıldığı anı kontrol edebilirsiniz.

Tristörü bloke etmek için çalışma akımını değere düşürmeniz gerekir.
besleme gerilimini değerine düşürerek veya kontrol elektrot devresinde zıt kutuplu bir akım darbesi ayarlayın.

Tristörün açılıp kapatılması işlemi Şekil 2.5'te açıklanmaktadır, V. Bir direnç aracılığıyla bağlanırsa R uygulanan gerilim sen 1 ve kontrol elektrotu devresindeki akım sıfırsa, tristör kilitlenir. Çalışma noktası konumunda A. Kontrol elektrotu akımı arttıkça çalışma noktası yük çizgisi 1 boyunca hareket eder. Kontrol elektrotu akımı değere ulaştığında BEN sen 1 tristör açılacak ve çalışma noktası şu noktaya hareket edecektir: B. Kapatmak ( BEN sen= 0) besleme gerilimini bu değere düşürmek gerekir
. Bu durumda çalışma noktası B 1 gidecek A 2 ve voltaj geri yüklendiğinde - noktaya A.

Ayrıca kontrol elektroduna zıt kutuplu bir voltaj uygulayarak ve devresinde zıt yönlü bir akım oluşturarak tristörü kapatabilirsiniz.

Bu bağlantının dezavantajı, tristörün anahtarlama akımının değerine yaklaşan kontrol elektrotunun ters akımının büyük değeridir. Tristörün akım genliğinin kontrol elektrodu anahtarlama akımı darbe genliğine oranına denir. engelleme katsayısı :
. Bir kontrol elektrodu kullanarak bir tristörün açılmasının verimliliğini karakterize eder. Bir takım gelişmelerde

Artan kapatma oranına sahip tristörlere genellikle denir değiştirilebilir veya kilitlenebilir.

IV. Tristörlerin temel parametreleri

GOST 10862 - 72'ye göre tristörlerin tanımları altı unsurdan oluşur. İlk eleman, yarı iletkenin kaynak malzemesini gösteren K harfidir; ikincisi diyot tristörler için N ve triyot olanlar için U harfidir; üçüncüsü cihazın amacını belirleyen bir sayıdır; dördüncü ve beşinci – geliştirme seri numarası; altıncı – üretim teknolojisini tanımlayan bir mektup, örneğin KU201A, KN102I, vb.

Tristörler bir tür yarı iletken cihazdır. Yüksek akımları düzenlemek ve değiştirmek için tasarlanmıştır. Tristör, bir kontrol sinyali uygulandığında elektrik devresini değiştirmenizi sağlar. Bu onun bir transistöre benzemesini sağlar.

Tipik olarak bir tristörün üç terminali vardır; bunlardan biri kontroldür ve diğer ikisi akım akışı için bir yol oluşturur. Bildiğimiz gibi transistör kontrol akımının büyüklüğüyle orantılı olarak açılır. Ne kadar büyük olursa, transistör o kadar fazla açılır ve bunun tersi de geçerlidir. Ancak tristörde her şey farklı çalışır. Aniden tamamen açılıyor. Ve en ilginç olanı, kontrol sinyali olmadığında bile kapanmamasıdır.

Çalışma prensibi

Bir tristörün çalışmasını aşağıdaki basit devreye göre düşünelim.

Tristörün anotuna bir ampul veya LED bağlanır ve güç kaynağının pozitif terminali ona K2 anahtarı aracılığıyla bağlanır. Tristör katodu güç kaynağının negatifine bağlanır. Devreyi açtıktan sonra tristöre voltaj uygulanıyor ancak LED yanmıyor.

K1 düğmesine basarsanız, direnç üzerinden kontrol elektroduna akım akar ve LED yanmaya başlar. Genellikle diyagramlarda kapı anlamına gelen “G” harfi veya Rusça panjur (kontrol terminali) ile gösterilir.

Direnç kontrol pimi akımını sınırlar. Söz konusu tristörün minimum çalışma akımı 1 mA ve izin verilen maksimum akım 15 mA'dır. Bunu dikkate alarak devremizde 1 kOhm dirençli bir direnç seçildi.

Tekrar K1 tuşuna basarsanız bu durum tristörü etkilemez ve hiçbir şey olmaz. Tristörü kapalı duruma getirmek için K2 anahtarını kullanarak gücü kapatmanız gerekir. Tekrar güç uygulandığında tristör orijinal durumuna geri dönecektir.

Bu yarı iletken cihaz aslında mandallı bir elektronik anahtardır. Kapalı duruma geçiş, anottaki besleme voltajının belirli bir minimuma, yaklaşık 0,7 volta düşmesiyle de meydana gelir.

Cihaz Özellikleri

Açık durum, tristörün iç yapısından dolayı tespit edilir. Örnek bir diyagram şuna benzer:

Genellikle birbirine bağlı farklı yapılara sahip iki transistör olarak temsil edilir. Bu devreye göre bağlanan transistörlerin nasıl çalıştığını deneysel olarak test edebilirsiniz. Ancak akım-gerilim özelliklerinde farklılıklar vardır. Ayrıca cihazların başlangıçta yüksek akımlara ve voltajlara dayanacak şekilde tasarlandığını da dikkate almanız gerekir. Bu cihazların çoğunun gövdesinde, termal enerjiyi dağıtmak için üzerine bir radyatörün takılabileceği metal bir çıkış bulunmaktadır.

Tristörler çeşitli durumlarda yapılır. Düşük güçlü cihazlarda ısı dağılımı yoktur. Yaygın yerli tristörler buna benzer. Masif bir metal gövdeye sahiptirler ve yüksek akımlara dayanabilirler.

Tristörlerin temel parametreleri

• İzin verilen maksimum ileri akım . Bu, açık tristör akımının maksimum değeridir. Güçlü cihazlar için yüzlerce ampere ulaşır.
• İzin verilen maksimum ters akım .
• İleri voltaj . Bu maksimum akımdaki voltaj düşüşüdür.
• Ters akım . Bu, tristörün performansını etkilemeden çalışabileceği kapalı durumda tristör üzerinde izin verilen maksimum voltajdır.
• Açma gerilimi . Bu anoda uygulanan minimum voltajdır. Burada tristörün çalışabileceği minimum voltajı kastediyoruz.
• Minimum kontrol elektrot akımı . Tristörü açmak gerekir.
• İzin verilen maksimum kontrol akımı .
• İzin verilen maksimum güç kaybı .

Dinamik parametre

Tristörün kapalı durumdan açık duruma geçiş süresi bir sinyal geldiğinde.

Tristör türleri

Kontrol yöntemine göre ayrılırlar:

• Diyot tristörleri veya başka şekilde dinistörler. Katot ve anoda uygulanan yüksek voltaj darbesiyle açılırlar.
• Triyot tristörler veya tristörler. Elektrot kontrol akımı tarafından açılırlar.

Triyot tristörler ise bölünmüştür:

• Katot kontrolü - kontrol akımını oluşturan voltaj, kontrol elektroduna ve katoda verilir.
• Anot kontrolü: Elektrota ve anoda kontrol voltajı uygulanır.

Tristör kilitli:

• Anot akımının azaltılmasıyla katot daha az tutma akımına sahip olur.
• Kontrol elektroduna engelleme voltajı uygulayarak.

Ters iletkenliğe göre tristörler bölünmüştür:

• Ters iletken - düşük bir ters gerilime sahiptir.
• Ters iletken olmayan - ters voltaj, kapalıyken en yüksek ileri voltaja eşittir.
• Standartlaştırılmamış bir ters voltaj değeri ile üreticiler bu değerin değerini belirlemez. Bu tür cihazlar ters voltajın bulunmadığı yerlerde kullanılır.
• Triyak – akımları iki yönde iletir.

Triyak kullanırken koşullu olarak simetrik çalıştıklarını bilmeniz gerekir. Triyakların ana kısmı, kontrol elektroduna katoda kıyasla pozitif bir voltaj uygulandığında açılır ve anot herhangi bir polariteye sahip olabilir. Ancak anoda negatif voltaj ve kontrol elektroduna pozitif voltaj gelirse triyaklar açılmaz ve arızalanabilir.

Hıza göre kilit açma (açık) süresine ve kilitleme (kapalı) süresine bölünür.

Tristörlerin güce göre ayrılması

Tristör anahtarlama modunda çalıştığında, anahtarlamalı yükün en yüksek gücü, açık modda en yüksek akım ve en yüksek güç kaybında tristörün üzerindeki voltaj tarafından belirlenir.

Yükteki etkin akım, açık gerilime bölünen en yüksek güç kaybından daha yüksek olmamalıdır.

Basit tristör tabanlı alarm

Bir tristöre dayanarak, ışığa tepki verecek ve bir piezo yayıcı kullanarak ses üretecek basit bir alarm yapabilirsiniz. Tristörün kontrol terminaline bir foto direnç ve bir ayar direnci aracılığıyla akım sağlanır. Fotorezistöre çarpan ışık direncini azaltır. Ve tristörün kontrol çıkışı, onu açmaya yetecek bir kilit açma akımı almaya başlar. Bundan sonra bip sesi açılır.

Düzeltme direnci, cihazın hassasiyetini, yani ışıkla ışınlandığında tepki eşiğini ayarlamak için tasarlanmıştır. En ilginç olanı ise ışık olmadığında bile tristörün açık kalmaya devam etmesi ve sinyallemenin durmamasıdır.

Işığa duyarlı elemanın karşısına, pencerenin biraz altında parlayacak şekilde bir ışık huzmesi takarsanız, basit bir duman sensörü elde edersiniz. Işık kaynağı ile ışık alıcısı arasına giren duman ışığı dağıtacak ve alarmı tetikleyecektir. Bu cihaz, ışık alıcısının güneşten veya yapay ışık kaynaklarından ışık almaması için bir muhafaza gerektirir.

Tristörü başka bir şekilde açabilirsiniz. Bunu yapmak için kontrol terminali ile katot arasına kısa süreliğine küçük bir voltaj uygulamak yeterlidir.

Tristör güç regülatörü

Şimdi bir tristörün amacına uygun kullanımına bakalım. 220 voltluk alternatif akım ağından çalışacak basit bir tristör güç regülatörünün devresini düşünelim. Devre basittir ve yalnızca beş parçadan oluşur.

• Yarı iletken diyot VD.
• Değişken direnç R1.
• Sabit direnç R2.
• Kapasitör C.
• Tristör VS.

Önerilen nominal değerleri şemada gösterilmiştir. Diyot olarak KD209, tristör KU103V veya daha güçlü olanı kullanabilirsiniz. En az 2 watt gücünde dirençlerin, en az 50 volt voltajı olan bir elektrolitik kapasitör kullanılması tavsiye edilir.

Bu devre şebeke voltajının yalnızca bir yarım döngüsünü düzenler. Diyot dışındaki tüm elemanları devreden çıkardığımızı hayal edersek, o zaman yalnızca yarım dalga alternatif akım geçecek ve gücün yalnızca yarısı yüke, örneğin bir havya veya akkor lambaya akacaktır. .

Tristör, diyot tarafından kesilen yarım döngünün nispeten daha fazla parçasını geçirmenize izin verir. Değişken direnç R1'in konumu değiştirildiğinde çıkış voltajı değişecektir.

Tristörün kontrol terminali kapasitörün pozitif terminaline bağlanır. Kondansatör üzerindeki voltaj tristörün açma voltajına yükseldiğinde açılır ve pozitif yarı çevrimin belirli bir kısmını geçer. Değişken direnç, kapasitörün şarj oranını belirleyecektir. Ve ne kadar hızlı şarj olursa, tristör o kadar çabuk açılır ve polarite değişmeden önce pozitif yarı döngünün bir kısmını atlamak için zamanı olur.

Negatif yarım dalga kapasitöre girmez ve üzerindeki voltaj aynı polaritededir, bu nedenle polariteye sahip olması korkutucu değildir. Devre, gücü% 50'den% 100'e değiştirmenize olanak sağlar. Bu sadece bir havya için doğru.

Tristör akımı anottan katoda tek yönde geçirir. Ancak her iki yönde de akım geçiren çeşitleri vardır. Bunlara simetrik tristörler veya triyaklar denir. AC devrelerindeki yükleri kontrol etmek için kullanılırlar. Bunlara dayalı çok sayıda güç regülatör devresi vardır.

İyi akşamlar Habr. Tristör gibi bir cihazdan bahsedelim. Bir tristör, üç veya daha fazla etkileşimli doğrultucu bağlantı noktasına sahip, iki durumlu bir yarı iletken cihazdır. İşlevsellik açısından elektronik anahtarlarla karşılaştırılabilirler. Ancak tristörün bir özelliği vardır: normal bir anahtarın aksine kapalı duruma geçemez. Bu nedenle, genellikle tam olarak yönetilmeyen anahtar adı altında bulunabilir.

Şekil bir tristörün tipik bir görünümünü göstermektedir. Yarı iletken bölgelerin dört alternatif elektrik iletkenliği türünden oluşur ve üç terminale sahiptir: anot, katot ve kontrol elektrodu.
Anot dış p katmanıyla, katot ise dış n katmanıyla temas halindedir.
P-n bağlantısıyla ilgili hafızanızı tazeleyebilirsiniz.

sınıflandırma

Çalışma prensibi

Bu yapıya bağlı olarak dış bölgelere emitör, merkezi bağlantıya ise kolektör denilebilir.
Bir tristörün nasıl çalıştığını anlamak için akım-gerilim karakteristiğine bakmalısınız.


Tristör anoduna küçük bir pozitif voltaj uygulanır. Verici bağlantıları ileri yönde, kollektör bağlantıları ise ters yönde bağlanır. (esasen tüm gerilim bunun üzerinde olacaktır). Akım-gerilim karakteristiğindeki sıfırdan bire olan bölüm yaklaşık olarak diyot karakteristiğinin ters dalına benzer olacaktır. Bu moda tristör kapalı durum modu denilebilir.
Anot voltajı arttıkça çoğunluk taşıyıcıları taban bölgesine enjekte edilir, böylece kolektör bağlantı noktasındaki potansiyel farkına eşdeğer olan elektronlar ve delikler biriktirilir. Tristörden geçen akım arttıkça kolektör bağlantısındaki voltaj düşmeye başlayacaktır. Ve belli bir değere düştüğünde tristörümüz negatif diferansiyel direnç durumuna geçecektir (şekilde bölüm 1-2).
Bundan sonra, üç geçişin tümü ileri yönde kayacak ve böylece tristör açık duruma geçecektir (şekildeki bölüm 2-3).
Tristör, kolektör bağlantısı ileri yönde kutuplandığı sürece açık durumda kalacaktır. Tristör akımı azalırsa rekombinasyon sonucunda baz bölgelerdeki dengesiz taşıyıcıların sayısı azalacak ve kolektör jonksiyonu ters yönde kutuplanacak ve tristör kapalı duruma geçecektir.
Tristör ters çevrildiğinde akım-gerilim karakteristiği seri bağlı iki diyotunkine benzer olacaktır. Bu durumda ters voltaj arıza voltajıyla sınırlanacaktır.

Tristörlerin genel parametreleri

Çözüm

Tristör, tasarımı dört katmandan oluşan yarı iletken bir anahtardır. Bir durumdan diğerine (kapalı durumdan açık duruma veya tam tersi) geçme yeteneğine sahiptirler.

Bu makalede sunulan bilgiler, bu cihazla ilgili soruya kapsamlı bir cevap verilmesine yardımcı olacaktır.

Bir tristörün çalışma prensibi

Özel literatürde bu cihaza tek işlemli tristör de denir. Bu isim cihazın tam olarak yönetilemez. Başka bir deyişle, kontrol nesnesinden sinyal alındığında yalnızca açık durum moduna geçebilir. Cihazı kapatmak için, kişinin voltaj seviyesinin sıfıra düşmesine yol açacak ek eylemler gerçekleştirmesi gerekecektir.

Bu cihazın çalışması, kuvvetli bir elektrik alanının kullanımına dayanmaktadır. Bir durumdan diğerine geçmek için belirli sinyalleri ileten kontrol teknolojisi kullanılır. Bu durumda tristörden geçen akım yalnızca bir yönde hareket edebilir. Kapatıldığında bu cihaz hem ileri hem de geri gerilime dayanma özelliğine sahiptir.

Tristörü açma ve kapatma yöntemleri

Bu tip standart bir cihazın çalışma durumuna geçiş, belirli bir polaritede bir akım voltaj darbesi alınarak gerçekleştirilir. Açılma hızı ve daha sonra nasıl çalışacağı hakkında, aşağıdaki faktörler etkiler:

Tristörün kapatılması birkaç yolla yapılabilir:

1. Doğal kapanma. Teknik literatürde doğal anahtarlama diye bir şey de var - doğal kapanmaya benzer.
2. Zorla kapatma (zorla anahtarlama).

Bu cihazın doğal kapanması, alternatif akım devrelerinde çalışması sırasında, akım seviyesi sıfıra düştüğünde meydana gelir.

Zorunlu kapatma çok sayıda farklı yöntemi içerir. Bunlardan en yaygın olanı aşağıdaki yöntemdir.

Latin harfi C ile gösterilen kapasitör anahtara bağlanır. S olarak işaretlenmelidir. Bu durumda kapasitör kapanmadan önce mutlaka şarj edilmelidir.

Ana tristör türleri

Şu anda, teknik özelliklerinde - çalışma hızı, kontrol yöntemleri ve süreçleri, iletken durumdayken akımın yönleri vb. - birbirinden farklı olan önemli sayıda tristör bulunmaktadır.

En yaygın türler

1. Tristör diyot. Böyle bir cihaz, açık modda anti-paralel diyota sahip bir cihaza benzer.
2. Diyot tristör. Diğer bir isim ise dinistordur. Bu cihazın ayırt edici özelliği, akım seviyesinin aşıldığı anda iletim moduna geçişin gerçekleşmesidir.
3. Kilitlenebilir tristör.
4. Simetrik. Aynı zamanda triyak olarak da adlandırılır. Bu cihazın tasarımı, çalışma modunda arka arkaya diyotlara sahip iki cihaza benzer.
5. Yüksek hızlı veya invertör. Bu tür bir cihaz, 5 ila 50 mikrosaniye gibi rekor bir sürede çalışmaz duruma geçme yeteneğine sahiptir.
6. Optotiristör. Çalışması bir ışık akısı kullanılarak gerçekleştirilir.
7. Tristör, öncü elektrot aracılığıyla saha kontrolü altındadır.

Koruma sağlamak

Tristörler kritik cihazlar listesine dahil edilmiştir hız değişimini etkiler ileri akımı arttırmak. Hem diyotlar hem de tristörler, ters toparlanma akımının akışıyla karakterize edilir. Hızındaki keskin bir değişiklik ve sıfıra düşüş, aşırı gerilim riskinin artmasına neden olur.

Ek olarak, bu cihazın tasarımında aşırı voltaj, sistemin çeşitli bileşenlerinde, örneğin küçük kurulum endüktanslarında voltajın tamamen ortadan kalkması nedeniyle ortaya çıkabilir.

Yukarıdaki nedenlerden dolayı, çoğu durumda bu cihazların güvenilir bir şekilde korunmasını sağlamak için çeşitli CFTP şemaları kullanılır. Bu devreler dinamik moddayken cihazın kabul edilemez voltaj değerlerinin oluşmasına karşı korunmasına yardımcı olur.

Güvenilir bir koruma aracı da varistör kullanımı. Bu cihaz endüktif yükün çıkış noktalarına bağlanır.

En genel haliyle tristör gibi bir cihazın kullanımı aşağıdaki gruplara ayrılmıştır:

Tristör sınırlamaları

Bu cihazın herhangi bir türüyle çalışırken belirli güvenlik önlemlerine uymalı ve bazı gerekli kısıtlamaların farkında olmalısınız.

Örneğin, triyak gibi bir cihaz tipini çalıştırırken endüktif yük durumunda. Bu durumda kısıtlamalar, iki ana eleman (anotlar ve çalışma akımı) arasındaki voltaj seviyesindeki değişim oranıyla ilgilidir. Akımın ve aşırı yükün etkisini sınırlamak için RC devresi kullanılır.