Tyristorimoduuli käyttää yleismittaria erottamaan tyristorin kolme elektrodia
SilicON Controlled Rectifier, SCR on kehittynyt suureksi perheeksi julkaisunsa jälkeen 1950-luvulla, ja sen pääjäseniä ovat yksisuuntaiset tyristorit, kaksisuuntaiset tyristorit, valo-ohjatut tyristorit, käänteisesti johtavat tyristorit, sammutustyristorit, nopeat tyristorit jne. odota. Nykyään kaikki käyttävät yksisuuntaista tyristoria, jota ihmiset usein kutsuvat tavalliseksi tyristoriksi. Se koostuu neljästä puolijohdemateriaalikerroksesta, joissa on kolme PN-liitosta ja kolme ulkoista elektrodia: P-tyypin puolijohteen ensimmäisestä kerroksesta vedetty elektrodi on nimeltään anodi A. , P-tyypin puolijohteen kolmannesta kerroksesta vedetty elektrodi on jota kutsutaan ohjauselektrodiksi G, ja neljännestä N-tyypin puolijohteen kerroksesta vedettyä elektrodia kutsutaan katodiksi K. Tyristorin piirisymbolista voidaan nähdä, että se on yksisuuntainen johtava laite, kuten diodi, ja avain on että siinä on ylimääräinen ohjauselektrodi G, minkä ansiosta sillä on täysin erilaiset toimintaominaisuudet kuin diodilla.
Tyristorin kolme elektrodia voidaan erottaa yleismittarilla
Tavallisten tyristorien kolme elektrodia voidaan mitata yleismittarin R×100 vaihteella. Kuten me kaikki tiedämme, tyristorien G ja K välillä on pN-liitos (kuva 2(a)), joka vastaa diodia, G on positiivinen napa ja K on negatiivinen napa. Siksi selvitä diodin testausmenetelmän mukaan kaksi kolmesta napasta. Yksi napa, mittaa sen eteen- ja taaksepäin vastus, vastus on pieni, yleismittarin musta kynä on kytketty ohjausnapaan G, punainen kynä on kytketty katodiin K ja loput on anodi A. Testaa onko tyristori hyvä vai huono, voit käyttää juuri esiteltyä opetuslevypiiriä (kuva 3). Kun virtalähde SB on kytketty, lamppu on hyvä, jos se hehkuu, ja se on huono, jos se ei hehku.
Kuinka tunnistaa piiohjatun tasasuuntaajan kolme napaa
Tyristorin kolmen navan tunnistamismenetelmä on hyvin yksinkertainen. pN-liitoksen periaatteen mukaan mittaa vain yleismittarilla kolmen navan välinen resistanssi.
Anodin ja katodin välinen myötä- ja taaksepäin vastus on yli muutama sata tuhatta ohmia ja anodin ja ohjauselektrodin välinen resistanssi on yli muutama sata tuhatta ohmia (niiden välillä on kaksi pN-liitosta, ja suunta Päinvastoin, joten anodin ja ohjausnavan positiiviset ja negatiiviset suunnat eivät ole kytkettyjä).
Ohjauselektrodin ja katodin välillä on pN-liitos, joten sen myötävastus on useista ohmeista satoihin ohmeihin ja käänteinen vastus on suurempi kuin eteenpäin suuntautuva vastus. Ohjausnapodiodin ominaisuudet eivät kuitenkaan ole ihanteelliset. Käänteinen suunta ei ole täysin tukossa, ja sen läpi voi kulkea suhteellisen suuri virta. Siksi joskus mitattu säätönavan kääntövastus on suhteellisen pieni, mikä ei tarkoita, että ohjausnavan ominaisuudet eivät olisi hyviä. . Lisäksi mitattaessa ohjauspylvään eteen- ja taaksepäin vastusta, yleismittari tulee sijoittaa R*10- tai R*1-lohkoon, jotta estetään ohjauspylvään päinvastainen rikkoutuminen, kun jännite on liian korkea.
Jos mitataan, että komponentin katodi ja anodi on oikosuljettu tai anodi ja ohjausnapa ovat oikosulussa, tai ohjausnapa ja katodi ovat oikosulussa päinvastoin tai ohjausnapa ja katodi on katkaistu, se tarkoittaa, että komponentti on vaurioitunut.
Tyristori on lyhenne sanoista piiohjattu tasasuuntaaja, joka on suuritehoinen puolijohdelaite, jonka nelikerroksinen rakenne on kolme pN-liitosta. Itse asiassa tyristorin tehtävä ei ole vain tasasuuntaus, vaan sitä voidaan käyttää myös ei-kytkimenä kytkemään virtapiiri nopeasti päälle tai pois päältä, toteuttamaan tasavirran käännös vaihtovirraksi ja muuttamaan yhden taajuuden vaihtovirtaa. toiselle taajuudelle AC jne. SCR:ien, kuten muiden puolijohdelaitteiden, etuna on pieni koko, korkea hyötysuhde, hyvä vakaus ja luotettava toiminta. Sen ilmestyminen on tuonut puolijohdeteknologiaa heikon sähkön alueelta vahvan sähkön kenttään ja siitä on tullut komponentti, jota käytetään innokkaasti teollisuudessa, maataloudessa, liikenteessä, sotatieteellisessä tutkimuksessa sekä kaupallisissa ja siviilikäyttöön tarkoitetuissa sähkölaitteissa.
Tyristorin rakenne ja ominaisuudet
Tyristorissa on kolme elektrodia - anodi (A), katodi (C) ja hila (G). Siinä on nelikerroksinen suulake, joka koostuu päällekkäisistä p-tyypin johtimista ja n-tyypin johtimista, ja pN-liitoksia on yhteensä kolme. Sen rakennekaavio ja symbolit.
Tyristorit eroavat rakenteeltaan hyvin piitasasuuntaajadiodeista, joissa on vain yksi pN-liitos. Tyristorin nelikerroksinen rakenne ja ohjauspylvään referenssi ovat luoneet perustan sen erinomaisille ohjausominaisuuksille "ohjata isoa pienellä". Käytettäessä piiohjattua tasasuuntaajaa voidaan ohjata suurta anodivirtaa tai -jännitettä niin kauan kuin ohjausnapaan syötetään pieni virta tai jännite. Tällä hetkellä on valmistettu useiden satojen ampeerien tai jopa tuhansien ampeerien virtakapasiteetin tyristorielementtejä. Yleensä alle 5 ampeerin tyristoria kutsutaan pienitehoiseksi tyristoriksi ja yli 50 ampeeriksi suurtehotyristoriksi.
Miksi tyristorilla on hallittavuus "ohjata isoa pienellä"? Alla käytämme kaaviota-27 analysoidaksemme lyhyesti tyristorin toimintaperiaatetta.
Ensinnäkin voimme nähdä, että katodin ensimmäinen, toinen ja kolmas kerros ovat NpN-tyypin transistori, kun taas toinen, kolmas ja neljäs kerros muodostavat toisen pNp-tyypin transistorin. Niistä toisen ja kolmannen kerroksen jakavat kaksi päällekkäistä putkea. Tällä tavalla voidaan piirtää kaavion -27(C) vastaava piirikaavio analyysiä varten. Kun myötäsuuntainen jännite Ea syötetään anodin ja katodin väliin ja positiivinen laukaisusignaali syötetään ohjauselektrodin G ja katodin C väliin (vastaa BG1:n kantaemitteriä), BG1 muodostaa kantavirran Ib1 Vahvistettuna BG1:n kollektorivirta IC1 on suurennettu 1-kertaiseksi. Koska BG1:n kollektori on kytketty BG2:n kantaan, IC1 on BG2:n kantavirta Ib2. BG2 vahvistaa kollektorivirtaa IC2 2 kuin Ib2 (Ib1) ja lähettää sen takaisin BG1:n kantaan vahvistusta varten. Tätä jaksoa vahvistetaan, kunnes BG1 ja BG2 ovat täysin päällä. Itse asiassa tämä prosessi on "trigger-on-the-fly" -prosessi. Tyristorille liipaisusignaali lisätään ohjauselektrodiin ja tyristori kytketään päälle välittömästi. Johtoaika määräytyy pääasiassa tyristorin suorituskyvyn mukaan. Kun tyristori laukeaa ja käynnistetään, BG1:n kantaan virtaava virta ei ole pyöreän takaisinkytkennän ansiosta vain alkuperäistä Ib1:tä vaan BG1:n ja BG2:n (1*2*Ib1) vahvistamaa virtaa, joka on paljon suurempi. kuin Ib1, tarpeeksi pitämään BG1 jatkuvasti päällä. Tällä hetkellä, vaikka liipaisusignaali katoaisi, tyristori pysyy päällä. Tyristori voidaan kytkeä pois päältä vasta kun virransyöttö Ea katkaistaan tai Ea lasketaan niin, että BG1:n ja BG2:n kollektorivirta on pienempi kuin johtavuuden ylläpitämisen vähimmäisarvo. Tietenkin, jos Ea:n napaisuus on käänteinen, BG1 ja BG2 ovat katkaisutilassa käänteisen jännitteen vuoksi. Tällä hetkellä tyristori ei voi toimia, vaikka liipaisusignaali olisikin syötetty. Sitä vastoin Ea on kytketty positiiviseen suuntaan, kun taas liipaisusignaali on negatiivinen, eikä tyristoria voida kytkeä päälle. Lisäksi jos liipaisusignaalia ei lisätä ja positiivinen anodin jännite ylittää tietyn arvon, myös tyristori kytkeytyy päälle, mutta tämä on jo epänormaali toimintatilanne.
Tyristorin ohjattava ominaisuus ohjata johtavuutta (suuri virta kulkee tyristorin läpi) liipaisusignaalin (pieni liipaisuvirta) kautta on tärkeä ominaisuus, joka erottaa sen tavallisista piitasasuuntaajadiodeista.
Tyristoreiden pääasiallinen käyttö piireissä
Tavallisten tyristorien yksinkertaisin käyttötarkoitus on ohjattu tasasuuntaus. Tuttu dioditasasuuntauspiiri kuuluu ohjaamattomaan tasasuuntauspiiriin. Jos diodi vaihdetaan tyristoriin, voidaan muodostaa ohjattava tasasuuntauspiiri, invertteri, nopeudensäätö, moottorin heräte, kosketukseton kytkin ja automaattiohjaus. Nyt piirrän yksinkertaisimman yksivaiheisen puoliaaltoohjattavan tasasuuntauspiirin [Kuva 4(a)]. Sinimuotoisen AC-jännitteen U2 positiivisen puolijakson aikana, jos VS:n ohjausnapaan ei tule liipaisupulssia Ug, VS:ää ei voida silti kytkeä päälle. Vain kun U2 on positiivisessa puolijaksossa ja liipaisupulssi Ug syötetään ohjausnapaan, tyristori laukeaa johtamaan. Piirrä nyt sen aaltomuotokaavio [Kuva 4(c) ja (d)], josta voidaan nähdä, että vasta liipaisupulssin Ug saapuessa kuormassa RL on jännite UL (aaltomuotokaavion varjostettu osa) . Jos Ug saapuu aikaisin, tyristori käynnistyy aikaisin; jos Ug saapuu myöhässä, tyristori käynnistyy myöhemmin. Muuttamalla liipaisupulssin Ug saapumisaikaa ohjauspylväässä voidaan säätää kuorman lähtöjännitteen keskiarvoa UL (varjostetun osan pinta-ala). Sähköteknisessä tekniikassa vaihtovirran puolijakso asetetaan usein 180 asteeseen, jota kutsutaan sähkökulmaksi. Tällä tavalla U2:n jokaisessa positiivisessa puolijaksossa sähköistä kulmaa, joka koetaan nolla-arvosta siihen hetkeen, jolloin liipaisupulssi saapuu, kutsutaan ohjauskulmaksi ; sähkökulmaa, jossa tyristori kytkeytyy päälle jokaisessa positiivisessa puolijaksossa, kutsutaan johtavuuskulmaksi θ. Ilmeisesti molempia ja θ käytetään edustamaan tyristorin käynnistys- tai estoaluetta myötäjännitteen puolijaksossa. Ohjauskulmaa tai johtavuuskulmaa 0 muuttamalla kuorman pulssin tasajännitteen keskiarvoa UL muutetaan ja ohjattava tasasuuntaus toteutuu.
