Tiristore e triac funzionano e dispositivo

Assolutamente qualsiasi tiristore può trovarsi in due stati stabili - Chiuso o aprire

Nello stato chiuso è in uno stato di bassa conduttività e quasi nessuna corrente scorre, nello stato aperto, al contrario, il semiconduttore sarà in uno stato di alta conduttività, la corrente lo attraversa praticamente senza resistenza

Possiamo dire che il tiristore è una chiave controllata da energia elettrica. Ma in realtà, il segnale di controllo può solo aprire il semiconduttore. Per bloccarlo, è necessario soddisfare le condizioni volte a ridurre la corrente diretta quasi a zero.

Strutturalmente, il tiristore è una sequenza di quattro strati p e n tipo che costituisce la struttura p-n-p-n e collegati in serie.

Viene chiamata una delle aree estreme a cui è collegato il polo di potenza positivo anodo, tipo p
L'altro, a cui è collegato il polo negativo della tensione, è chiamato catodo, – tipo n
Elettrodo di controllo collegato agli strati interni.

Per comprendere il funzionamento del tiristore, consideriamo diversi casi, il primo: la tensione non viene applicata all'elettrodo di controllo, il tiristore è collegato secondo il circuito del dinistore: una tensione positiva viene fornita all'anodo e una tensione negativa al catodo, vedere la figura.

In questo caso, la giunzione p-n del collettore del tiristore è nello stato chiuso e l'emettitore è aperto. Le giunzioni aperte hanno una resistenza molto bassa, quindi quasi tutta la tensione dell'alimentatore viene applicata alla giunzione del collettore, a causa dell'elevata resistenza di cui la corrente che scorre attraverso il dispositivo a semiconduttore è molto bassa.

Sul grafico CVC, questo stato è rilevante per l'area contrassegnata da un numero 1 .

Con un aumento del livello di tensione, fino a un certo punto, la corrente del tiristore quasi non aumenta. Ma raggiungere un livello critico condizionale - tensione di accensione Avanti, nel dinistor compaiono fattori in cui inizia un forte aumento dei portatori di carica libera nella giunzione del collettore, che si consuma quasi immediatamente natura da valanga. Di conseguenza, si verifica un guasto elettrico reversibile (punto 2 nella figura mostrata). A p- area della giunzione del collettore, appare una zona in eccesso di cariche positive accumulate, in n-regione, al contrario, c'è un accumulo di elettroni. Un aumento della concentrazione di portatori di carica libera porta a una caduta della barriera potenziale in tutte e tre le giunzioni e l'iniezione di portatori di carica inizia attraverso le giunzioni di emettitore. Il carattere valanga aumenta ancora di più e porta alla commutazione della giunzione del collettore nello stato aperto. Allo stesso tempo, la corrente aumenta in tutte le aree del semiconduttore, provocando una caduta di tensione tra il catodo e l'anodo, mostrato nel grafico sopra come un segmento contrassegnato dal numero tre. A questo punto, il dinistor ha una resistenza differenziale negativa. Sulla resistenza R n la tensione aumenta e il semiconduttore commuta.

Dopo aver aperto la giunzione del collettore, la caratteristica I–V del dinistor diventa la stessa del ramo diritto - segmento n. 4. Dopo aver commutato il dispositivo a semiconduttore, la tensione scende al livello di un volt. In futuro, un aumento del livello di tensione o una diminuzione della resistenza comporterà un aumento della corrente di uscita, uno a uno, nonché il funzionamento del diodo quando viene acceso direttamente. Se il livello della tensione di alimentazione viene ridotto, l'elevata resistenza della giunzione del collettore viene ripristinata quasi istantaneamente, il dinistor si chiude, la corrente cala bruscamente.

Tensione di accensione Avanti, può essere regolato introducendo in uno qualsiasi degli strati intermedi, accanto alla giunzione del collettore, portatori di carica minori per esso.

A questo scopo, uno speciale elettrodo di controllo, alimentato da una sorgente aggiuntiva, da cui segue la tensione di controllo - Controllo U. Come si vede chiaramente dal grafico, all'aumentare del controllo U, la tensione di accensione diminuisce.

Principali caratteristiche dei tiristori

Avanti tensione di accensione - ad esso, il tiristore passa allo stato aperto
Uo6p.max- una tensione inversa ripetitiva pulsata durante la quale si verifica un guasto elettrico della giunzione p-n. Per molti tiristori, l'espressione sarà vera U o6p.max . = U acceso
Imax- il valore massimo di corrente ammissibile
io mer- valore medio della corrente del periodo Unnp- caduta di tensione continua a tiristore aperto
Io6p.max- invertire la corrente massima che inizia a fluire quando applicata Uo6p.max, a causa del movimento di vettori di carica minori
tengo corrente di mantenimento - il valore della corrente anodica a cui è bloccato il tiristore
Pmax- massima potenza dissipata
t spento- tempo di spegnimento necessario per spegnere il tiristore

Tiristori bloccabili- ha un classico quattro strati p-n-p-n struttura, ma allo stesso tempo ha una serie di caratteristiche di progettazione che forniscono funzionalità come la completa controllabilità. A causa di questa azione dell'elettrodo di controllo, i tiristori bloccabili possono passare non solo allo stato aperto da chiuso, ma anche da aperto a chiuso. Per fare ciò, viene applicata una tensione all'elettrodo di controllo, opposta a quella che il tiristore apre in precedenza. Per bloccare il tiristore sull'elettrodo di controllo, segue un impulso di corrente negativa potente, ma di breve durata. Quando si utilizzano tiristori bloccabili, va ricordato che i loro valori limite sono inferiori del 30% rispetto a quelli convenzionali. Nell'ingegneria dei circuiti, i tiristori bloccabili vengono utilizzati attivamente come interruttori elettronici nella tecnologia dei convertitori e degli impulsi.

A differenza dei loro parenti a quattro strati - i tiristori, hanno una struttura a cinque strati.

Grazie a questa struttura a semiconduttore, sono in grado di far passare la corrente in entrambe le direzioni, sia dal catodo all'anodo, sia dall'anodo al catodo, e la tensione di entrambe le polarità viene applicata all'elettrodo di controllo. A causa di questa proprietà, la caratteristica corrente-tensione del triac ha una forma simmetrica in entrambi gli assi coordinati. Puoi conoscere il funzionamento del triac dal video tutorial al link sottostante.

Il principio di funzionamento del triac

Se un tiristore standard ha un anodo e un catodo, gli elettrodi triac non possono essere descritti in questo modo, perché ogni elettrodo d'angolo è sia un anodo che un catodo allo stesso tempo. Pertanto, il triac è in grado di far passare la corrente in entrambe le direzioni. Ecco perché funziona benissimo nei circuiti AC.

Un circuito molto semplice che spiega il principio di un triac è un regolatore di potenza del triac.

Dopo aver applicato la tensione a una delle uscite del triac, viene fornita una tensione alternata. Una tensione di controllo negativa viene fornita all'elettrodo che controlla il ponte a diodi. Al superamento della soglia di accensione il triac si sblocca e la corrente fluisce nel carico collegato. Nel momento in cui la polarità della tensione all'ingresso del triac cambia, è bloccato. Quindi l'algoritmo viene ripetuto.

Maggiore è il livello di tensione di controllo, più velocemente si attiva il triac e aumenta la durata dell'impulso al carico. Con una diminuzione del livello di tensione di controllo, diminuisce anche la durata degli impulsi sul carico. All'uscita del regolatore triac, la tensione sarà a dente di sega con durata dell'impulso regolabile. Pertanto, regolando la tensione di controllo, possiamo modificare la luminosità di una lampadina a incandescenza o la temperatura di una punta di saldatore collegata come carico.

Quindi il triac è controllato sia dalla tensione negativa che positiva. Evidenziamo i suoi pro e contro.

Pro: basso costo, lunga durata, assenza di contatti e, di conseguenza, assenza di scintille e vibrazioni.
Contro: abbastanza sensibile al surriscaldamento e solitamente viene montato su un radiatore. Non funziona alle alte frequenze, in quanto non ha il tempo di passare da aperto a chiuso. Risponde alle interferenze esterne che causano falsi allarmi.

Va anche menzionato le caratteristiche del montaggio di triac nella moderna tecnologia elettronica.

A bassi carichi o se al suo interno scorrono brevi correnti pulsate, l'installazione di triac può essere eseguita senza dissipatore di calore. In tutti gli altri casi la sua presenza è strettamente richiesta.
Il tiristore può essere fissato al dissipatore di calore con una clip di montaggio o una vite
Per ridurre la possibilità di falsi allarmi dovuti al rumore, la lunghezza dei cavi deve essere ridotta al minimo. Si consiglia di utilizzare un cavo schermato o un doppino intrecciato per il collegamento.

Oppure gli optotiristori sono semiconduttori specializzati, la cui caratteristica progettuale è la presenza di una fotocellula, che è un elettrodo di controllo.

Un tipo moderno e promettente di triac è l'optosimistor. Invece di un elettrodo di controllo, è presente un LED nell'alloggiamento e il controllo viene effettuato modificando la tensione di alimentazione sul LED. Quando si verifica un leggero flusso di retroalimentazione, la fotocellula porta il tiristore in posizione aperta. La funzione più basilare in un opto-triac è che vi sia un completo isolamento galvanico tra il circuito di controllo e il circuito di alimentazione. Questo crea un livello e un'affidabilità semplicemente eccellenti del design.

Tasti di accensione. Uno dei punti principali che influenzano la domanda di tali circuiti è la bassa potenza che un tiristore può dissipare nei circuiti di commutazione. Nello stato bloccato, l'energia praticamente non viene consumata, perché la corrente è vicina a valori zero. E nello stato aperto, la dissipazione di potenza è bassa a causa dei bassi valori di tensione.

Dispositivi di soglia- implementano la proprietà principale dei tiristori - di aprire quando la tensione raggiunge il livello desiderato. Viene utilizzato nei controller di potenza di fase e negli oscillatori di rilassamento.

Per interruzione e on-off vengono utilizzati i tiristori. È vero, in questo caso, gli schemi necessitano di un perfezionamento.

Dispositivi sperimentali- utilizzano la proprietà del tiristore di avere una resistenza negativa, essendo nel modo transitorio

Il principio di funzionamento e le proprietà del dinistor, circuiti sui dinistor

Un dinistor è un tipo di diodo a semiconduttore appartenente alla classe dei tiristori. Il dinistor è costituito da quattro regioni di diversa conduttività e ha tre giunzioni p-n. In elettronica ha trovato un impiego piuttosto limitato, passeggiando si può ritrovare nei progetti di lampade a risparmio energetico per la base E14 ed E27, dove trova impiego nei circuiti di avviamento. Inoltre, si imbatte in reattori di lampade fluorescenti.