كيف يختلف التيرستورات عن الثايرستور

الثايرستور هو مفتاح أشباه موصلات يتم التحكم فيه وله توصيل أحادي الاتجاه. في الحالة المفتوحة ، يتصرف مثل الصمام الثنائي ويختلف مبدأ التحكم في الثايرستور عن الترانزستور ، على الرغم من أن كلاهما له ثلاثة أطراف ولديهما القدرة على تضخيم التيار.

نواتج الثايرستور هو القطب الموجب والكاثود والتحكم.

الأنود والكاثود - هذه هي أقطاب الأنبوب المفرغ أو الصمام الثنائي شبه الموصّل. من الأفضل تذكرها من خلال صورة الصمام الثنائي على مخططات الدائرة. تخيل أن الإلكترونات تترك الكاثود في حزمة متباعدة على شكل مثلث وتصل إلى القطب الموجب ، فإن المخرج من أعلى المثلث هو الكاثود سالب الشحنة والمخرج المعاكس هو الأنود الموجب الشحنة.

من خلال تطبيق جهد معين على قطب التحكم بالنسبة للكاثود ، يمكن تحويل الثايرستور إلى حالة التوصيل. ولإغلاق الثايرستور مرة أخرى ، من الضروري جعل تيار التشغيل أقل من تيار عقد الثايرستور المحدد.

يتكون الثايرستور كمكون إلكتروني لأشباه الموصلات من أربع طبقات من أشباه الموصلات (السيليكون) p و n. في الشكل ، الطرف العلوي هو الأنود - المنطقة من النوع p ، الطرف السفلي هو القطب السالب - المنطقة من النوع n ، يتم إخراج قطب التحكم من الجانب - المنطقة من النوع p. الطرف السالب لـ يتم توصيل مصدر الطاقة بالكاثود ، والحمل متصل بدائرة الأنود ، التي يجب التحكم في طاقتها.

من خلال العمل على قطب التحكم بإشارة مدتها معينة ، من السهل جدًا التحكم في الحمل في دائرة التيار المتردد عن طريق فتح الثايرستور في مرحلة معينة من فترة الشبكة الجيبية ، ثم يغلق الثايرستور تلقائيًا عندما يكون الجيب الجيبي الحالية تقاطعات الصفر. هذه طريقة بسيطة وشائعة للغاية لتنظيم قوة الحمل النشط.

وفقًا للهيكل الداخلي للثايرستور ، في الحالة المغلقة ، يمكن تمثيله كسلسلة من ثلاثة ثنائيات متصلة في سلسلة ، كما هو موضح في الشكل. يمكن ملاحظة أنه في الحالة المغلقة ، لن تمر هذه الدائرة التيار في أي من الاتجاهين. نقدم الآن الثايرستور كدائرة مكافئة من الترانزستورات.

يمكن ملاحظة أن تيار القاعدة الكافي للترانزستور السفلي n-p-n سيؤدي إلى زيادة تيار المجمع الخاص به ، والذي يصبح على الفور التيار الأساسي للترانزستور p-n-p العلوي.

يتم الآن تشغيل ترانزستور pnp العلوي ويتم إضافة تيار المجمع الخاص به إلى التيار الأساسي للترانزستور السفلي ويتم تثبيته مفتوحًا بسبب ردود الفعل الإيجابية في هذه الدائرة. وإذا توقفت عن تطبيق الجهد على قطب التحكم الآن ، فستظل الحالة المفتوحة كذلك.

من أجل قفل هذه الدائرة ، سوف تحتاج بطريقة ما إلى مقاطعة تيار المجمع المشترك لهذه الترانزستورات. طرق الإغلاق المختلفة (الميكانيكية والإلكترونية) موضحة في الشكل.

ترياكعلى عكس الثايرستور ، يحتوي على ست طبقات من السيليكون وفي الحالة الموصلة فإنه يقوم بإجراء التيار ليس في اتجاه واحد ولكن في كلا الاتجاهين ، مثل مفتاح مغلق. وفقًا للدائرة المكافئة ، يمكن تمثيلها على أنها ثايرستور متصلان على التوازي ، ويبقى قطب التحكم واحدًا مشتركًا لاثنين. وبعد فتح التيرستورات للإغلاق ، يجب عكس قطبية الجهد لأطراف التشغيل أو يجب أن يصبح تيار التشغيل أقل من تيار عقد التيرستورات.

إذا تم تثبيت التيرستورات للتحكم في القدرة على حمل في دائرة تيار متردد أو تيار مستمر ، ثم اعتمادًا على قطبية التيار واتجاه تيار البوابة ، سيتم تفضيل طرق تحكم معينة لكل موقف. يمكن تمثيل جميع التوليفات الممكنة للأقطاب (لقطب التحكم ودائرة العمل) في شكل أربعة أرباع.

وتجدر الإشارة إلى أن الأرباع 1 و 3 تتوافق مع المخططات المعتادة للتحكم في قوة الحمل النشط في دارات التيار المتردد ، عندما يتزامن قطبي إلكترود التحكم والقطب الكهربي A2 في كل نصف دورة ، في مثل هذه الحالات ، يكون قطب التحكم من التيرستورات حساسة للغاية.

راجع أيضًا حول هذا الموضوع:مبادئ التحكم في الثايرستور والتيرستورات