آشنایی با مفهوم تریستور (SCR)

آشنایی با مفهوم تریستور (SCR)





این قطعه (تریستور) به عنوان کلید به کار میرود. کلیدی که حرکت مکانیکی ندارد درنتیجه عمر آن طولانی تر است.
تریستور دارای 3 پایه به نام های آندa ، کاتدK و گیتg میباشد. پایه های آند و کاتد درواقع دوسر یک کلید هستند و پایه ی گیت هم نقش شستی کلید را دارد که با زدن آن جریان الکتریکی قطع و وصل میشود.
تریستور فقط از یک جهت میتواند جریان الکتریکی را هدایت کند، یعنی آند همیشه باید به طرف مثبت و کاتد به طرف منفی باشد.
باید به این نکته توجه کرد که اگر تریستور در ولتاژ AC به کار برده شود فقط نیم سیکل را عبور میدهد. این قطعه در واقع کلیدی است که فقط در جریان DC دقیقا مثل کلید معمولی عمل میکند و در جریان های AC مثل کلید معمولی عمل نمیکند.
اگر پایه ی گیت را با یک مقاومت یک لحظه به پایه ی آند وصل کنیم، تریستور مثل کلید بسته عمل میکند (روشن میشود) و بعد از جدا کردن پایه ی گیت از مقاومتی که طرف دیگر آن به آند خورده بود تریستور همچنان روشن خواهد ماند.
تریستور یک قطعه 4 لایه P-N – P-N است و دارای پایه ی سومی به نام گیت میباشد. یک تریستور، 2000V، 300A به طور نمونه دارای یک برش سیلیکونی به قطر 30mm و ضخامت 0.7mm است.
تریستور را در این شرایط میتوان به صورت اتصال سری 3 دیود درنظر گرفت که مانع هدایت جریان در هر دو جهت میشوند.
مشخصه بایاس معکوس تریستور :
مشخصه معکوس یعنی حالتی که کاتد مثبت است، تا زمانی که ولتاژ اعمال شده از ولتاژ شکست پیوند کنترل مرکزی بیشتر نشود، فقط جریان نشتی عبور خواهد کرد.
ولتاژهای شکست مستقیم و معکوس از نظر اندازه مساوی هستند. چون در حالت انسداد معکوس تقریبا همه ولتاژ روی پیوند P-N آند ظاهر میشود، پیوند P-N کاتد، در ولتاژی حدود 10V میشکند.
هنگامی در جهت مستقیم شکست اتفاق می افتد، جریان لایه مرکزی P توسط الکترون های کاتد خنثی میشود و قطعه مانند یک دیود در حال رسانایی عمل میکند که دارای دو پیوند با افت ولتاژ مستقیم دو برابر یک دیود است.
برای اینکه تریستور به حالت روشن رفته و در آن حالت باقی بماند، جریان آند باید به سطح جریان تثبیت کننده برسد و از جریان نگهدارنده کمتر نشود. معمولا جریان تثبیت کننده دو برابر جریان نگه دارنده است، اما هر دو جریان مقدار کمی دارند و کمتر از یک درصد مقدار نامی در بار کامل میباشند.
مشخصه بایاس مستقیم تریستور :
در حالت بایاس مستقیم (هنگامیکه آند مثبت است) تریستور را میتوان با تزریق جریان به گیت نسبت به کاتد منفی به حالت روشن برد.
خاموش کردن تریستور :
اگر پایه ی گیت منفی شود تریستور خاموش میشود. برای این کار میتوانیم یک پالس منفی به آن بدهیم اگر پایه ی گیت را با یک مقاومت به پایه ی کاتد وصل کنیم تریستور خاموش خواهد شد. درضمن تریستور حداقل جریانی دارد و اگر جریان از آن حداقل کمتر شود، آنگاه نیز تریستور خاموش میشود.
پس اگر تریستور را با دادن پالس مثبت به گیت آن روشن کردیم و سپس پایه ی گیت را جدا کردیم (به هیچ جا وصل نبود) تا زمانی که گیت را منفی نکردیم یا جریان عبوری از تریستور (آند-کاتد تریستور) از حداقل کمتر نشده تریستور خاموش نمیشود.
هشدار :
1- هیچگاه نباید ولتاژی که تریستور در آن کار میکندبیش از ولتاژ تعریف شده ی (آند – کاتد) باشد.
2- نباید بیش از جریان تعریف شده ی تریستور از آن جریان عبور داد.
3- جریان گیت نباید از حد مجاز بیشتر شود.
تشخیص پایه های تریستور :
گیت به کاتد در گرایش مستقیم راه میدهد و در گرایش معکوس راه نمیدهد و در حالت معمولی اند به کاتد راه نمی دهد. از همین روش برای تشخیص پایه های آن میتوان استفاده کرد. یعنی دنبال پایه ای میگردیم که مانند یک دیود در حالت گرایش مستقیم عمل کند.
در این حالت ترمینال قرمز مولتی متر کاتد و ترمینال مشکی G را نشان میدهد و پایه باقی مانده آند است.