Linh kiện điện tử tiristor (SCR)

1.2. Tiristor (SCR) 1. Nguyªn lÝ cÊu t¹o 2. §Æc tÝnh, th«ng sè 3. KÕt cÊu 4. Më tiristor 5. Khãa tiristor 6. KiÓm tra 1. Nguyên lí cấu tạo Cấu tạo từ bốn chất bán dẫn đặt liên tiếp nhau. Nếu đặt điện áp ngoài vào trong các tiếp giáp trên có một tiếp giáp ng ợc U AK >0 có J 2 ng ợc U AK <0 có J 1 , J 3 ng ợc Cả hai tr ờng hợp này đều không dòng điện. Muốn có dòng điện chạy qua pn cần có dòng điện điều khiển (xoá đi một cặp bán dân nào đó) Cấu tạo p - n của tiristor A J 1 J 2 J 3 K p 1 n 1 p 2 n 2 Nguyên lí làm việc loại điều khiển từ anod Đ a thêm một cực G (gate) vào n 1 Khi có điện tr ờng U AK >0, có dòng điện i AG cặp bán dẫn p 1 , n 1 thành dây dẫn, khi đó A coi nh đ ợc đặt trực tiếp vào p 2 , khi đó xuất hiện dòng i AK Khi đã có dòng i AK , dòng điều khiển không còn ý nghĩa nữa. Các chất bán dẫn p,n chỉ trở về trạng thái ban đầu khi ng ng dòng điện K p 1 p 2 n 1 n 2 A G a) J 1 J 2 J 3 i AG i AK Nguyên lí làm việc loại điều khiển từ Katod Đ a thêm một cực G (gate) vào p 2 Khi có điện tr ờng U AK >0, có dòng điện i GK cặp bán dẫn p 2 , n 2 thành dây dẫn, khi đó K coi nh đ ợc đặt trực tiếp vào n 1 , khi đó xuất hiện dòng i AK Khi đã có dòng i AK , dòng điều khiển không còn ý nghĩa nữa. Các chất bán dẫn p,n chỉ trở về trạng thái ban đầu khi ng ng dòng điện A K G p 2 p 1 n 1 n 2 b) T 1 T 2 K p 1 p 2 n 1 n 2 A G J 1 J 2 J 3 i GK i AK a) c) + _ + 2. Đặc tính và thông số Đặc tính có dạng nh hình bên Thông số: Có các thông số nh diod đã nói ở trên Các thông số riêng của tiristor I TG dòng điện tự giữ; t m , t k thời gian mở, khóa tiristor, t CM = t m + t K U đk , i đk - điện áp và dòng điện điều khiển dU/dt, di/dt - giới hạn tốc độ biến thiên điện áp và dòng điện + _ U I + _ 1 3 4 2 I G3 >I G2 >I G1 > 0 U BO U N U AK I TG So sánh tiristor với các linh kiện bán dẫn công suất khác Ưu điển chính của tiristor là có mật độ dòng điện cao, tổn hao nhỏ Nh ợc điểm: tốc độ chuyển mạch chậm, tần số làm việc thấp 3. KÕt cÊu §Æc ®iÓm kÕt cÊu c¬ b¶n cña tiristor lµ dÉn nhiÖt ra ngoµi nhanh nhÊt. KÕt cÊu tiristor cã d¹ng nh h×nh T3 4. Mở tiristor Định nghĩa việc mở tiristor là chuyển nó từ trạng thái không dòng điện sang trạng thái có dòng điện. Điều kiện có dòng điện chạy qua tiristor Muốn có dòng điện chạy qua tiristor phải đáp ứng hai điều kiện: Có điện áp U AK >0; Có dòng điện điều khiển i GK 0 Trong mạch điện một chiều, tiristor đ ợc mở dễ dàng, còn trong mạch xoay chiều việc mở tiristor phức tạp hơn do điện áp và dòng điện thừơng xuyên đổi chiều Một số sơ đồ mở tiristor trong mạch xoay chiều MĐK U 1 U 1 U 1 Mở tiristor bằng điện áp anod Mở tiristor bằng nguồn phụ Điều khiển bằng mạch ĐK K K U p a) b) c) U,i U,i U,i t t t 5. Khoá tiristor Định nghĩa việc khoá tiristor là chuyển từ trạng thái có dòng điện về trạng thái không dòng điện (hay pn trở về trạng thái ban đầu) Điều kiện để khoá tiristor là phải đ a dòng điện chạy qua nó về 0 Có thể hiểu về điều kiện này là đặt một điện áp ng ợc trực tiếp trên hai đầu U AK <0, tiristor đ ợc khoá. Việc đặt điện áp ng ợc nh thế không phải khi nào cũng thuận tiện, do đó có một số cách khoá nh sau: [...]...Một số sơ đồ khoá tiristor trong mạch một chiều Trong mạch điện xoay chiều tiristor tự khoá do dòng điện tự động đổi chiều theo điện áp, khi dòng điện bằng 0 tiristor tự khoá Một số sơ đồ khoá tiristor trong mạch một chiều IT IN a) Hở mạch dòng điện b) Ngắn mạch c) Tạo dòng chạy ngợc tiristor tiristor với IT +IN=0 Một số sơ đồ mạch khoá tiristor bằng mạch điện phụ + U1 L T1 L T1 T1 C... năng Để thang điện trở đo lớn nhất: A với K (đổi đầu que đo) có điện trở A với G (đổi đầu que đo) có điện trở K với G (đổi đầu que đo) có điện trở (5 - 20) Đợc nh thế này có thể mắc tiristor vào mạch Bớc 2 Kiểm tra điều khiển Dùng các mạch a, b ở mục 4 để kiểm tra tiristor Ví dụ mạch kiểm tra Tiristor đợc mắc vào lới điện xoay chiều nh các hình vẽ dới Điều kiện đợc phép mắc tiristor vào... khoá K hở tiristor khoá đèn không sáng Khi khoá K đóng tiristor dẫn đèn sáng 1/4 công suất U~ K Đ U~ K Up Đ 7 Diod Shockley (cùng họ đặc tính còn có SUS SiliconUnilateral Switch) Diod Shockley có cấu tạo bốn chất bán dẫn nh tiristor nhng không có cổng điều khiển Ngời ta chế tạo linh kiện này có đỉnh đặc tính phi tuyến ở góc phần t thứ nhất nhỏ Linh kiện này giống diod ổn áp là chúng cho dòng điện chạy... nhng không có cổng điều khiển Ngời ta chế tạo linh kiện này có đỉnh đặc tính phi tuyến ở góc phần t thứ nhất nhỏ Linh kiện này giống diod ổn áp là chúng cho dòng điện chạy qua khi điện áp vợt một ngỡng nào đó Khi có dòng điện chạy qua rồi, diod shockley có sụt áp bằng 0 J2 J1 A p1 n1 I J3 p2 n2 + K UN + - - U UBO . 1.2. Tiristor (SCR) 1. Nguyªn lÝ cÊu t¹o 2. §Æc tÝnh, th«ng sè 3. KÕt cÊu 4. Më tiristor 5. Khãa tiristor 6. KiÓm tra 1. Nguyên lí cấu tạo Cấu tạo. KÕt cÊu §Æc ®iÓm kÕt cÊu c¬ b¶n cña tiristor lµ dÉn nhiÖt ra ngoµi nhanh nhÊt. KÕt cÊu tiristor cã d¹ng nh h×nh T3 4. Mở tiristor Định nghĩa việc mở tiristor là chuyển nó từ trạng thái. chiều việc mở tiristor phức tạp hơn do điện áp và dòng điện thừơng xuyên đổi chiều Một số sơ đồ mở tiristor trong mạch xoay chiều MĐK U 1 U 1 U 1 Mở tiristor bằng điện áp anod Mở tiristor bằng