- Thyristor khác với MOSFET như thế nào?
- Thyristor khác Transistor như thế nào?
- VI Đặc tính của Thyristor hoặc SCR
- Phương pháp kích hoạt SCR hoặc Thyristor
- Kích hoạt điện áp chuyển tiếp:
- Kích hoạt cổng:
- dv / dt Kích hoạt:
- Kích hoạt nhiệt độ:
- Kích hoạt ánh sáng:
Nói chung, Thyristor cũng là thiết bị chuyển mạch tương tự như transistor. Như chúng ta đã thảo luận, Bóng bán dẫn là thành phần điện tử nhỏ bé đã thay đổi thế giới, ngày nay chúng ta có thể tìm thấy chúng trong mọi thiết bị điện tử như TV, điện thoại di động, máy tính xách tay, máy tính, tai nghe, v.v. Chúng có thể thích nghi và linh hoạt, nhưng không có nghĩa là chúng có thể được sử dụng trong mọi ứng dụng, chúng ta có thể sử dụng chúng như thiết bị khuếch đại và chuyển mạch nhưng chúng không thể xử lý dòng điện cao hơn, cũng như một bóng bán dẫn yêu cầu dòng điện chuyển đổi liên tục. Vì vậy, đối với tất cả những vấn đề này và để khắc phục những vấn đề này chúng tôi sử dụng Thyristor.
Nói chung, SCR và Thyristor được sử dụng thay thế cho nhau nhưng SCR là một loại Thyristor. Thyristor bao gồm nhiều loại công tắc, một số trong số đó là SCR (Bộ chỉnh lưu điều khiển Silicon), GTO (Cổng TẮT), và IGBT (Transistor lưỡng cực được điều khiển bằng cổng cách điện) v.v… Nhưng SCR là thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất, vì vậy từ Thyristor trở thành đồng nghĩa với SCR. Đơn giản, SCR là một loại Thyristor .
SCR hay Thyristor là một thiết bị chuyển mạch bán dẫn bốn lớp, ba điểm nối. Nó có ba cực dương, cực âm và cổng. Thyristor cũng là một thiết bị một chiều giống như một diode, có nghĩa là nó chỉ cho dòng điện chạy theo một hướng. Nó bao gồm ba điểm nối PN nối tiếp vì nó có bốn lớp. Thiết bị đầu cuối cổng được sử dụng để kích hoạt SCR bằng cách cung cấp điện áp nhỏ cho đầu cuối này, mà chúng tôi còn gọi là phương pháp kích hoạt cổng để BẬT SCR.
Thyristor khác với MOSFET như thế nào?
Thyristor và MOSFET đều là công tắc điện và được sử dụng phổ biến nhất. Sự khác biệt cơ bản giữa cả hai loại công tắc MOSFET là thiết bị điều khiển điện áp và chỉ có thể chuyển đổi dòng điện một chiều trong khi công tắc Thyristor là thiết bị điều khiển dòng điện và có thể chuyển đổi cả dòng điện DC và AC.
Có một số khác biệt nữa giữa Thyristor và MOSFET được đưa ra dưới đây trong bảng:
| Bất động sản | Thyristor | MOSFET |
| Chạy trốn nhiệt | Đúng | Không |
| Nhạy cảm với nhiệt độ | ít hơn | cao |
| Kiểu | Thiết bị dòng điện cao áp cao | Thiết bị trung thế cao áp |
|
Đang Tắt |
Cần có mạch chuyển mạch riêng |
Không yêu cầu |
|
Bật lên |
Yêu cầu xung đơn |
Không cần cung cấp liên tục ngoại trừ trong quá trình Bật và Tắt |
|
Chuyển đổi tốc độ |
Thấp |
cao |
|
Trở kháng đầu vào điện trở |
Thấp |
cao |
|
Kiểm soát |
Thiết bị được kiểm soát hiện tại |
Thiết bị điều khiển điện áp |
Thyristor khác Transistor như thế nào?
Thyristor và Transistor đều là công tắc điện nhưng khả năng xử lý công suất của Thyristor hơn transistor rất nhiều. Do Thyristor có định mức cao, tính bằng kilowatt, trong khi công suất của tranzito tính bằng watt. Thyristor được coi là một cặp bóng bán dẫn khép kín trong phân tích. Sự khác biệt chính giữa transistor và Thyristor là, Transistor cần nguồn cung cấp chuyển mạch liên tục để luôn BẬT nhưng trong trường hợp Thyristor chúng ta cần kích hoạt nó một lần duy nhất và nó vẫn BẬT. Đối với các ứng dụng như mạch cảnh báo cần kích hoạt một lần và BẬT mãi mãi, không thể sử dụng bóng bán dẫn. Vì vậy, để khắc phục những vấn đề này chúng ta sử dụng Thyristor.
Có một số điểm khác biệt giữa Thyristor và Transistor được đưa ra dưới đây trong bảng:
|
Bất động sản |
Thyristor |
Bóng bán dẫn |
|
Lớp |
Bốn lớp |
Ba lớp |
|
Thiết bị đầu cuối |
Cực dương, cực âm và cổng |
Bộ phát, bộ thu và đế |
|
Hoạt động quá điện áp và dòng điện |
Cao hơn |
Thấp hơn thyristor |
|
Bật lên |
Chỉ cần một xung cổng để BẬT |
Cung cấp liên tục bắt buộc của dòng điều khiển |
|
Mất điện bên trong |
Thấp hơn bóng bán dẫn |
cao hơn |
VI Đặc tính của Thyristor hoặc SCR
Mạch cơ bản để có được các đặc tính VI của Thyristor được đưa ra dưới đây, cực dương và cực âm của Thyristor được kết nối với nguồn cung cấp chính thông qua tải. Cổng và cực âm của Thyristor được cấp từ nguồn Es, được sử dụng để cung cấp dòng điện từ cổng đến cực âm.
Theo sơ đồ đặc tính, có ba chế độ cơ bản của SCR: chế độ chặn ngược, chế độ chặn thuận và chế độ dẫn thuận.
Chế độ chặn ngược:
Ở chế độ này, cực âm được tạo dương so với cực dương có công tắc S mở. Giao lộ J1 và J3 được phân cực ngược và J2 được phân cực thuận. Khi điện áp ngược đặt trên Thyristor (phải nhỏ hơn V BR), thiết bị cung cấp trở kháng cao theo hướng ngược lại. Do đó, Thyristor coi như công tắc mở ở chế độ chặn ngược. V BR là điện áp đánh thủng ngược nơi xảy ra tuyết lở, nếu điện áp vượt quá V BR có thể gây hư hỏng Thyristor.
Chế độ chặn chuyển tiếp:
Khi cực dương được tạo dương đối với cực âm, với công tắc cổng mở. Thyristor được cho là phân cực thuận, điểm nối J1 và J3 được phân cực thuận và J2 được phân cực ngược như bạn có thể thấy trong hình. Trong chế độ này, một dòng điện nhỏ chạy qua được gọi là dòng rò chuyển tiếp, vì dòng rò chuyển tiếp nhỏ và không đủ để kích hoạt SCR. Do đó, SCR được coi là công tắc mở ngay cả trong chế độ chặn chuyển tiếp.
Chế độ dẫn chuyển tiếp:
Khi điện áp chuyển tiếp tăng lên mà mạch cổng vẫn mở, tuyết lở xảy ra ở đường giao nhau J2 và SCR đi vào chế độ dẫn. Chúng ta có thể BẬT SCR bất cứ lúc nào bằng cách tạo xung cổng dương giữa cổng và cực âm hoặc bằng điện áp ngắt thuận qua cực dương và cực âm của Thyristor.
Phương pháp kích hoạt SCR hoặc Thyristor
Có nhiều phương pháp để kích hoạt SCR như:
- Kích hoạt điện áp chuyển tiếp
- Kích hoạt cổng
- kích hoạt dv / dt
- Kích hoạt nhiệt độ
- Kích hoạt ánh sáng
Kích hoạt điện áp chuyển tiếp:
Bằng cách đặt điện áp thuận giữa anốt và catốt, với việc giữ cho mạch cổng mở, mối nối J2 được phân cực ngược. Kết quả là, sự hình thành lớp suy giảm xảy ra trên J2. Khi điện áp phía trước tăng lên, một giai đoạn xảy ra khi lớp cạn kiệt biến mất và J2 được cho là có Sự cố tuyết lở. Do đó, Thyristor ở trạng thái dẫn. Điện áp tại đó tuyết lở xảy ra được gọi là điện áp ngắt chuyển tiếp V BO.
Kích hoạt cổng:
Đây là một trong những cách phổ biến nhất, đáng tin cậy và hiệu quả để BẬT Thyristor hoặc SCR. Trong kích hoạt cổng, để BẬT SCR, một điện áp dương được áp dụng giữa cổng và cực âm, làm phát sinh dòng điện cổng và điện tích được đưa vào lớp P bên trong và xảy ra sự phân cắt thuận. Khi dòng điện cổng cao hơn sẽ làm giảm điện áp chuyển tiếp.
Như trong hình có ba điểm nối trong SCR,. Bằng cách sử dụng phương pháp kích hoạt cổng, khi xung cổng được áp dụng đường giao nhau J2 bị đứt, đường giao nhau J1 và J2 được phân cực thuận hoặc SCR ở trạng thái dẫn. Do đó, nó cho phép dòng điện chạy qua cực dương đến cực âm.
Theo mô hình hai bóng bán dẫn, khi cực dương được tạo ra dương đối với cực âm. Dòng điện sẽ không chạy qua cực dương đến cực âm cho đến khi chân cổng được kích hoạt. Khi dòng điện chạy vào chân cổng, nó sẽ BẬT bóng bán dẫn dưới. Khi bóng bán dẫn thấp hơn dẫn điện, nó BẬT bóng bán dẫn trên. Đây là một loại phản hồi tích cực bên trong, do đó, bằng cách cung cấp xung tại cổng một thời gian, làm cho Thyristor ở trạng thái BẬT. Khi cả hai bóng bán dẫn BẬT dòng điện bắt đầu dẫn qua cực dương đến cực âm. Trạng thái này được gọi là dẫn chuyển tiếp và đây là cách một bóng bán dẫn “chốt” hoặc ở trạng thái BẬT vĩnh viễn. Vì vậy, để TẮT bạn phải thực hiện chuyển mạch TẮT.
dv / dt Kích hoạt:
Trong đường giao nhau phân cực ngược J2 có được đặc tính giống như tụ điện vì sự hiện diện của điện tích trên đường giao nhau, có nghĩa là đường giao nhau J2 hoạt động giống như một điện dung. Nếu điện áp thuận được đặt vào đột ngột, dòng điện nạp qua tụ điện có điện dung Cj dẫn đến BẬT SCR.
Dòng sạc i C được cho bởi;
i C = dQ / dt = d (Cj * Va) / dt (trong đó, Va là điện áp thuận xuất hiện qua đường giao nhau J2) i C = (Cj * dVa / dt) + (Va * dCj / dt) khi điện dung của đường giao nhau là gần như không đổi, dCj / dt bằng 0, thì i C = Cj dVa / dt
Do đó, nếu tốc độ tăng của điện áp thuận dVa / dt cao thì dòng nạp i C sẽ nhiều hơn. Ở đây, dòng sạc đóng vai trò là dòng cổng để Bật SCR thậm chí tín hiệu cổng bằng không.
Kích hoạt nhiệt độ:
Khi Thyristor ở chế độ chặn thuận, hầu hết điện áp đặt vào tụ qua đường giao nhau J2, điện áp này kết hợp với một số dòng điện rò. Làm tăng nhiệt độ của tiếp giáp J2. Vì vậy, với sự gia tăng nhiệt độ, lớp cạn kiệt giảm và ở một số nhiệt độ cao (trong giới hạn an toàn), lớp cạn kiệt bị phá vỡ và SCR chuyển sang trạng thái BẬT.
Kích hoạt ánh sáng:
Để kích hoạt SCR với ánh sáng, một hốc (hoặc rỗng) được làm lớp p bên trong như thể hiện trong hình bên dưới. Chùm ánh sáng có bước sóng cụ thể được dẫn hướng bởi các sợi quang học để chiếu xạ. Khi cường độ ánh sáng vượt quá một giá trị nhất định, SCR sẽ BẬT. Loại SCR này được gọi là SCR kích hoạt nhẹ (LASCR). Đôi khi, các SCR này được kích hoạt bằng cách kết hợp cả nguồn sáng và tín hiệu cổng. Cần có dòng điện cổng cao và cường độ ánh sáng thấp hơn để BẬT SCR.
LASCR hoặc SCR được kích hoạt bằng ánh sáng được sử dụng trong hệ thống truyền dẫn HVDC (Dòng điện một chiều cao áp).
