Temat: Tyrystor i triak.

Temat: Tyrystor i triak.
Tyrystor jest to półprzewodnikowy element który składa się z 4 warstw w
układzie P – N – P – N. Jest on wyposażony w 3 elektrody, z których dwie są
przyłączone do warstw skrajnych, a trzecia do jednej z warstw środkowych.
Dwie skrajne warstwy są spolaryzowane w kierunku przewodzenia.Pierwsza
warstwa P jest anodą a ostatnia N katodą. Druga warstwa P (środkowa) jest
warstwą sterującą, zwaną bramką (G ang. gate – bramka) i spolaryzowana w
kierunku zaporowym.
Tyrystor przewodzi napięcie w kierunku od anody do katody. Jeżeli anoda
ma dodatnie napięcie względem katody, to złącza skrajne typu p-n są
spolaryzowane w kierunku przewodzenia, a złącze środkowe typu n-p są w
kierunku zaporowym. Dopóki do bramki nie doprowadzi się napięcia, dopóty
tyrystor praktycznie wcale nie przewodzi prądu. Doprowadzenie do bramki
napięcia dodatniego względem katody spowoduje przepływ prądu bramkowego
i właściwości zaporowe złącza środkowego
zanikają w ciągu kilku
mikrosekund; moment ten nazywany jest czasami
"zapłonem" tyrystora
(określenie to pochodzi z czasów, kiedy funkcję tyrystorów pełniły lampy
elektronowe - gazotrony, w których przewodzenie objawiało się świeceniem
zjonizowanego gazu.
Załączenie tyrystora jest to przejście ze stanu blokowania w stan
przewodzenia, możliwe jest po przekroczeniu danej wartości prądu i napięcia
anodowego.
Ze względu na załączanie tyrystora jedną z ważniejszych charakterystyk
jest charakterystyka przełączania prądem bramki. Tą charakterystykę obrazuje
się w postaci zamkniętej powierzchni, ograniczonej skrajnymi przebiegami dla
danego typu
tyrystorów. Powierzchnia ta obejmuje wszystkie egzemplarze
danego typu tyrystora.
1.
Obszar nieprzełączania – obszar który zawiera takie wartości
prądów i napięć bramkowych które nie spowodują przełączenia
któregokolwiek egzemplarza tyrystora danego typu.
2.
Obszar możliwych przełączeń – można w nim uzyskać
przełączenie wybranych egzemplarzy tyrystorów danego typu.
Obszar ten jest ograniczany napięciem przełączającym bramki
UGT i prądem przełączającym bramki IGT.
3.
Obszar pewnych przełączeń – wyznacza wartości prądów i napięć
bramkowych, które gwarantują przełączenie ze stanu blokowania
do przewodzenia wszystkich egzemplarzy tyrystorów danego
typu.
4.
Obszar możliwych uszkodzeń obwodu bramkowego – znajduje
się poza krzywą dopuszczalnej wartości strat mocy w bramce.
Zaletami tyrystorów jest niewielka masa i małe rozmiary. Również
posiadają dużą odporność na wstrząsy. Mogą pracować w temperaturach –65 do
+125 stopni Celsjusza. Wadą jest ich jednokierunkowe przewodzenie (oprócz
tyrystora dwukierunkowego- triaka).
Charakterystyka prądowo - napięciowa:
Zastosowanie tyrystorów:
Tyrystory mają zastosowanie w wielu dziedzinach. Jako sterowniki prądu
stałego są stosowane w stabilizatorach napięcia stałego i w automatyce silników
prądu stałego. Jako sterowniki prądu przemiennego – w automatyce silników
indukcyjnych i w technice oświetleniowej. Jako łączniki i przerywacze prądu
stałego i przemiennego – w automatyce napędu elektrycznego, układach
stabilizacji napięcia i w technice zabezpieczeń. Jako
przemienniki
częstotliwości oraz jako układy impulsowe – w generatorach odchylenia
strumienia elektronowego w kineskopach telewizorów kolorowych, w
urządzeniach zapłonowych silników spalinowych – w automatyce silników
indukcyjnych, technice ultradźwięków.
Odmiany tyrystorów
•
Tyrystor triodowy blokujący wstecznie
•
Tyrystor triodowy przewodzący wstecznie
•
Tyrystor asymetryczny
•
Fototyrystor
•
Tyrystor wyłączalny prądem bramki
•
Tyrystor elektrostatyczny
•
Tyrystor sterowany
•
Tyrystor dwukierunkowy – triak
Parametry wybranych tyrystorów mocy
Tyrystory specjalne:
Diak-pięciowarstwowy element ,mogący przewodzić prąd w obydwu
kierunkach. Stosowany jest w układach zabezpieczających. Załącza się go
podobnie jak dynistor.
Dynistor-tyrystor załączany napięciem bez wyprowadzonej bramki.
Triak-tyrystor dwukierunkowy. Stosuje się go sterownikach i układach
zabezpieczeń.
Tyrystor GTO - tyrystor wyłączalny prądem bramki. Jego konstrukcja
umożliwiająca wyłączanie w dużym stopniu pogarsza wytrzymałość napięciową
w stanie zaworowym. Jest stosowany w układach wielkiej mocy przy
częstotliwościach większych niż inne tyrystory-do 2kHz.
Triak jest to tyrystor ,który ma możliwość przewodzenia prądu w obu
kierunkach(tyrystor dwukierunkowy). Triaki można załączać przy ujemnym jak
i dodatnim napięciu anoda – katoda. Triaki bardzo dobrze zastępują tyrystory i
znacznie umożliwiają uproszczenie układów sterujących.
Uproszczona struktura blokowa, oraz charakterystyka prądowonapięciowa:
Triak posiada charakterystykę prądowo-naopięciową, która jest symetryczna
względem początku układu. Efekt załączania triaka przy dodatnim jak i
ujemnym napięciu anodowym otrzymano poprzez wprowadzenie dodatkowej
warstwy półprzewodnikowej w strukturę tyrystora.
Bibliografia:
Chwaleba A.,Moeschke B .,Płoszajski G .,ELEKTRONIKA 5 WSiP
S.A.
Warszawa 1999.
Chochowski A., Podstawy elektrotechniki i elektroniki dla elektryków część 2 WSiP
2003.
www.wikipedia.pl