Diagrama estructural del tiristor. tiristores. Dispositivo, principio de funcionamiento, característica corriente-tensión. Tipos de tiristores y sus propiedades especiales.

Un tiristor es un dispositivo semiconductor diseñado para actuar como una llave. Tiene tres electrodos y una estructura p-n-p-n de cuatro capas semiconductoras. Los electrodos se denominan ánodo, cátodo y electrodo de control. La estructura p-n-p-n es funcionalmente similar a una resistencia no lineal, que es capaz de tomar dos estados:

• con muy alta resistencia, apagado;
• con muy poca resistencia.

Tipos

En el tiristor incluido, se mantiene un voltaje de aproximadamente uno o varios voltios, que aumenta ligeramente con el aumento de la corriente que fluye a través de él. Dependiendo del tipo de corriente y voltaje aplicado a un circuito eléctrico con un tiristor, se utiliza una de las tres variedades modernas de estos dispositivos semiconductores. Trabajo en corriente continua:

• trinistores incluidos;
• tres tipos de tiristores bloqueables, denominados

Los triacs funcionan con corriente alterna y continua. Todos estos tiristores contienen un electrodo de control y otros dos electrodos a través de los cuales fluye la corriente de carga. Para los trinistores y tiristores bloqueables, estos son el ánodo y el cátodo; para los triacs, el nombre de estos electrodos se debe a la correcta determinación de las propiedades de la señal de control aplicada al electrodo de control.

La presencia de una estructura p-n-p-n en el tiristor permite dividirlo condicionalmente en dos regiones, cada una de las cuales es un transistor bipolar de la conductividad correspondiente. Así, estos transistores interconectados son el equivalente a un tiristor, que es el circuito de la imagen de la izquierda. Los trinistores fueron los primeros en aparecer en el mercado.

Propiedades y características

De hecho, este es un análogo de un relé de autobloqueo con un contacto normalmente abierto, cuyo papel lo desempeña una estructura semiconductora ubicada entre el ánodo y el cátodo. La diferencia con un relé es que para este dispositivo semiconductor se pueden aplicar varios métodos de encendido y apagado. Todos estos métodos se explican por el equivalente de transistor del trinistor.

Dos transistores equivalentes están cubiertos por retroalimentación positiva. Amplifica en gran medida cualquier cambio actual en sus uniones de semiconductores. Por lo tanto, existen varios tipos de influencia sobre los electrodos del trinistor para encenderlo y apagarlo. Los dos primeros métodos le permiten encender el ánodo.

• Si se aumenta el voltaje en el ánodo, en su valor determinado, los efectos de la descomposición inicial de las estructuras semiconductoras de los transistores comenzarán a afectar. La corriente inicial que aparece será como una avalancha aumentada por retroalimentación positiva y ambos transistores se encenderán.
• Con un aumento suficientemente rápido del voltaje en el ánodo, se cargan las capacitancias entre electrodos que están presentes en cualquier componente electrónico. Al mismo tiempo, aparecen corrientes de carga de estas capacidades en los electrodos, que son captadas por retroalimentación positiva y todo termina con la inclusión del trinistor.

Si no hay cambios de voltaje enumerados anteriormente, el encendido generalmente ocurre con la corriente base del transistor n-p-n equivalente. Puede apagar el trinistor de una de dos maneras, que también se aclaran debido a la interacción de transistores equivalentes. En ellos opera la retroalimentación positiva, a partir de ciertos valores de corrientes que fluyen en la estructura p-n-p-n. Si el valor actual se hace menor que estos valores, la retroalimentación positiva funcionará para la rápida desaparición de las corrientes.

Otra forma de apagar es interrumpir la retroalimentación positiva con un pulso de voltaje que invierte la polaridad en el ánodo y el cátodo. Con tal impacto, la dirección de las corrientes entre los electrodos se invierte y el trinistor se apaga. Dado que el fenómeno del efecto fotoeléctrico es característico de los materiales semiconductores, existen fototiristores y optotiristores, en los que la inclusión puede deberse a la iluminación de la ventana receptora o del LED en el caso de este dispositivo semiconductor.

También existen los llamados dinistores (tiristores no controlados). En estos dispositivos semiconductores, no existe un electrodo de control constructivamente. En esencia, este es un trinistor al que le falta una salida. Por lo tanto, su estado depende solo del voltaje del ánodo y el cátodo, y no pueden encenderse mediante una señal de control. De lo contrario, los procesos en ellos son similares a los trinistores convencionales. Lo mismo se aplica a los triacs, que son esencialmente dos trinistores conectados en paralelo. Por lo tanto, se utilizan para controlar la corriente alterna sin diodos adicionales.

tiristores bloqueables

Si, de cierta manera, las regiones de la estructura p-n-p-n se hacen cerca de las bases de los transistores equivalentes, es posible lograr una controlabilidad completa del tiristor desde el lado del electrodo de control. Esta construcción de la estructura p-n-p-n se muestra en la imagen de la izquierda. Tal tiristor puede encenderse y apagarse mediante señales apropiadas en cualquier momento aplicándolas al electrodo de control. El resto de los métodos de conmutación aplicados a los trinistores también son adecuados para los tiristores bloqueables.

Sin embargo, estos métodos no se aplican a dichos dispositivos semiconductores. Por el contrario, están excluidos por ciertas soluciones de circuito. El objetivo es lograr un encendido y apagado confiable solo por el electrodo de control. Esto es necesario para el uso de dichos tiristores en inversores de alta frecuencia y alta potencia. Los GTO operan a frecuencias de hasta 300 Hertz, mientras que los IGCT son capaces de frecuencias significativamente más altas, hasta 2 kHz. Las corrientes nominales pueden ser de varios miles de amperios y el voltaje puede ser de varios kilovoltios.

En la siguiente tabla se muestra una comparación de varios tiristores.

Los tiristores se fabrican para una amplia gama de corrientes y voltajes. Su diseño está determinado por el tamaño de la estructura p-n-p-n y la necesidad de obtener una eliminación de calor confiable. Los tiristores modernos, así como sus designaciones en los circuitos eléctricos, se muestran en las imágenes a continuación.

Para imaginar claramente el trabajo, es necesario dar una idea de la esencia del trabajo del tiristor.

Conductor controlado formado por cuatro uniones semiconductoras P-N-P-N. Su principio de funcionamiento es similar al de un diodo y se lleva a cabo cuando se suministra una corriente eléctrica al electrodo de control.

El paso de corriente a través del tiristor solo es posible si el potencial del ánodo es mayor que el potencial del cátodo. La corriente a través del tiristor deja de pasar cuando el valor actual cae al umbral de cierre. La corriente que ingresa al electrodo de control no afecta la corriente en la parte principal del tiristor y, además, no necesita un apoyo constante en el estado fundamental del tiristor, solo es necesario abrir el tiristor.

Hay varias características decisivas de un tiristor

En estado abierto, favorable para la función conductora, el tiristor se caracteriza por los siguientes indicadores:

• Caída de tensión, se define como una tensión umbral utilizando una resistencia interna.
• Corriente máxima admisible hasta 5000 A, valor rms, típica de los componentes más potentes.

En el estado bloqueado del tiristor, esto es:

• Tensión directa máxima admisible (superior a 5000A).
• En general, los valores de voltaje directo e inverso son los mismos.
• Tiempo de bloqueo o tiempo con un valor mínimo durante el cual el tiristor no se ve influenciado por el valor positivo de la tensión del ánodo con respecto al cátodo, de lo contrario el tiristor se desbloqueará espontáneamente.
• La corriente de control inherente a la parte principal abierta del tiristor.

Hay tiristores diseñados para circuitos de baja frecuencia y circuitos de alta frecuencia. Estos son los llamados tiristores de alta velocidad, su alcance está diseñado para varios kilohercios. Los tiristores de alta velocidad se caracterizan por el uso de voltajes directos e inversos desiguales.

Para aumentar el valor de voltaje constante

Arroz. n° 1 Dimensiones generales y de conexión y dibujo del tiristor. metro 1, metro 2 - puntos de control en los que se mide el voltaje del pulso durante el estado abierto. L 1 min - el espacio de aire más pequeño (distancia) en el aire entre los cables del ánodo y el electrodo de control; L 2 min – distancia mínima longitud de paso de corriente fugas entre conclusiones.

Variedades de tiristores.

• - tiristor diodo, tiene dos salidas un ánodo y un cátodo.
• Trinistor: un tiristor triodo está equipado con un electrodo de control adicional.
• Un triac es un tiristor simétrico, es una conexión antiserie de tiristores, tiene la capacidad de pasar corriente en las direcciones directa e inversa.

Arroz. n° 2 Estructura (a) y característica corriente-tensión (CVC) del tiristor.

Los tiristores están diseñados para trabajar en circuitos con diferentes límites de frecuencia, en una aplicación común, los tiristores se pueden conectar a diodos que se conectan de forma opuesta, esta propiedad se utiliza para aumentar el voltaje constante que el componente puede soportar en el estado apagado. Para circuitos avanzados, utilice tiristorGTO (puerta doblar oee - tiristor bloqueable), es completamente controlable. Su bloqueo se produce a lo largo del electrodo de control. El uso de tiristores de este tipo ha encontrado aplicación en convertidores muy potentes, ya que pueden pasar corrientes elevadas.

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tiristor. Dispositivo, propósito.

Un tiristor es un dispositivo semiconductor controlado de tres electrodos con tres p-n-transiciones, que presenta dos estados estables de equilibrio electrico: cerrado y abierto.

El tiristor combina las funciones de un rectificador, un interruptor y un amplificador. A menudo se utiliza como regulador, principalmente cuando el circuito está alimentado por una tensión alterna. Los siguientes puntos revelan las tres propiedades principales de un tiristor:

1 un tiristor, como un diodo, conduce la corriente en una dirección, actuando como rectificador;

2 el tiristor cambia de apagado a encendido cuando se aplica una señal al electrodo de control y, por lo tanto, como interruptor tiene dos estados estables.

3 la corriente de control requerida para transferir el tiristor del estado "cerrado" al estado "abierto" es mucho menor (varios miliamperios) a una corriente operativa de varios amperios e incluso varias decenas de amperios. Por tanto, el tiristor tiene las propiedades de un amplificador de corriente;

Dispositivo y principales tipos de tiristores.

Arroz. 1. Circuitos de tiristores: a) Principal de cuatro capas p-n-p-n-estructura b) Tiristor diodo c) Tiristor triodo.

El esquema principal de la estructura del tiristor se muestra en la fig. 1. Es una estructura semiconductora de cuatro capas. p-n-p-n, que contiene tres conectados en serie pn-transición J1, J2, J3. Contacto con externo pag-capa se llama el ánodo, al exterior norte-capa - cátodo. En general p-n-p-n- el dispositivo puede tener hasta dos electrodos de control (bases) unidos a las capas internas. Al aplicar una señal al electrodo de control, se controla el tiristor (cambia su estado). Un dispositivo sin electrodos de control se llama tiristor de diodo o dinistor. Dichos dispositivos están controlados por un voltaje aplicado entre los electrodos principales. Un dispositivo con un electrodo de control se llama tiristor triodo o trinistor(a veces solo un tiristor, aunque esto no es del todo correcto). Dependiendo de a qué capa del semiconductor esté conectado el electrodo de control, los trinistores son controlados por el ánodo y por el cátodo. Estos últimos son los más comunes.

Los dispositivos descritos anteriormente vienen en dos variedades: paso de corriente en una dirección (del ánodo al cátodo) y paso de corriente en ambas direcciones. En este último caso, los dispositivos correspondientes se denominan simétrico(porque su CVC es simétrico) y generalmente tienen una estructura de semiconductores de cinco capas. trinistor simétrico también llamado triac o triac(del inglés triac). Cabe señalar que en lugar de dinistores simétricos, a menudo se utilizan sus análogos integrales con mejores parámetros.

Los tiristores con electrodo de control se dividen en bloqueables y no bloqueables. Los tiristores sin apagado, como su nombre lo indica, no se pueden apagar mediante una señal aplicada al electrodo de control. Dichos tiristores se cierran cuando la corriente que fluye a través de ellos se vuelve menor que la corriente de retención. En la práctica, esto suele ocurrir al final de la media onda de la tensión de red.

Característica de corriente-voltaje del tiristor

Arroz. 2. Característica corriente-voltaje del tiristor

En la Figura 2 se muestra un CVC típico de un tiristor que conduce en una dirección (con o sin electrodos de control). Tiene varias secciones:

· Entre los puntos 0 y (Vvo, IL) existe un tramo correspondiente a la alta resistencia del dispositivo - bloqueo directo (rama inferior).

· En el punto Vvo, el tiristor se enciende (el punto de cambio del dinistor al estado encendido).

· Entre los puntos (Vv, IL) y (Vn, In) hay una sección con una resistencia diferencial negativa, una región inestable de cambio al estado de encendido. Cuando la diferencia de potencial aplicada entre el ánodo y el cátodo del tiristor de polaridad directa es mayor que Vno, el tiristor se desbloquea (efecto dinistor).

La sección desde el punto con coordenadas (Vn, In) y superior corresponde al estado abierto (conducción directa)

El gráfico muestra las características I–V con diferentes corrientes de control (corrientes en el electrodo de control del tiristor) IG (IG=0; IG>0; IG>>0), y cuanto mayor sea la corriente IG, menor será la tensión Vbo , el tiristor cambia a un estado conductor

· La línea punteada indica los denominados. “corriente de encendido de rectificación” (IG>>0), en la cual el tiristor se vuelve conductor a un voltaje mínimo de ánodo-cátodo. Para volver a transferir el tiristor a un estado no conductor, es necesario reducir la corriente en el circuito de ánodo-cátodo por debajo de la corriente de encendido de rectificación.

· La sección entre 0 y Vbr describe el modo de bloqueo inverso del dispositivo.

La característica corriente-voltaje de los tiristores simétricos difiere de la que se muestra en la fig. 2 por el hecho de que la curva del tercer cuarto del gráfico repite los tramos 0-3 simétricamente respecto al origen.

Según el tipo de no linealidad del CVC, el tiristor se clasifica como un dispositivo S.

Los tiristores son un tipo de dispositivo semiconductor. Están diseñados para la regulación y conmutación de altas corrientes. El tiristor le permite cambiar el circuito eléctrico cuando se le aplica una señal de control. Esto hace que parezca un transistor.

Como regla general, un tiristor tiene tres salidas, una de las cuales es de control y las otras dos forman un camino para el flujo de corriente. Como sabemos, el transistor se abre en proporción a la magnitud de la corriente de control. Cuanto más grande es, más se abre el transistor y viceversa. Pero el tiristor está dispuesto de manera diferente. Se abre completamente, espasmódicamente. Y lo que es más interesante, no se cierra ni siquiera en ausencia de una señal de control.

Principio de operación

Considere la operación de un tiristor de acuerdo con el siguiente esquema simple.

Se conecta una bombilla o LED al ánodo del tiristor, y la salida positiva de la fuente de alimentación se conecta a través del interruptor K2. El cátodo del tiristor está conectado a la fuente de alimentación negativa. Después de encender el circuito, el tiristor se energiza, pero el LED está apagado.

Si presiona el botón K1, la corriente a través de la resistencia irá al electrodo de control y el LED comenzará a brillar. A menudo, en los diagramas se indica con la letra "G", que significa puerta, o en ruso, el obturador (salida de control).

La resistencia limita la corriente de salida de control. La corriente de operación mínima de este tiristor considerado es de 1 mA, y la corriente máxima permitida es de 15 mA. Con esto en mente, en nuestro circuito, se seleccionó una resistencia con una resistencia de 1 kOhm.

Si presiona el botón K1 nuevamente, esto no afectará al tiristor y no sucederá nada. Para transferir el tiristor al estado cerrado, debe apagar el interruptor de alimentación K2. Si se vuelve a aplicar energía, el tiristor volverá a su estado original.

Este dispositivo semiconductor, de hecho, es una llave electrónica de enclavamiento. La transición al estado cerrado también ocurre cuando el voltaje de suministro en el ánodo disminuye a un cierto mínimo, aproximadamente 0,7 voltios.

Características del dispositivo

La fijación del estado de encendido se produce debido a las peculiaridades de la estructura interna del tiristor. Un diagrama de ejemplo se ve así:

Por lo general, se presenta en forma de dos transistores de diferentes estructuras, interconectados. Empíricamente, puede verificar cómo funcionan los transistores conectados de acuerdo con este esquema. Sin embargo, existen diferencias en la característica corriente-tensión. Y también debe tener en cuenta que los dispositivos fueron diseñados originalmente para soportar altas corrientes y voltajes. En el caso de la mayoría de estos dispositivos hay una salida de metal en la que se puede fijar un radiador para disipar la energía térmica.

Los tiristores se fabrican en varios casos. Los dispositivos de bajo consumo no tienen disipador de calor. Los tiristores domésticos comunes son los siguientes. Tienen una carcasa de metal macizo y soportan altas corrientes.

Parámetros básicos de los tiristores

• Corriente directa máxima permitida . Este es el valor máximo de la corriente del tiristor abierto. En aparatos potentes alcanza los cientos de amperios.
• Corriente inversa máxima permitida .
• tensión directa . Esta es la caída de voltaje a la corriente máxima.
• tensión inversa . Este es el voltaje máximo permitido en el tiristor en estado cerrado, en el cual el tiristor puede operar sin violar su desempeño.
• Voltaje de encendido . Este es el voltaje mínimo aplicado al ánodo. Esto se refiere a la tensión mínima a la que generalmente es posible el funcionamiento del tiristor.
• Corriente mínima del electrodo de control . Es necesario encender el tiristor.
• Corriente de control máxima admisible .
• Disipación de potencia máxima permitida .

parámetro dinámico

Tiempo de transición del tiristor de estado cerrado a abierto cuando llega una señal.

Tipos de tiristores

Según el método de gestión, se dividen en:

• Tiristores de diodo, o en su defecto dinistores. Se abren mediante un pulso de alto voltaje que se aplica al cátodo y al ánodo.
• Tiristores de triodo o trinistores. Son abiertos por la corriente de control del electrodo.

Los tiristores de triodo, a su vez, se dividen:

• Control de cátodo: el voltaje que forma la corriente de control se suministra al electrodo de control y al cátodo.
• Control de ánodo: se aplica voltaje de control al electrodo y al ánodo.

El tiristor está bloqueado:

• Reducción de la corriente del ánodo: el cátodo es menor que la corriente de mantenimiento.
• Aplicando un voltaje de bloqueo al electrodo de control.

Por conductividad inversa, los tiristores se dividen:

• Conductivo inverso: tiene un voltaje inverso pequeño.
• Inverso no conductor: el voltaje inverso es igual al voltaje directo más alto en forma cerrada.
• Con un valor de voltaje inverso no estándar, los fabricantes no determinan el valor de este valor. Dichos dispositivos se utilizan en lugares donde se excluye el voltaje inverso.
• Triac: pasa corrientes en dos direcciones.

Al usar triacs, debe saber que funcionan condicionalmente simétricos. La parte principal de los triacs se abre cuando se aplica un voltaje positivo al electrodo de control en comparación con el cátodo, y cualquier polaridad puede estar en el ánodo. Pero si llega un voltaje negativo al ánodo y un voltaje positivo al electrodo de control, entonces los triacs no se abren y pueden fallar.

por velocidad dividido por el tiempo de desbloqueo (on) y el tiempo de bloqueo (off).

Separación de tiristores por potencia

Cuando el tiristor opera en el modo clave, la potencia más alta de la carga conmutada está determinada por el voltaje en el tiristor en forma abierta a la corriente más alta y la disipación de potencia más alta.

El valor efectivo de la corriente a la carga no debe ser superior a la máxima potencia disipada dividida por la tensión abierta.

Señalización simple basada en tiristores

Sobre la base de un tiristor, puede hacer una alarma simple que responda a la luz emitiendo un sonido usando un emisor piezoeléctrico. La salida de control del tiristor se energiza a través de una fotorresistencia y una resistencia de sintonización. La luz que cae sobre el fotorresistor reduce su resistencia. Y la corriente de desbloqueo comienza a fluir hacia la salida de control del tiristor, suficiente para abrirlo. Después de eso, el zumbador se enciende.

La resistencia de sintonización está diseñada para ajustar la sensibilidad del dispositivo, es decir, el umbral de respuesta cuando se irradia con luz. Lo más interesante es que incluso en ausencia de luz, el tiristor continúa abierto y la señalización no se detiene.

Si instala un haz de luz frente al elemento fotosensible para que brille ligeramente debajo de la ventana, obtendrá el sensor de humo más simple. La entrada de humo entre la fuente de luz y el receptor dispersará la luz, lo que activará una alarma. Este dispositivo necesita necesariamente una carcasa, para que el receptor de luz no reciba luz del sol o fuentes de luz artificial.

Puede abrir el tiristor de otra manera. Para ello, basta con aplicar brevemente una pequeña tensión entre el terminal de control y el cátodo.

Regulador de potencia de tiristores

Ahora considere el uso de un tiristor para su propósito previsto. Consideremos un circuito regulador de potencia de tiristor simple que operará desde una red eléctrica de 220 voltios de CA. El esquema es simple y contiene solo cinco partes.

• Diodo semiconductor VD.
• Resistencia variable R1.
• Resistencia fija R2.
• condensador c
• Tiristor VS.

Sus valores nominales recomendados se muestran en el diagrama. Como diodo, puede usar KD209, tiristor KU103V o más potente. Es deseable utilizar resistencias con una potencia de al menos 2 vatios, un condensador electrolítico para un voltaje de al menos 50 voltios.

Este circuito regula solo un semiciclo de la tensión de red. Si imaginamos que eliminamos todos los elementos del circuito, excepto el diodo, solo pasará media onda de corriente alterna, y solo la mitad de la potencia irá a la carga, por ejemplo, a un soldador o un lampara incandescente.

El tiristor le permite omitir partes adicionales, relativamente hablando, del medio ciclo cortado por el diodo. Cuando cambia la posición de la resistencia variable R1, el voltaje de salida cambiará.

La salida de control del tiristor está conectada a la terminal positiva del capacitor. Cuando el voltaje en el capacitor aumenta hasta el voltaje de encendido del tiristor, se abre y pasa cierta parte del semiciclo positivo. La resistencia variable determinará la tasa de carga del condensador. Y cuanto más rápido se cargue, antes se abrirá el tiristor y tendrá tiempo de saltarse parte del semiciclo positivo antes del cambio de polaridad.

La media onda negativa no ingresa al capacitor, y el voltaje en él es de la misma polaridad, por lo que no da miedo que tenga polaridad. El circuito le permite cambiar la potencia del 50 al 100%. Para un soldador, esto es perfecto.

El tiristor pasa corriente en una dirección desde el ánodo al cátodo. Pero hay variedades que pasan corriente en ambos sentidos. Se llaman tiristores simétricos o triacs. Se utilizan para el control de carga en circuitos de CA. Hay una gran cantidad de circuitos reguladores de potencia basados ​​en ellos.

En los diagramas y la documentación técnica se utilizan a menudo varios términos y signos, pero no todos los electricistas novatos conocen su significado. Proponemos discutir qué son los tiristores de potencia para soldar, su principio de funcionamiento, características y marcado de estos dispositivos.

¿Qué es un tiristor y sus tipos?

Muchos han visto tiristores en la guirnalda Running Fire, este es el ejemplo más simple del dispositivo descrito y cómo funciona. Un rectificador de silicio o tiristor es muy similar a un transistor. Este es un dispositivo semiconductor multicapa, cuyo material principal es el silicio, generalmente en una caja de plástico. Debido al hecho de que su principio de funcionamiento es muy similar al de un diodo de rectificación (rectificadores de CA o dinistores), la designación en los diagramas suele ser la misma: se considera un análogo de un rectificador.

Hay:

• Tiristores de desconexión ABB (GTO),
• semikron estándar,
• potente avalancha tipo TL-171,
• optoacopladores (digamos, TO 142-12.5-600 o módulo MTOTO 80),
• simétrico TC-106-10,
• MTT de baja frecuencia,
• triac BTA 16-600B o VT para lavadoras,
• frecuencia por confirmar,
• extranjero tps 08,
• TYN 208.

Pero al mismo tiempo, para dispositivos de alto voltaje (hornos, máquinas herramienta, otra automatización de producción), se utilizan transistores como IGBT o IGCT.

Pero, a diferencia del diodo, que es un transistor de tres capas (PNP, NPN) de dos capas (PN), el tiristor consta de cuatro capas (PNPN) y este dispositivo semiconductor contiene tres uniones p-n. En este caso, los rectificadores de diodos se vuelven menos eficientes. Esto está bien demostrado por el circuito de control de tiristores, así como por cualquier libro de referencia de electricistas (por ejemplo, en la biblioteca puede leer el libro del autor Zamyatin de forma gratuita).

Un tiristor es un convertidor de CA unidireccional, lo que significa que solo conduce la corriente en una dirección, pero a diferencia de un diodo, el dispositivo puede funcionar como un interruptor de circuito abierto o como un diodo de rectificación de corriente continua. En otras palabras, los tiristores semiconductores solo pueden operar en el modo de conmutación y no pueden usarse como dispositivos de amplificación. La llave del tiristor no puede entrar en la posición cerrada por sí sola.

El rectificador controlado por silicio es uno de varios dispositivos semiconductores de potencia, junto con triacs, diodos de CA y transistores de uniunión, que pueden cambiar de un modo a otro muy rápidamente. Tal tiristor se llama tiristor rápido. Por supuesto, la clase del dispositivo juega un papel importante aquí.

Aplicación de tiristores

El propósito de los tiristores puede ser muy diferente, por ejemplo, un inversor de soldadura casero basado en tiristores, un cargador de automóvil (tiristor en la fuente de alimentación) e incluso un generador son muy populares. Debido al hecho de que el dispositivo en sí mismo puede pasar cargas de baja y alta frecuencia, también se puede usar para un transformador para máquinas de soldar (solo esas partes se usan en su puente). Para controlar el funcionamiento de la pieza en este caso, es necesario un regulador de voltaje en el tiristor.

No te olvides del tiristor de encendido para motos.

Descripción del diseño y principio de funcionamiento.

El tiristor consta de tres partes: "Ánodo", "Cátodo" y "Entrada", que consta de tres uniones p-n que pueden cambiar de "ENCENDIDO" y "APAGADO" a una velocidad muy alta. Pero al mismo tiempo, también se puede cambiar desde la posición "ON" con diferentes duraciones en el tiempo, es decir, durante varios semiciclos, para entregar una cierta cantidad de energía a la carga. El funcionamiento de un tiristor se puede explicar mejor suponiendo que constará de dos transistores conectados entre sí, como un par de interruptores regenerativos complementarios.

Los microcircuitos más simples muestran dos transistores, que se combinan de tal manera que la corriente del colector, después del comando "Inicio", fluye al transistor NPN TR 2 canales directamente al transistor PNP TR 1. En este momento, la corriente de TR 1 entra en los canales en las bases de TR 2. Estos dos transistores interconectados están dispuestos de manera que el emisor-base recibe corriente del emisor-colector del otro transistor. Esto requiere una colocación paralela.

A pesar de todas las medidas de seguridad, el tiristor puede moverse involuntariamente de una posición a otra. Esto se debe a un salto brusco en la corriente, las diferencias de temperatura y otros factores diversos. Por lo tanto, antes de comprar un tiristor KU202N, T122 25, T 160, T 10 10, no solo debe verificarlo con un probador (anillo), sino también familiarizarse con los parámetros operativos.

Características típicas del tiristor I-V

Para comenzar una discusión sobre este tema complejo, vea el diagrama de las características del tiristor IV:

1. El segmento entre 0 y (Vvo, IL) corresponde totalmente al bloqueo directo del dispositivo;
2. En la sección Vvo se realiza la posición “ON” del tiristor;
3. El segmento entre las zonas (Vin, IL) y (Vn, In) es una posición de transición en el estado activado del tiristor. Es en esta zona donde se produce el llamado efecto dinistor;
4. A su vez, los puntos (Vn, In) muestran en el gráfico la apertura directa del dispositivo;
5. Los puntos 0 y Vbr son la sección con bloqueo de tiristores;
6. A esto le sigue el segmento Vbr: indica el modo de descomposición inverso.

Naturalmente, los componentes modernos de radio de alta frecuencia en el circuito pueden afectar las características de voltaje de corriente de forma insignificante (enfriadores, resistencias, relés). Además, los fototiristores simétricos, los diodos zener SMD, los optotiristores, los triodos, los optoacopladores, los optoelectrónicos y otros módulos pueden tener otros CVC.

Además, tenga en cuenta que en este caso, los dispositivos están protegidos en la entrada de carga.

Prueba de tiristores

Antes de comprar un dispositivo, debe saber cómo verificar el tiristor con un multímetro. El dispositivo de medición solo se puede conectar a un llamado probador. El esquema mediante el cual se puede ensamblar dicho dispositivo se presenta a continuación:

Según la descripción, se debe aplicar un voltaje positivo al ánodo y un voltaje negativo al cátodo. Es muy importante utilizar un valor que coincida con la resolución del tiristor. El dibujo muestra resistencias con un voltaje nominal de 9 a 12 voltios, lo que significa que el voltaje del probador es ligeramente más alto que el del tiristor. Una vez que haya ensamblado el dispositivo, puede comenzar a verificar el rectificador. Debe presionar el botón que da señales de pulso para encenderlo.

La verificación del tiristor es muy simple, la señal de apertura (positiva con respecto al cátodo) se aplica brevemente al electrodo de control con el botón. Después de eso, si las luces de funcionamiento se encienden en el tiristor, se considera que el dispositivo no funciona, pero los dispositivos potentes no siempre responden inmediatamente después de que llega la carga.

Además de verificar el dispositivo, también se recomienda usar controladores especiales o una unidad de control para tiristores y triacs ARIES BOOST u otras marcas, funciona de manera muy similar a un regulador de potencia en un tiristor. La principal diferencia es una gama más amplia de voltajes.

Video: el principio de funcionamiento del tiristor.

Especificaciones

Considere los parámetros técnicos del tiristor de la serie KU 202e. Esta serie presenta dispositivos domésticos de bajo consumo, cuya aplicación principal se limita a los electrodomésticos: se utiliza para operar hornos eléctricos, calentadores, etc.

El siguiente dibujo muestra el pinout y las partes principales del tiristor.

1. Ajuste el voltaje de estado activo inverso (máx.) 100 V
2. Tensión cerrada 100 V
3. Impulso en posición abierta - 30 A
4. Pulso repetitivo abierto 10 A
5. Voltaje medio<=1,5 В
6. Tensión sin disparo >=0,2 V
7. Establecer corriente en posición abierta<=4 мА
8. Corriente inversa<=4 мА
9. Corriente de disparo de CC<=200 мА
10. Establecer voltaje de CC<=7 В
11. tiempo de encendido<=10 мкс
12. tiempo de apagado<=100 мкс

El dispositivo se enciende en microsegundos. Si necesita reemplazar el dispositivo descrito, consulte con el asistente de ventas de la tienda de electricidad; él podrá seleccionar un análogo de acuerdo con el esquema.

El precio de un tiristor depende de su marca y características. Recomendamos comprar electrodomésticos, son más duraderos y tienen un costo asequible. En los mercados espontáneos, puede comprar un convertidor potente de alta calidad hasta cientos de rublos.