Tyristor

Reklama

Odkazy

Triodový závěrně blokující tyristor je čtyřvrstvá součástka PNPN a má proto tři polovodičové přechody J1, J2 a J3.

Bude-li anoda A kladná a katoda K záporná, budou přechody J1 a J3 polarizovány propustně a přechod (junction) J2 závěrně. Při závěrném napětí na tyristoru je J2 polarizován propustně a J1 a J3 závěrně. V blokovacím i závěrném režimu tyristor proto nevede proud. V propustném směru se situace změní, zavede-li se na řídící elektrodu G kladné napětí Ug vzhledem ke katodě, které vyvolá řídící proud Ig. Proběhne podobný děj jako ve struktuře tranzistoru a začne protékat proud i přes závěrně polarizovaný přechod J2.

Řídící proud otevře tranzistor T1 a přes tento tranzistor se uzemní báze horního tranzistoru T2, který se proto rovněž sepne. Oba tranzistory se drží vzájemně v otevřeném stavu a další proud do řídící elektrody už je zbytečný.

U foto tyristorů LTT (Light-Trigged Thyristor) plní funkci řídícího proudu světelný paprsek, který v oblasti přechodu generuje volné nosiče nábojů. Pokud je světelný zdroj integrován v pouzdře spínacího prvku, mluví se někdy také o tzv. Optotyristoru.

Kromě popsaného mechanizmu zapnutí tyristoru lze tyristor zapnout průrazem překročením maximálního napětí Ubo. Tímto způsobem se zapínají především diodové tyristory. U ostatních tyristorů lze průraz k zapnutí využít pouze tehdy, pokud to výrobce výslovně povoluje, protože může dojít k poškození tyristoru. Kromě žádoucího sepnutí může dojít i k sepnutí nadměrným ohřevem a k sepnutí kapacitním proudem při strmém nárůstu blokovacího napětí. Tento kapacitní proud má podobný účinek jako proud řídící a sepne tyristor před dosažením napětí Ubo. Ve vodivém stavu se definuje bud´ střední proud tyristorem Itav anebo skutečný efektivní proud Itrsm.

V závěrném směru lze kromě napětí průrazu Ubr definovat stejně jako u diody neopakovatelné špičkové napětí Ursm a opakovatelné špičkové napětí Ur rm. U vratného proudu Ih, při kterém tyristor přechází do rozepnutého stavu, se ještě definuje p trochu vetší přídržný proud I L, jako minimální proud tyristorem potřebný k udržení tyristoru v propustném stavu po zániku řídícího proudu.

K rozepnutí tyristoru nestačí pouhé dosažení vratného proudu. Vzhledem k dynamickým vlastnostem (setrvačnosti) musí pokles proudu trvat určitou dobu a neměl by být příliš rychlý. Vstupní charakteristika je teoreticky charakteristikou přechodu PN a odpovídá tvarem sériovému spojení odporu diody. Velikost tohoto odporu ovšem velmi kolísá i u stejného typu tyristoru, a proto se kreslí podle charakteristik vymezené charakteristikou s nejmenším a největším sériovým odporem.

Oblast spolehlivého zapnutí tyristoru pro uvažovaný rozsah je zdola zmenšena o šrafovanou oblast vymezenou minimálním zapínacím proudem řídící elektrody Igt a minimálním zapínacím napětím Ugt. Omezení shora je dáno hyperbolou maximálního ztrátového výkonu řídícího přechodu tyristoru a maximálními hodnotami řídícího napětí a proudu.

V případě, že tyristor pracuje v pulzním režimu, zvyšuje se dovolené zatížení a posouvá se hyperbola ztrátového výkonu Pgmax dále od počátku souřadnic. Hlavní oblastí tyristorů jsou řízené usměrňovače a regulace střídavého výkonu. V ss obvodech je použití tyristorů obtížnější, protože je nutné řešit vypínání tyristorů, které je ve střídavých obvodech zajištěno automaticky průchodem sinusovky nulou.