فایل ورد کامل مقاله تریستورها مشخصه ها و پارامترهای الکتریکی ۴۷ صفحه در word

قسمتی از متن :

مقدمه:
تریستورها وسایل الکترونیکی نیمه هادی هستند که در کنترل قدرت به کار می روند. کلمه تریستور (Thyristor) از اسم لامپ های گازدار بنام تیراترون (Thyratron) اقتباس شده است زیرا این عناصر با خواص مشابه لامپ های تیراترون معادل نیمه هادی عناصر مذکور به شمار می آیند.
تریستورها برخلاف عناصر الکترونیکی مانند ترانزیستور یا لامپ های چند قطبی که دارای سه ناحیه کار قطع، فعال و اشباع هستند و در ناحیه فعال تقریباً می توانند بصورت یک عنصر خطی عمل کنند، فاقد ناحیه کار فعال می باشند.
بلکه تریستورها عناصر نیمه هادی دوحالتی (Bistable) هستند که فقط در یکی از دوحالت قطع (off- state) یا وصل (on- state) می توانند قرار گیرند. در این فصل یکسو کننده کنترل شده سیلیکنی (silicon controlled Rectifier) یا SCR و Triac را که معمولترین انواع تریستورها هستند مورد بررسی قـرار می دهیم. دو عنصـر نیمه هادی دیگر بنام ترانزیستـور تـک پیوندگاه Diac, (UJT) (Uni Junction Transistor) که در مدارهای فرمان تریستورها به کار می روند نیز بطور خلاصه مطالعه خواهد شد.
SCR
SCR یک دیود سیلیکنی چهار لایه ای pnpn است که سه الکترود بنام آندوکاتدوگیت دارد. ساختمان SCR و سمبل آن در مدار و مشخصه ولت آمپر آن در شکل ۱ نشان داده شده است. مشخصه SCR دارای سه ناحیه کار متفاوت می باشد.
در قسمت (۱) یا حالت وصل، SCR مانند یک دیود نیمه هادی معمولی که در حالت مستقیم تغذیه شده است عمل می کند. یعنی ولتاژ نسبتاً کوچکی حدود یک ولت بین دو ترمینال آند و کاتد افت می کند و جریان آند و کاتد به وسیله مقاومت مواد خارج محدود می شود. ناحیه کار (۳) نیز مانند حالت معکوس یک دیود است، یعنی جریان کوچکی که در اکثر موراد قابل صرفنظر کردن است بین دو ترمینال آندوکاتد برقرار می شود و تمام ولتاژ خارجی بر روی این دو ترمینال قرار می گیرد. اگر ولتاژ معکوس را افزایش دهیم به جائی می رسیم که پیوندهای نیمه هادی تشکیل دهنده شکسته می شودو جریان زیادی برقرار شده و دیود می سوزد. این ولتاژ شکست یا (Break Down) موسوم است. اما ناحیه (۲) به اسم حالت قطع مستقیم، متفاوت از دیودهای معمولی است و در مشخصه دیودهای نیمه هادی مشاهده نمی شود. در این ناحیه با وجود آنکه ولتاژ آن نسبت به کاتد مثبت است ولی جریان بسار کوچکی در حدود میکرو آمپر از دیود عبور می کند و دیود در حالت قطع قرار دارد. حال اگر ولتاژ آن را مثبت تر کنیم بحالتی می رسیم که به یکبار جریان زیادی بین آندوکاتد برقرار می شود و ولتاژ آندوکاتد کاهش یافته مانند افت ولتاژ یک دیود با تغذیه مستقیم می شود. یعنی SCR به حالت وصل می رود. که به این ولتاژ Break over (ولتاژ عبور) می گویند.
این منحنی مربوط به حالتی است که ترمینال گیت باز شده، اگر ترمینال گیت را با ولتاژ مثبت کوچکی نسبت به کاتد تغذیه کنیم جریانی بین گیت و کاتد برقرار خواهد شد و با افزایش ولتاژ مستقیم آندوکاتد این بار ملاحظه می کنیم که SCR با ولتاژ مستقیم کوچکتری به حالت وصل خواهد رفت یعنی ولتاژ Break over کاهش می یابد.
افزایش بیشتر جریان گیت باعث کاهش بیشتر ولتاژ عبور (Break over) می شود تا جائی که SCR بصورت یک دیود معمولی درآید یعنی با ولتاژ حدود چند ولت به حالت مستقیم برود.

ولتاژ Break over با ازاء Ig=0 یا (گیت باز) دارای مقداری در حدود ولتاژ شکست SCR است. بنابراین SCR در موارد همواره در حالت قطع می ماند مگر آنکه به هنگام تغذیه مستقیم جریان گیت زیادی از آن عبور کند که در این صورت به حالت وصل می رود. بنابراین یک یکسو کننده ای است که عبور جریان آن قابل کنترل می باشد و نام یکسو کننده کنترل شده سیلیکنی (Silicon controlled Rectifier) نیز از اینجا ناشی می شود.
توجیه مشخصه ولت آمپر SCR

SCR را می توان متشکل از دو ترانزیستور pnp و npn مطابق شکل (۳) فرض کرد