Kunci Editor Siaran Diskusikan Pengunggahan Video Editor Khusus
Thyristor, juga dikenal sebagai thyristor, pernah disebut sebagai thyristor; pada tahun 1957, General Electric Company mengembangkan produk thyristor pertama di dunia dan mengkomersialkannya pada tahun 1958. Thyristor adalah struktur semikonduktor empat lapis PNPN, memiliki tiga kutub: anoda, katoda dan gerbang; kondisi operasi thyristor: tambahkan tegangan maju dan gerbang memiliki arus pemicu; perangkat turunannya adalah: thyristor cepat, thyristor dua arah, thyristor konduktif terbalik, thyristor yang dikendalikan cahaya dan sebagainya. Ini adalah perangkat semikonduktor switching berdaya tinggi, yang diwakili oleh simbol teks "V" dan "VT" di sirkuit (standar lama diwakili oleh huruf "SCR"). Thyristors memiliki karakteristik perangkat penyearah silikon, yang dapat bekerja di bawah tegangan tinggi dan kondisi arus tinggi, dan proses kerjanya dapat dikontrol dan banyak digunakan dalam sirkuit elektronik seperti perbaikan yang dapat dikontrol, regulasi tegangan AC, sakelar elektronik nirsenting, inverter dan konversi frekuensi.
(1) Diklasifikasikan menurut metode shutdown, konduksi dan kontrol
Menurut metode shutdown, konduksi dan kontrolnya, thyristors dapat dibagi menjadi thyristors biasa, thyristors dua arah, thyristors konduksi terbalik, thyristors gate-off (GTO), thyristors BTG, thyristors yang dikendalikan suhu dan thyristors yang dikendalikan cahaya.
(2) Klasifikasi berdasarkan pin dan polaritas
Thyristors dapat dibagi menjadi dioda, thyristors tripolar dan thyristors quadrupole sesuai dengan pin dan polaritas mereka.
Menurut bentuk kemasannya, thyristors dapat dibagi menjadi tiga jenis: thyristors yang dienkapsulasi logam, thyristors yang dienkapsulasi plastik dan thyristors yang dienkapsulasi keramik. Di antara mereka, thyristor yang dienkapsulasi logam dibagi menjadi berbentuk baut, berlapis datar, berbentuk cangkang bulat dan jenis lainnya; thyristors tertutup plastik dibagi menjadi dua jenis: dengan jenis heat sink dan tanpa jenis heat sink.
Thyristors dapat dibagi menjadi thyristors berdaya tinggi, thyristors berdaya sedang dan thyristors berdaya rendah sesuai dengan kapasitas saat ini. Biasanya, thyristors berdaya tinggi sebagian besar dikemas dengan cangkang logam, sedangkan thyristors berdaya sedang dan rendah sebagian besar dikemas dalam plastik atau keramik.
Thyristors dapat dibagi menjadi thyristors biasa dan thyristors frekuensi tinggi (cepat) sesuai dengan kecepatan off-off mereka.
Thyristor T dalam proses kerja, anoda A dan katoda K terhubung dengan catu daya dan beban, yang merupakan sirkuit utama thyristor, dan gerbang G dan katoda K dari thyristor terhubung dengan perangkat yang mengendalikan thyristor untuk membentuk sirkuit kontrol thyristor.
1. Ketika thyristor mengalami tegangan anoda terbalik, thyristor dalam keadaan shutdown terlepas dari tegangan yang ditanggung gerbang.
2. Ketika thyristor mengalami tegangan anoda maju, thyristor hanya dihidupkan jika gerbang menanggung tegangan maju.
3. Dalam kasus konduksi thyristor, selama ada tegangan anoda positif tertentu, terlepas dari tegangan gerbang, thyristor tetap menyala, yaitu, setelah thyristor dihidupkan, gerbang kehilangan efeknya.
4. Ketika thyristor menyala, thyristor mati ketika tegangan loop utama (atau arus) menurun mendekati nol.
Thyristor adalah perangkat tiga terminal empat lapis, memiliki J1, J2, J3 tiga persimpangan PN, dapat dibagi menjadi dua bagian NP di tengah, membentuk triode tipe PNP dan tabung komposit triode tipe NPN.
Ketika thyristor mengalami tegangan anoda maju, agar thyristor menyala, persimpangan PN J2, yang mengalami tegangan mundur, harus diblokir. Oleh karena itu, ketika ada cukup arus gerbang Ig mengalir masuk, dua sirkuit transistor yang komposit satu sama lain akan membentuk umpan balik positif yang kuat, menyebabkan dua transistor jenuh dan transistor jenuh.
Atur arus kolektor tabung PNP dan tabung NPN menjadi Ic1 dan Ic2, arus emitor menjadi Ia dan IK, koefisien amplifikasi saat ini menjadi a1 = Ic1 / Ia dan a2 = Ic2 / Ik, dan arus kebocoran terbalik yang mengalir melalui persimpangan J2 ke Ic0.
Arus anoda thyristor sama dengan jumlah kolektor dan arus kebocoran dari dua tabung:
Ia=Ic1+Ic2+Ic0 atau Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0
Jika arus gerbang adalah Ig, arus katoda thyristor adalah I = Ia + Ig
Dengan demikian, arus anoda thyristor dapat diperoleh sebagai: I = (Ic0 + Iga2) / (1-(a1 + a2)) (1-1) rumus
Faktor amplifikasi arus yang sesuai a1 dan a2 dari tabung PNP silikon dan transistor NPN silikon berubah secara dramatis dengan perubahan arus emitor mereka.
Ketika thyristor mengalami tegangan anoda maju, dan gerbang tidak mengalami tegangan, dalam persamaan (1-1), Ig = 0, (a1 + a2) sangat kecil, sehingga arus anoda thyristor Ia≈ Thyristor Ic0 mati berada dalam keadaan pemblokiran positif. Ketika thyristor mengalir ke Ig arus dari gerbang G pada tegangan anoda maju, karena Ig cukup besar untuk mengalir melalui persimpangan emisi tabung NPN, sehingga meningkatkan koefisien amplifikasi aliran awal a2, menghasilkan arus elektroda yang cukup besar Ic2 mengalir melalui persimpangan pemancar tabung PNP, dan meningkatkan koefisien amplifikasi tabung PNP saat ini a1, menghasilkan arus elektroda yang lebih besar Ic1 mengalir melalui persimpangan emisi tabung NPN. Proses umpan balik positif yang kuat berlangsung dengan cepat. Ketika a1 dan a2 meningkat dengan arus emitor (a1 + a2) ≈ 1, penyebut 1 - (a1 + a2) dalam persamaan (1-1) ≈ 0, sehingga meningkatkan arus anoda thyristor Ia. Thyristor sudah dalam keadaan maju.
Dalam persamaan (1-1), setelah thyristor dinyalakan, 1- (a1 + a2) ≈0, bahkan jika arus gerbang Ig = 0 saat ini, thyristor masih dapat mempertahankan arus anoda asli Ia dan terus melakukan. Setelah thyristor dinyalakan, elektroda gerbang telah kehilangan fungsinya.
Setelah thyristor dinyalakan, jika tegangan suplai terus berkurang atau resistansi loop meningkat, arus anoda Ia dikurangi untuk mempertahankan IH arus di bawah ini, karena a1 dan a1 turun dengan cepat, ketika 1- (a1 + a2) ≈0, timus kembali ke keadaan pemblokiran.
GateTurn-OffThyristor juga dikenal sebagai thyristor gated. Fitur utamanya adalah bahwa thyristor dapat mati dengan sendirinya ketika gerbang ditambah sinyal pemicu negatif.
Seperti disebutkan sebelumnya, setelah thyristor biasa (SCR) dipicu oleh sinyal positif dari tiang gerbang, sinyal penarikan juga dapat mempertahankan on-state. Untuk mematikannya, catu daya harus terputus sehingga arus maju lebih rendah dari IH arus pemeliharaan, atau tegangan balik harus diterapkan pada shutdown dekat yang kuat. Ini membutuhkan penambahan sirkuit pergantian, yang tidak hanya meningkatkan volume dan berat perangkat, tetapi juga mengurangi efisiensi, menghasilkan distorsi dan kebisingan bentuk gelombang. Thyristor mematikan mengatasi cacat di atas, yang tidak hanya mempertahankan keuntungan dari hambatan tegangan tinggi dan arus besar thyristors biasa, tetapi juga memiliki kemampuan untuk mematikan sendiri, yang mudah digunakan, dan merupakan perangkat switching tegangan tinggi dan arus tinggi yang ideal. Kapasitas dan masa pakai GTO melebihi transistor raksasa (GTR), tetapi pemintalan frekuensi kerja lebih rendah dari GTR. GTO telah mencapai kapasitas 3000A, 4500V. Thyristors mematikan daya tinggi telah banyak digunakan dalam regulasi kecepatan helikopter, regulasi kecepatan konversi frekuensi, catu daya inverter dan bidang lainnya, menunjukkan vitalitas yang kuat.
Thyristor shutdown juga merupakan perangkat tiga terminal empat lapis PNPN, dan struktur serta sirkuit yang setara sama dengan thyristors biasa, jadi hanya bentuk dan simbol produk khas GTO yang ditarik. Sebagian besar GTO berdaya tinggi dibuat menjadi bentuk modular.
Meskipun prinsip trigger-on GTO dan SCR adalah sama, prinsip shutdown dan metode shutdown keduanya benar-benar berbeda. Ini karena thyristor biasa berada di luar keadaan saturasi yang dalam setelah konduksi, dan GTO hanya dapat mencapai saturasi kritis setelah lampu menyala, sehingga gerbang GTO dapat dimatikan dengan menambahkan sinyal pemicu negatif. Parameter penting dari gtO adalah penguatan shutdown, βoff, yang sama dengan rasio anoda arus shutdown maksimum IATM ke IGM arus negatif maksimum gerbang, yang memiliki rumus
βoff umumnya beberapa kali hingga puluhan kali. Semakin besar nilai βoff, semakin kuat kontrol arus gerbang di atas arus anoda. Jelas, βoff memiliki beberapa kesamaan dengan parameter kemakmuran hFE.
Metode berikut diperkenalkan untuk menentukan elektroda GTO menggunakan multimeter, memeriksa kemampuan pemicu dan kemampuan shutdown GTO, dan memperkirakan shutdown gain βoff.
Tekan multimeter ke R×1 dan ukur resistansi antara dua kaki, hanya ketika pena meter hitam terhubung ke kutub G dan pena meter merah terhubung ke kutub K, resistansinya rendah, dan nilai resistansi tidak terbatas untuk kasus lain. Dari sini, dimungkinkan untuk dengan cepat menentukan kutub G dan K, dan kutub yang tersisa adalah kutub A.
Pertama-tama, pena meter hitam Tabel I terhubung ke tiang A, pena meter merah terhubung ke kutub K, resistansinya tak terbatas; kemudian ujung meja hitam juga bersentuhan dengan tiang G pada saat yang sama, ditambah sinyal pemicu ke depan, tangan dibelokkan ke kanan ke nilai resistansi rendah, yang menunjukkan bahwa GTO telah dihidupkan; akhirnya, tiang G terputus, selama GTO mempertahankan lintasan, itu berarti bahwa tabung memiliki kemampuan untuk memicu.
Metode tabel ganda sekarang digunakan untuk memeriksa kemampuan shutdown GTO, dan metode roda gigi dan koneksi Tabel I tetap tidak berubah. Dial Table II ke R× 10th, pena meter merah terhubung ke kutub G, pena meter hitam terhubung ke tiang K, dan sinyal pemicu negatif diterapkan, jika penunjuk Tabel I diayunkan ke kiri ke tak terhingga, itu membuktikan bahwa GTO memiliki kemampuan untuk mematikan.
Saat melanjutkan ke langkah 3, jangan akses Tabel II terlebih dahulu, dan tuliskan nomor kisi defleksi ke depan n1 tabel I saat GTO dihidupkan; lalu sambungkan dengan Tabel II di atas untuk memaksa GTO mati, dan catat nomor kisi defleksi ke depan n2 tabel II di bawah ini. Akhirnya, keuntungan shutdown diperkirakan sesuai dengan metode membaca saat ini sebagai berikut:
βoff=IATM/IGM≈IAT/IG=K1n1/K2n2
Persamaan K1—Tabel I. Koefisien skala saat ini dalam R×1;
K2—Tabel II. Koefisien proporsional saat ini dalam R× 10.
Keuntungan dari persamaan ini adalah bahwa tidak perlu secara khusus menghitung nilai IAT dan IG, selama jumlah sel defleksi ke depan dari tangan yang sesuai dari keduanya dibaca, nilai off gain dapat dengan cepat diperkirakan.
(1) Saat memeriksa perangkat GTO berdaya tinggi, disarankan untuk menghubungkan baterai 1.5V E′ secara seri di luar roda gigi R×1 untuk meningkatkan tegangan uji dan arus uji, sehingga GTO dapat dihidupkan dengan andal.
(2) Untuk mengukur secara akurat perolehan shutdown GTO βoff, harus ada peralatan uji khusus. Namun, dalam kondisi amatir, metode di atas dapat digunakan untuk memperkirakan. Karena kondisi pengujian yang berbeda, hasil pengukuran hanya untuk referensi atau sebagai dasar untuk perbandingan komparatif.
