Türistori põhieesmärgi tööpõhimõte. Türistorid. Seade, tööpõhimõte, voolu-pinge omadused. Türistorite üldparameetrid

Neljakihiliste p-n-p-n pooljuhtelementide tulek tegi jõuelektroonikas tõelise läbimurde. Selliseid seadmeid nimetatakse türistoriteks. Ränist juhitavad väravad on kõige levinum türistoride perekond.

Seda tüüpi pooljuhtseadmetel on järgmine struktuur:

Nagu plokkskeemilt näeme, on türistoril kolm klemmi - katood, juhtelektrood ja anood. Anood ja katood on ühendatud toiteahelatega ning juhtelektrood on ühendatud juhtsüsteemiga (nõrkvooluvõrgud) türistori kontrollitud avamiseks.

Vooluskeemidel on türistoril järgmine tähistus:

Voolu-pinge karakteristikud on näidatud allpool:

Vaatame seda omadust lähemalt.

Tagurpidi iseloomulik haru

Kolmandas kvadrandis on dioodide ja türistorite omadused võrdsed. Kui anoodile rakendatakse katoodi suhtes negatiivne potentsiaal, siis J 1 ja J 3 rakendatakse vastupinge ning J 2 alalispinge, mis põhjustab pöördvoolu (see on väga väike , tavaliselt mitu milliamprit). Kui see pinge tõuseb nn läbilöögipingeni, tekib voolu laviini suurenemine J 1 ja J 3 vahel. Sel juhul, kui see vool ei ole piiratud, toimub ristmiku purunemine koos järgneva türistori rikkega. Pöördpinge korral, mis ei ületa läbilöögipinget, käitub türistor nagu suure takistusega takisti.

Madala juhtivusega tsoon

Selles tsoonis on vastupidi. Katoodi potentsiaal on anoodipotentsiaali suhtes negatiivne. Seetõttu rakendatakse J 1-le ja J 3-le alalispinge ning J 2-le vastupidine pinge. Tulemuseks on väga väike anoodivool.

Kõrge juhtivusega tsoon

Kui pinge anood-katoodi sektsioonis saavutab väärtuse, nn lülituspinge, siis toimub J2-siirde laviini purunemine ja türistor viiakse kõrge juhtivusega olekusse. Sel juhul väheneb U a mitmelt sajalt 1–2 volti. See sõltub türistori tüübist. Kõrge juhtivusega tsoonis sõltub anoodi läbiv vool välise elemendi koormusest, mis võimaldab seda selles tsoonis käsitleda suletud lülitina.

Kui juhite voolu läbi juhtelektroodi, väheneb türistori sisselülituspinge. See sõltub otseselt juhtelektroodi voolust ja kui selle väärtus on piisavalt suur, on see praktiliselt võrdne nulliga. Türistori valimisel vooluringis töötamiseks valitakse see nii, et tagasi- ja päripinge ei ületaks läbilöögi- ja lülituspinge nimiväärtusi. Kui neid tingimusi on raske täita või elementide parameetrites on suur hajumine (näiteks on vaja 6300 V türistorit ja selle lähimad väärtused on 1200 V), siis on mõnikord elementide sisselülitamine. kasutatud.

Õigel ajal saate juhtelektroodile impulsi rakendades viia türistori suletud olekust kõrge juhtivusega tsooni. UE vool peab reeglina olema suurem kui minimaalne avamisvool ja see on umbes 20-200 mA.

Kui anoodi vool jõuab teatud väärtuseni, mille juures pole türistorit võimalik välja lülitada (lülitusvool), saab juhtimpulsi eemaldada. Nüüd saab türistor tagasi väljalülitatud olekusse minna ainult siis, kui voolu vähendatakse allapoole hoidevoolu või rakendatakse sellele vastupidise polaarsusega pinget.

Video tööst ja siirdeprotsesside graafikud

Tagurpidi lukustusrežiim

Riis. 3. Türistori vastupidise blokeerimise režiim

Kaks peamist tegurit piiravad tagurpidi jaotuse režiimi:

1. Kurnatud ala punktsioon.

Pöördblokeerimisrežiimis rakendatakse seadme anoodile katoodi suhtes negatiivset pinget; ristmikud J1 ja J3 on vastupidise eelpingega ja ristmik J2 on päripingega (vt joonis 3). Sel juhul langeb suurem osa rakendatud pingest ühes ristmikus J1 või J3 (olenevalt erinevate piirkondade dopinguastmest). Olgu selleks üleminek J1. Olenevalt n1 kihi paksusest W n1 põhjustab rikke laviini paljunemine (kahanemispiirkonna paksus lagunemise ajal on väiksem kui W n1) või punktsioon (kurnatuskiht levib üle kogu n1 piirkonna ja ristmikud J1 ja J2 on suletud).

Otsene lukustusrežiim

Otsese blokeerimise korral on anoodi pinge katoodi suhtes positiivne ja ainult ristmik J2 on vastupidine. Ristmikud J1 ja J3 on ettepoole kallutatud. Suurem osa rakendatud pingest langeb ristmikul J2. Ristmike J1 ja J3 kaudu süstitakse ristmiku J2 külgnevatesse piirkondadesse vähemuskandjaid, mis vähendavad ristmiku J2 takistust, suurendavad seda läbivat voolu ja vähendavad selle pingelangust. Kui päripinge suureneb, suureneb türistori läbiv vool esialgu aeglaselt, mis vastab voolu-pinge karakteristiku jaotisele 0-1. Selles režiimis võib türistori lugeda lukustatuks, kuna ristmiku J2 takistus on endiselt väga kõrge. Kui pinge suureneb türistoril, väheneb pinge osakaal J2-l ning pinged J1 ja J3 kasvavad kiiremini, põhjustades türistori läbiva voolu edasise suurenemise ja suurendades vähemuskandjate süstimist J2 piirkonda. Teatud pinge väärtusel (suurusjärgus kümneid või sadu volte) nimetatakse seda lülituspingeks V BF(voolu-pinge karakteristiku punkt 1), omandab protsess laviinilaadse iseloomu, türistor läheb kõrge juhtivusega olekusse (lülitub sisse) ja selles tekib vool, mille määrab allika pinge ja takistus välisest vooluringist.

Kahe transistori mudel

Seadme omaduste selgitamiseks otseses blokeerimisrežiimis kasutatakse kahe transistori mudelit. Türistorit võib pidada pnp-transistori ühenduseks npn-transistoriga, kusjuures kummagi kollektor on ühendatud teise alusega, nagu on näidatud joonisel fig. 4 trioodtüristori jaoks. Keskne ristmik toimib ristmiku J1 poolt sisestatud aukude ja ristmiku J3 poolt süstitud elektronide kogujana. Emittervoolude vaheline seos Mina E, koguja Mina C ja alused I B ja staatilise voolu võimendus α 1 p-n-p transistor on samuti näidatud joonisel fig. 4, kus I Co on kollektor-baasi ristmiku vastupidine küllastusvool.

Riis. 4. Trioodtüristori kahe transistori mudel, transistoride ühendus ja voolusuhe pnp transistoris.

Sarnaseid seoseid võib saada n-p-n transistori puhul, kui voolude suund on vastupidine. Jooniselt fig. 4 järeldub, et n-p-n transistori kollektorivool on samal ajal ka p-n-p transistori baasvool. Samamoodi p-n-p transistori kollektorivool ja juhtvool I g voolavad n-p-n transistori alusesse. Selle tulemusena, kui suletud ahela koguvõimendus ületab 1, muutub regeneratiivne protsess võimalikuks.

Pnp-transistori baasvool on I B1= (1 - α 1) Mina A - Ma Co1. See vool liigub ka läbi npn-transistori kollektori. N-p-n transistori võimendusega α 2 kollektori vool on võrdne I C2= α 2 ma K + ICo2.

Võrdsus I B1 Ja I C2, saame (1 - α 1) Mina A - Ma Co1= α 2 ma K + ICo2. Sest ma K = Mina A + I g, See

Riis. 5. Energiariba diagramm päripingerežiimis: tasakaaluseisund, päriblokeeringu režiim ja edasijuhtivuse režiim.

See võrrand kirjeldab seadme staatilisi omadusi pingevahemikus kuni rikkeni. Pärast rikkeid töötab seade p-i-n dioodina. Pange tähele, et kõik võrrandi parema külje lugejas olevad liikmed on väikesed, kuna termin α 1 + α 2< 1, ток Mina A väike (Koefitsiendid α1 ja α2 ise sõltuvad Mina A ja tavaliselt kasvavad kasvava vooluga) Kui α1 + α2 = 1, siis läheb murdosa nimetaja nulli ja tekib otsene rike (või lülitatakse türistor sisse). Tuleb märkida, et kui anoodi ja katoodi vahelise pinge polaarsus on vastupidine, on ristmikud J1 ja J3 pöördpingestatud ja J2 päripingestatud. Sellistes tingimustes riket ei toimu, kuna emitterina toimib ainult keskne ristmik ja regenereerimisprotsess muutub võimatuks.

Ammendumiskihtide laius ja energiaribade diagrammid tasakaaluolekus otsese blokeerimise ja otsese juhtivuse režiimides on näidatud joonisel fig. 5. Tasakaalus määrab iga ülemineku ammendumispiirkonna ja kontaktpotentsiaali lisandite jaotusprofiil. Kui anoodile rakendatakse positiivset pinget, kipub ristmik J2 olema vastupidine, samas kui ristmikud J1 ja J3 kalduvad olema päripinge. Pingelang anoodi ja katoodi vahel on võrdne üleminekute pingelanguste algebralise summaga: V AK = V 1 + V 2 + V 3. Pinge kasvades suureneb seadet läbiv vool ja seetõttu suurenevad α1 ja α2. Nende protsesside regeneratiivse olemuse tõttu läheb seade lõpuks avatud olekusse. Kui türistor on sisse lülitatud, peab seda läbiv vool olema piiratud välise koormustakistusega, vastasel juhul läheb türistor üles, kui pinge on piisavalt kõrge. Sisselülitatud olekus on ristmik J2 eelpingestatud (joonis 5, c) ja pingelang V AK = (V 1 - | V 2| + V 3) on ligikaudu võrdne ühe päripingestusega ristmiku pinge ja küllastunud transistori pinge summaga.

Otsene juhtivuse režiim

Kui türistor on sisselülitatud olekus, on kõik kolm ristmikku ettepoole kallutatud. Augud süstitakse piirkonnast p1 ja elektronid süstitakse piirkonnast n2 ning n1-p2-n2 struktuur käitub sarnaselt küllastunud transistoriga, kui dioodikontakt on eemaldatud piirkonda n1. Seetõttu on seade tervikuna sarnane p-i-n (p + -i-n +) dioodiga...

Türistorite klassifikatsioon

• dioodtüristor (lisanimi "dinistor") - kahe klemmiga türistor
  • Dioodtüristor, mitte-tagurpidijuhtiv
  • dioodtüristor, mis juhib vastupidises suunas
  • Dioodi sümmeetriline türistor (lisanimi "diac")
• trioodtüristor (lisanimi "türistor") - kolme klemmiga türistor
  • trioodtüristor, mis ei juhi vastassuunas (lisanimi "türistor")
  • trioodtüristor, mis juhib vastupidises suunas (lisanimi "türistor-diood")
  • trioodsümmeetriline türistor (lisanimi "triac", mitteametlik nimi "triac")
  • trioodtüristor asümmeetriline
  • lülitatav türistor (lisanimi "trioodlülitatav türistor")

Erinevus dinistori ja trinistori vahel

Põhimõttelisi erinevusi dinistori ja trinistori vahel ei ole, kuid kui dinistori avanemine toimub anoodi ja katoodi klemmide vahel teatud pinge saavutamisel, olenevalt antud dinistori tüübist, siis trinistori puhul on avanemispinge. saab spetsiaalselt vähendada, rakendades selle juhtelektroodile teatud kestuse ja suurusega vooluimpulssi, millel on positiivne potentsiaalide erinevus anoodi ja katoodi vahel, ning trinistori konstruktsioon erineb ainult juhtelektroodi olemasolul. SCR-id on "türistoride" perekonna kõige levinumad seadmed.

Erinevus trioodtüristori ja väljalülitatud türistori vahel

Tavaliste türistorite suletud olekusse lülitamine toimub kas türistori läbiva voolu vähendamisega väärtuseni Ih või muutes katoodi ja anoodi vahelist pinge polaarsust.

Lülitavad türistorid, erinevalt tavalistest türistoritest, võivad juhtelektroodi voolu mõjul minna suletud olekust avatud olekusse ja vastupidi. Väljalülitatud türistori sulgemiseks on vaja läbi juhtelektroodi juhtida vastupidise polaarsusega vool kui selle avanemise põhjustanud polaarsus.

Triac

Triac (sümmeetriline türistor) on pooljuhtseade, mis on oma ehituselt analoogne kahe türistori omavaheliseks ühendamisega. Võimeline läbima elektrivoolu mõlemas suunas.

Türistorite omadused

Kaasaegsed türistorid on toodetud vooludele 1 mA kuni 10 kA; pingete jaoks mitu V kuni mitu kV; pärivoolu suurenemise kiirus neis ulatub 10 9 A/s, pinge - 10 9 V/s, sisselülitusaeg ulatub mõnest kümnendikust kuni mitmekümne mikrosekundini, väljalülitusaeg mitmest ühikust mitmesaja mikrosekundini; Tõhusus ulatub 99% -ni.

Rakendus

• Juhitavad alaldid
• Muundurid (inverterid)
• Võimsuse regulaatorid (dimmerid)

Vaata ka

• CDI (kondensaatori tühjenemise süüde)

Märkmed

Kirjandus

• GOST 15133-77.
• Kublanovsky. Ya.S. Türistorseadmed. - 2. väljaanne, muudetud. ja täiendav - M.: Raadio ja side, 1987. - 112 lk.: ill. - (Massiraadio raamatukogu. 1104. väljaanne).

Lingid

• Türistorid: tööpõhimõte, konstruktsioonid, tüübid ja kaasamismeetodid
• Türistorite ja triakide juhtimine mikrokontrolleri või digitaalse vooluahela kaudu
• Toitesüsteemide muundurid
• Rogachev K.D. Kaasaegsed toitelülitusega türistorid.
• Imporditud türistorite kodumaised analoogid
• Türistorite ja analoogide kataloogid, Türistorite vahetus, dioodide vahetus. Zeneri dioodid

Passiivne tahkis olek	Takisti Muutuv takisti Trimmer takisti Varistor Kondensaator Muutuv kondensaator Trimmer kondensaator Induktiivpool Kvartsresonaator· Kaitsmed · Ise lähtestuv kaitse Trafo
Aktiivne tahkis olek	Diood· LED · Fotodiood · Pooljuhtlaser · Schottky diood· Zener diood · Stabilisaator · Varicap · Varicond Dioodi sild · Laviini diood · Tunneldiood · Gunn diood Transistor · Bipolaarne transistor · Väljatransistor · CMOS transistor ·

Diagrammides ja tehnilises dokumentatsioonis kasutatakse sageli erinevaid termineid ja sümboleid, kuid mitte kõik algajad elektrikud ei tea nende tähendust. Teeme ettepaneku arutada, millised on keevitamiseks mõeldud võimsustüristorid, nende tööpõhimõtted, nende seadmete omadused ja märgistus.

Mis on türistor ja nende tüübid

Paljud on näinud türistoreid "Jooksva tule" vanikus; see on kirjeldatud seadme ja selle toimimise lihtsaim näide. Ränialaldi ehk türistor on väga sarnane transistoriga. See on mitmekihiline pooljuhtseade, mille põhimaterjal on räni, enamasti plastkorpuses. Kuna selle tööpõhimõte on väga sarnane alaldi dioodiga (vahelduvvoolu alaldi seadmed või dinistorid), on tähistus diagrammidel sageli sama - seda peetakse alaldi analoogiks.

Foto – jooksva tulepärja diagramm

Seal on:

• ABB väljalülitatavad türistorid (GTO),
• standardne SEMIKRON,
• võimas laviini tüüp TL-171,
• optronid (näiteks TO 142-12.5-600 või MTOTO 80 moodul),
• sümmeetriline TS-106-10,
• madala sagedusega MTT-d,
• triac BTA 16-600B või VT pesumasinatele,
• sagedus TBC,
• välismaa TPS 08,
• TYN 208.

Kuid samal ajal kasutatakse IGBT või IGCT tüüpi transistore kõrgepingeseadmete jaoks (ahjud, tööpingid ja muu tööstusautomaatika).

Foto – türistor

Kuid erinevalt dioodist, mis on kahekihiline (PN) transistor (PNP, NPN), koosneb türistor neljast kihist (PNPN) ja see pooljuhtseade sisaldab kolme p-n-siirdeid. Sellisel juhul muutuvad dioodialaldid vähem tõhusaks. Seda näitavad hästi nii türistori juhtimisahel kui ka kõik elektrikute teatmeteosed (näiteks raamatukogus saate tasuta lugeda autori Zamyatini raamatut).

Türistor on ühesuunaline vahelduvvoolu muundur, mis tähendab, et see juhib voolu ainult ühes suunas, kuid erinevalt dioodist saab seadet panna töötama avatud vooluahela lüliti või alalisvoolu alaldusdioodina. Teisisõnu, pooljuhttüristorid saavad töötada ainult lülitusrežiimis ja neid ei saa kasutada võimendusseadmetena. Türistori võti ei ole võimeline iseseisvalt suletud asendisse liikuma.

Räniga juhitav alaldi on üks mitmest toitepooljuhtseadmest koos triacide, vahelduvvooludioodide ja ühendustransistoridega, mis võivad väga kiiresti lülituda ühest režiimist teise. Sellist türistorit nimetatakse kiireks. Loomulikult mängib siin suurt rolli seadme klass.

Türistori rakendus

Türistorite otstarve võib olla väga erinev, näiteks on väga populaarsed isetehtud türistoreid kasutav keevitusinverter, auto laadija (toiteallikas türistor) ja isegi generaator. Tänu sellele, et seade ise suudab läbida nii madal- kui kõrgsageduskoormust, saab seda kasutada ka keevitusmasinate trafo jaoks (nende sild kasutab just neid osi). Osa töö juhtimiseks on sel juhul vaja türistori pingeregulaatorit.

Foto - LATR-i asemel türistori kasutamine

Ärge unustage mootorrataste süütetüristorit.

Disaini ja tööpõhimõtte kirjeldus

Türistor koosneb kolmest osast: “anood”, “katood” ja “sisend”, mis koosnevad kolmest p-n-siirdest, mis võivad väga suurel kiirusel lülituda “ON” ja “OFF” asendi vahel. Kuid samal ajal saab seda lülitada ka asendist “ON” erinevateks kestusteks, st mitme pooltsükli jooksul, et anda koormale teatud kogus energiat. Türistori tööd saab paremini seletada, eeldades, et see koosneb kahest üksteisega ühendatud transistorist, nagu paar täiendavat regeneratiivset lülitit.

Lihtsamad mikroskeemid demonstreerivad kahte transistorit, mis on kombineeritud nii, et kollektori vool pärast käsku "Start" voolab NPN-transistori TR 2 kanalitesse otse PNP-transistori TR 1. Sel ajal on vool TR-st 1 voolab kanalitesse TR 2 alustesse. Need kaks omavahel ühendatud transistorit on paigutatud nii, et baasemitter saab voolu teise transistori kollektor-emitterilt. See nõuab paralleelset paigutust.

Foto – türistor KU221IM

Vaatamata kõikidele ohutusmeetmetele võib türistor tahtmatult ühest asendist teise liikuda. See juhtub voolu järsu hüppe, temperatuurimuutuste ja muude erinevate tegurite tõttu. Seetõttu peate enne türistori KU202N, T122 25, T 160, T 10 10 ostmist mitte ainult kontrollima seda testeriga (rõngaga), vaid tutvuma ka tööparameetritega.

Tüüpilised türistori voolu-pinge omadused

Selle keerulise teema arutamise alustamiseks vaadake türistori voolu-pinge omaduste diagrammi:

Foto - türistori voolu-pinge karakteristiku omadused

1. Segment 0 ja (Vо,IL) vahel vastab täielikult seadme otsesele lukustamisele;
2. Vvo sektsioonis on türistor asendis "ON";
3. Tsoonide (Vvo, IL) ja (Vн,In) vaheline segment on türistori sisselülitatud olekus üleminekuasend. Just selles piirkonnas ilmneb nn dinistori efekt;
4. Punktid (Vн,In) näitavad omakorda graafikul seadme otsest avanemist;
5. Punktid 0 ja Vbr on sektsioon, kus türistor on välja lülitatud;
6. Sellele järgneb segment Vbr - see näitab pöördjaotusrežiimi.

Loomulikult võivad kaasaegsed kõrgsageduslikud raadiokomponendid vooluringis mõjutada voolu-pinge omadusi ebaoluliselt (jahutid, takistid, releed). Samuti võivad sümmeetrilistel fototüristoridel, SMD zeneri dioodidel, optotüristoritel, trioodidel, optronidel, optoelektroonikatel ja muudel moodulitel olla erinevad voolu-pinge omadused.

Foto - türistorile iseloomulik vool-pinge

Lisaks juhime teie tähelepanu asjaolule, et antud juhul toimub seadme kaitse koormuse sisendil.

Türistori kontroll

Enne seadme ostmist peate teadma, kuidas türistorit multimeetriga testida. Mõõteseadet saab ühendada ainult nn testriga. Allpool on toodud diagramm, mille järgi sellist seadet saab kokku panna:

Foto – türistori tester

Kirjelduse järgi on vaja anoodile rakendada positiivset pinget, katoodile aga negatiivset pinget. Väga oluline on kasutada väärtust, mis ühtib türistori eraldusvõimega. Joonisel on kujutatud takistid nimipingega 9 kuni 12 volti, mis tähendab, et testeri pinge on veidi kõrgem kui türistoril. Pärast seadme kokkupanemist võite alustada alaldi kontrollimist. Selle sisselülitamiseks peate vajutama nuppu, mis saadab impulsssignaale.

Türistori testimine on väga lihtne, nupp saadab korraks juhtelektroodile avanemissignaali (katoodi suhtes positiivne). Pärast seda, kui türistoril süttivad tuled, loetakse seade mittetöötavaks, kuid võimsad seadmed ei reageeri alati kohe pärast koormuse saabumist.

Foto - türistorite testeri ahel

Lisaks seadme kontrollimisele on soovitatav kasutada ka spetsiaalseid kontrollereid või türistorite ja triakide OWEN BOOST või muude kaubamärkide juhtplokki, mis toimib ligikaudu samamoodi nagu türistori võimsusregulaator. Peamine erinevus on laiem pingevahemik.

Video: türistori tööpõhimõte

Tehnilised andmed

Vaatleme KU 202e seeria türistori tehnilisi parameetreid. See seeria esitleb koduseid väikese võimsusega seadmeid, mille põhikasutus piirdub kodumasinatega: kasutatakse elektriahjude, küttekehade jms käitamiseks.

Alloleval joonisel on näidatud türistori pinout ja põhiosad.

Foto – ku 202

1. Seadke tagurpidi sisselülitatud pinge (max) 100 V
2. Suletud pinge 100 V
3. Pulss avatud asendis – 30 A
4. Korduv impulss avatud asendis 10 A
5. Keskpinge<=1,5 В
6. Mitteavamispinge >=0,2 V
7. Seadke vool avatud asendisse<=4 мА
8. Pöördvool<=4 мА
9. Konstantse tüüpi lukustusvool<=200 мА
10. Seadistage konstantne pinge<=7 В
11. Õigel ajal<=10 мкс
12. Väljalülitusaeg<=100 мкс

Seade lülitub sisse mikrosekundite jooksul. Kui teil on vaja kirjeldatud seadet välja vahetada, konsulteerige elektrikaupluse müügikonsultandiga - ta saab skeemi järgi analoogi valida.

Foto – türistor Ku202n

Türistori hind sõltub selle kaubamärgist ja omadustest. Soovitame osta koduseid seadmeid – need on vastupidavamad ja soodsamad. Spontaansetel turgudel saate osta kvaliteetse võimsa muunduri kuni saja rubla eest.

Jõuelektroonika pooljuhtseadmete loomine algas 1953. aastal, mil sai võimalikuks saada kõrge puhtusastmega räni ja moodustada suuremõõtmelisi ränikettaid. 1955. aastal loodi esimest korda neljakihilise struktuuriga pooljuhtjuhitav seade, mida kutsuti türistoriks.

See lülitati sisse, rakendades juhtelektroodile impulsi positiivse pingega anoodi ja katoodi vahel. Türistori väljalülitamine tagatakse seda läbiva alalisvoolu vähendamisega nullini, mille jaoks on välja töötatud palju induktiiv-mahtuvuslike lülitusahelate ahelaid. Need mitte ainult ei suurenda muunduri maksumust, vaid halvendavad ka selle kaalu ja mõõtmeid ning vähendavad töökindlust.

Seetõttu algasid türistori loomisega samaaegselt uuringud, mille eesmärk oli tagada selle väljalülitamine juhtelektroodi kaudu. Põhiprobleemiks oli laengukandjate kiire resorptsiooni tagamine baasaladel.

Esimesed sellised türistorid ilmusid 1960. aastal USA-s. Neid kutsuti Gate Turn Off (GTO). Meil on need rohkem tuntud kui lukustatavad või lülitatavad türistorid.

90ndate keskel töötati välja väljalülitatav türistor, millel oli juhtelektroodi rõngasklemm. Seda nimetati Gate Commutated Thyristor (GCT) ja sellest sai GTO tehnoloogia edasiarendus.

Türistorid GTO

Seade

Väljalülitatav türistor on täielikult juhitav pooljuhtseade, mis põhineb klassikalisel neljakihilisel struktuuril. See lülitatakse sisse ja välja, rakendades juhtelektroodile positiivseid ja negatiivseid vooluimpulsse. Joonisel fig. 1 kujutab väljalülitatud türistori sümbolit (a) ja plokkskeem (b). Sarnaselt tavalisele türistorile on sellel katood K, anood A ja juhtelektrood G. Seadmete struktuuride erinevused seisnevad n- ja p-juhtivusega horisontaalsete ja vertikaalsete kihtide erinevas paigutuses.

Katoodikihi n disain on läbi teinud suurima muutuse. See on jagatud mitmesaja elementaarrakuks, mis on ühtlaselt üle ala jaotatud ja ühendatud paralleelselt. See disain on tingitud soovist tagada seadme väljalülitamisel kogu pooljuhtstruktuuri piirkonnas ühtlane voolu vähenemine.

Aluskihil p, hoolimata asjaolust, et see on valmistatud ühe üksusena, on suur hulk juhtelektroodide kontakte (ligikaudu võrdne katoodelementide arvuga), mis on samuti ühtlaselt jaotatud üle ala ja ühendatud paralleelselt. Aluskiht n on valmistatud sarnaselt tavalise türistori vastava kihiga.

Anoodikihil p on šundid (tsoonid n), mis ühendavad n-aluse väikeste hajutatud takistuste kaudu anoodikontaktiga. Anoodsunte kasutatakse türistorites, millel puudub vastupidine blokeerimisvõime. Need on ette nähtud seadme seiskamisaja vähendamiseks, parandades tingimusi laengute väljavõtmiseks baaspiirkonnast n.

GTO türistorite põhikonstruktsioon on tahvelarvuti tüüpi neljakihilise räniplaadiga, mis on asetatud läbi temperatuuri kompenseerivate molübdeenketaste kahe vasest aluse vahele, millel on suurenenud soojus- ja elektrijuhtivus. Juhtelektrood, mille klemm on keraamilises korpuses, on kontaktis räniplaadiga. Seade on kinnitatud kontaktpindadega kahe jahuti poole vahel, mis on üksteisest eraldatud ja mille konstruktsioon on määratud jahutussüsteemi tüübi järgi.

Tööpõhimõte

GTO türistori tsüklil on neli faasi: sees, juhtiv, välja lülitatud ja blokeerimine.

Türistori konstruktsiooni skemaatilises lõikes (joonis 1, b) on konstruktsiooni alumine klemm anood. Anood on kontaktis kihiga p. Seejärel on alt üles: aluskiht n, aluskiht p (millel on juhtelektroodi klemm), kiht n, mis on otseses kontaktis katoodiklemmiga. Neli kihti moodustavad kolm p-n üleminekut: j1 kihtide p ja n vahel; j2 kihtide n ja p vahel, j3 kihtide p ja n vahel.

Faas 1- kaasamine. Türistori struktuuri üleminek blokeerimisolekust juhtivasse olekusse (sisselülitamine) on võimalik ainult siis, kui anoodi ja katoodi vahele on rakendatud alalispinge. Üleminekud j1 ja j3 on nihutatud ettepoole ega sega laengukandjate läbimist. Kogu pinge rakendatakse keskmisele ristmikule j2, mis on vastupidine. j2 ülemineku lähedal moodustub laengukandjatest ammendatud tsoon, mida nimetatakse ruumilaengu piirkonnaks. GTO türistori sisselülitamiseks rakendatakse juhtelektroodile ja katoodile juhtahela kaudu positiivse polaarsusega U G pinge ("+" klemm p-kihile). Selle tulemusena liigub lülitusvool I G läbi ahela.

Väljalülitatavatel türistoritel on ranged nõuded dIG/dt serva kaldele ja IGM juhtvoolu amplituudile. Läbi ristmiku j3 hakkab lisaks lekkevoolule voolama ka sisselülitusvool I G. Selle voolu tekitavad elektronid süstitakse kihist n kihti p. Järgmisena kantakse osa neist põhisiirde j2 elektrivälja toimel üle kihti n.

Samal ajal suureneb aukude vastusüst kihist p kihti n ja seejärel kihti p, st. Toimub vähemuslaengukandjate tekitatud voolu suurenemine.

Baasi ristmikku j2 läbiv koguvool ületab sisselülitusvoolu, türistor avaneb, misjärel laengukandjad läbivad vabalt kõiki selle nelja piirkonda.

2. faas- juhtiv olek. Alalisvoolu voolurežiimis pole juhtvoolu I G vaja, kui vool anoodiahelas ületab hoidevoolu. Praktikas on aga selleks, et kõik väljalülitatud türistori struktuurid oleksid pidevalt juhtivas olekus, siiski vaja säilitada antud temperatuurirežiimi jaoks ette nähtud vool. Seega kogu sisselülitamise ja juhtivuse oleku ajal genereerib juhtsüsteem positiivse polaarsusega vooluimpulsi.

Juhtivas olekus tagavad kõik pooljuhtstruktuuri alad laengukandjate ühtlase liikumise (elektronid katoodilt anoodile, augud vastassuunas). Anoodi vool liigub läbi üleminekute j1, j2 ning anoodi ja juhtelektroodi koguvool läbi ülemineku j3.

3. faas- Lülita välja. Konstantse pingepolaarsusega U T (vt joonis 3) GTO türistori väljalülitamiseks rakendatakse juhtelektroodile ja katoodile juhtahela kaudu negatiivse polaarsusega UGR pinge. See põhjustab väljalülitusvoolu, mille voolamine viib põhilaengukandjate (aukude) resorptsioonile aluskihis p. Teisisõnu toimub rekombinatsioon aukudest, mis sisenesid kihti p aluskihist n, ja elektronidest, mis sisenesid samasse kihti juhtelektroodi kaudu.

Kui baasi ristmik j2 neist vabaneb, hakkab türistor välja lülituma. Seda protsessi iseloomustab türistori pärivoolu I T järsk langus lühikese aja jooksul väikese väärtuseni I TQT (vt joonis 2). Vahetult pärast baassiirde j2 lukustamist hakkab üleminek j3 sulguma, kuid tänu juhtahelate induktiivsusse salvestatud energiale jääb see mõneks ajaks veidi avatud olekusse.

Riis. 2. Anoodivoolu (iT) ja juhtelektroodi (iG) muutuste graafikud

Pärast kogu juhtahela induktiivsusesse salvestatud energia tarbimist lülitatakse katoodipoolne ristmik j3 täielikult välja. Sellest hetkest alates on türistori läbiv vool võrdne lekkevooluga, mis voolab anoodilt katoodile läbi juhtelektroodi ahela.

Rekombinatsiooniprotsess ja seega ka väljalülitustüristori väljalülitamine sõltub suuresti eesmise dIGQ/dt kaldest ja vastupidise juhtvoolu amplituudist I GQ. Selle voolu vajaliku kalde ja amplituudi tagamiseks tuleb juhtelektroodile rakendada pinge UG, mis ei tohiks ületada üleminekuks j3 lubatud väärtust.

4. faas- blokeerimisseisund. Blokeerimisrežiimis jääb juhtploki negatiivse polaarsusega pinge U GR juhtelektroodile ja katoodile rakendatuks. Koguvool I GR voolab läbi juhtahela, mis koosneb türistori lekkevoolust ja ristmikku j3 läbivast pöördjuhtvoolust. Üleminek j3 on vastupidine. Seega on pärisuunas blokeerivas olekus GTO türistoris kaks ristmikku (j2 ja j3) tagurpidi eelpingestatud ja moodustuvad kaks ruumilaengu piirkonda.

Kogu seiskamise ja blokeerimise ajal genereerib juhtsüsteem negatiivse polaarsusega impulsi.

Ohutusahelad

GTO türistorite kasutamine eeldab spetsiaalsete kaitseahelate kasutamist. Need suurendavad kaalu ja mõõtmeid, muunduri maksumust ja nõuavad mõnikord täiendavaid jahutusseadmeid, kuid on vajalikud seadmete normaalseks tööks.

Iga kaitseahela eesmärk on piirata pooljuhtseadme vahetamisel ühe kahest elektrienergia parameetrist kasvukiirust. Sel juhul on kaitseahela CB kondensaatorid (joonis 3) ühendatud paralleelselt kaitstud seadmega T. Need piiravad türistori väljalülitamisel päripinge dUT/dt suurenemise kiirust.

LE drosselid paigaldatakse järjestikku seadmega T. Need piiravad pärivoolu dIT/dt tõusu kiirust türistori sisselülitamisel. Iga seadme dUT/dt ja dIT/dt väärtused on standardiseeritud, need on märgitud teatmeteostes ja seadmete passiandmetes.

Riis. 3. Kaitselülituse skeem

Lisaks kondensaatoritele ja drosselidele kasutatakse kaitseahelates täiendavaid elemente, mis tagavad reaktiivsete elementide tühjenemise ja laadimise. Nende hulka kuuluvad: diood DB, mis möödub takistist RB, kui türistor T on välja lülitatud ja kondensaator CB on laetud, takisti RB, mis piirab kondensaatori CB tühjendusvoolu, kui türistor T on sisse lülitatud.

Kontrollsüsteem

Juhtimissüsteem (CS) sisaldab järgmisi funktsionaalseid plokke: lubamisahel, mis koosneb ahelast lahtilukustusimpulsi genereerimiseks ja signaaliallikast türistori avatud olekus hoidmiseks; ahel lukustussignaali genereerimiseks; ahel türistori suletud olekus hoidmiseks.

Kõik juhtimissüsteemi tüübid ei nõua kõiki loetletud plokke, kuid iga juhtimissüsteem peab sisaldama ahelaid avamis- ja lukustusimpulsside genereerimiseks. Sel juhul on vaja tagada väljalülitatud türistori juhtahela ja toiteahela galvaaniline isolatsioon.

Väljalülitatud türistori töö juhtimiseks kasutatakse kahte peamist juhtimissüsteemi, mis erinevad selle poolest, kuidas nad edastavad signaali juhtelektroodile. Joonisel fig. 4, allutatakse loogilise ploki St genereeritud signaalidele galvaaniline isolatsioon (potentsiaalide eraldamine), misjärel suunatakse need läbi klahvide SE ja SA väljalülitatud türistori T juhtelektroodile. Teisel juhul suunatakse signaalid esmalt vajutage klahvidele SE (sisse) ja SA (väljas), mis on juhtseadmega sama potentsiaali all, seejärel suunatakse juhtelektroodile galvaanilise isolatsiooniseadmete UE ja UA kaudu.

Sõltuvalt SE ja SA võtmete asukohast eristatakse madala potentsiaaliga (NPSU) ja kõrge potentsiaaliga (VPSU, joon. 4) juhtimisskeeme.

Riis. 4. Juhtahela valik

NPSU juhtimissüsteem on struktuurilt lihtsam kui VPSU, kuid selle võimalused on piiratud nii türistorit läbiva alalisvoolu režiimis töötavate pikaajaliste juhtsignaalide genereerimise kui ka juhtimpulsside järsuse tagamise osas. Pikaajaliste signaalide genereerimiseks on vaja kasutada kallimaid push-pull ahelaid.

VPSU-s saavutatakse kergemini kõrge kalle ja juhtsignaali pikem kestus. Lisaks kasutatakse siin täielikult juhtsignaali, samas kui NPSU-s piirab selle väärtust potentsiaalieraldusseade (näiteks impulsstrafo).

Teabesignaal - sisse- või väljalülitamise käsk - antakse tavaliselt vooluringile läbi optoelektroonilise muunduri.

Türistorid GCT

90ndate keskel töötasid ABB ja Mitsubishi välja uut tüüpi väravakommuteeritud türistori (GCT). Tegelikult on GCT GTO edasine täiustamine või selle moderniseerimine. Kuid juhtelektroodi põhimõtteliselt uus disain, samuti seadme väljalülitamisel toimuvad märgatavalt erinevad protsessid, on soovitatav seda kaaluda.

GCT loodi nii, et see oleks vaba GTO puudustest, seega peame esmalt lahendama GTO-ga seotud probleemid.

GTO peamiseks puuduseks on suured energiakaod seadme kaitseahelates selle ümberlülitamise ajal. Sageduse suurendamine suurendab kadusid, nii et praktikas lülitatakse GTO türistorid sagedusega mitte üle 250-300 Hz. Peamised kaod tekivad takistis RB (vt joonis 3), kui türistor T on välja lülitatud ja sellest tulenevalt ka kondensaator CB tühjeneb.

Kondensaator CB on loodud piirama päripinge du/dt kasvukiirust, kui seade on välja lülitatud. Tehes türistori du/dt-efekti suhtes tundetuks, oli võimalik loobuda snubber-ahelast (lülitustee moodustamise skeem), mida rakendati GCT konstruktsioonis.

Juhtimis- ja disainifunktsioonid

GCT türistorite peamine omadus võrreldes GTO seadmetega on kiire väljalülitamine, mis saavutatakse nii juhtimispõhimõtte muutmise kui ka seadme disaini täiustamise kaudu. Kiire väljalülitamine realiseerub türistori struktuuri muutmisega transistori struktuuriks, kui seade on välja lülitatud, mis muudab seadme du/dt efekti suhtes tundlikuks.

GCT-d sisselülitus-, juhtivus- ja blokeerimisfaasis juhitakse samamoodi nagu GTO-d. Kui GCT on välja lülitatud, on sellel kaks funktsiooni:

• juhtvool Ig on võrdne anoodivooluga Ia või ületab seda (GTO türistorite puhul on Ig 3–5 korda väiksem);
• juhtelektroodil on madal induktiivsus, mis võimaldab saavutada juhtvoolu tõusukiiruse dig/dt 3000 A/µs või rohkem (GTO türistoritel on dig/dt väärtus 30-40 A/µs).

Riis. 5. Voolude jaotus GCT türistori struktuuris väljalülitamisel

Joonisel fig. Joonisel 5 on näidatud voolude jaotus GCT türistori struktuuris, kui seade on välja lülitatud. Nagu öeldud, on sisselülitusprotsess sarnane GTO türistorite sisselülitamisega. Sulgemisprotsess on erinev. Pärast negatiivse kontrollimpulsi (-Ig) rakendamist, mis on amplituudilt võrdne anoodivoolu (Ia) väärtusega, suunatakse kogu seadet läbiv alalisvool juhtsüsteemi ja jõuab katoodini, möödudes üleminekust j3 (piirkondade p ja vahel). n). Ühendus j3 on vastupidine ja katoodtransistor npn lülitub välja. GCT edasine väljalülitamine sarnaneb mis tahes bipolaarse transistori väljalülitamisega, mis ei nõua päripinge du/dt tõusukiiruse välist piiramist ja seetõttu võimaldab sulgurahela puudumist.

GCT disaini muutus on tingitud asjaolust, et seadmes väljalülitamisel toimuvad dünaamilised protsessid kulgevad üks kuni kaks suurusjärku kiiremini kui GTO-s. Seega, kui GTO minimaalne väljalülitus- ja blokeerimisaeg on 100 μs, siis GCT puhul ei ületa see väärtus 10 μs. Juhtvoolu tõusukiirus GCT väljalülitamisel on 3000 A/µs, GTO - ei ületa 40 A/µs.

Lülitusprotsesside kõrge dünaamika tagamiseks muudeti juhtelektroodi väljundi konstruktsiooni ja seadme ühendamist juhtimissüsteemi impulsside kujundajaga. Väljund tehakse rõngas, mis ümbritseb seadet ringiga. Rõngas läbib türistori keraamilist korpust ja on kontaktis: sees juhtelektroodi rakkudega; väljaspool - plaadiga, mis ühendab juhtelektroodi impulsi moodustajaga.

Nüüd toodavad GTO türistoreid mitmed suured ettevõtted Jaapanis ja Euroopas: Toshiba, Hitachi, Mitsubishi, ABB, Eupec. Seadme parameetrid pingele UDRM: 2500 V, 4500 V, 6000 V; voolu ITGQM (maksimaalne korduv lukustusvool): 1000 A, 2000 A, 2500 A, 3000 A, 4000 A, 6000 A.

GCT türistoreid toodavad Mitsubishi ja ABB. Seadmed on mõeldud UDRM pingele kuni 4500 V ja ITGQM voolule kuni 4000 A.

Praegu toodetakse GCT ja GTO türistoreid Venemaa ettevõttes Elektrovypryamitel OJSC (Saransk) Toodetakse TZ-243, TZ-253, TZ-273, ZTA-173, ZTA-193, ZTF-193 seeria türistoreid (sarnaseid GCT ) jne räniplaadi läbimõõduga kuni 125 mm ja pingevahemikuga UDRM 1200 - 6000 V ja vooluga ITGQM 630 - 4000 A.

Paralleelselt väljalülitatavate türistoritega ja nendega koos kasutamiseks on JSC Elektrovypryamitel välja töötanud ja seeriatootmises kasutusele võtnud kiire taastumisega dioodid summutusahelate ja pöördvooludioodide jaoks, samuti võimsa impulsstransistori väljundastmete jaoks. juhtseadme (juhtimissüsteem).

Türistorid IGCT

Tänu range kontrolli kontseptsioonile (legeerivate profiilide peenkontroll, mesatehnoloogia, prootonite ja elektronide kiiritamine juhitavate rekombinatsioonikeskuste erijaotuse loomiseks, nn läbipaistvate või õhukeste emitterite tehnoloogia, puhverkihi kasutamine n-baaspiirkond jne) oli võimalik saavutada GTO omaduste oluline paranemine väljalülitatuna. Järgmine suur edusamm HD GTO tehnoloogias seadme, juhtimise ja rakenduste vaatenurgast oli juhitavate seadmete idee, mis põhinevad uuel integreeritud värava kommuteeritud türistoril (IGCT). Tänu tihedale juhtimistehnoloogiale suurendab ühtlane lülitamine IGCT ohutut tööpiirkonda laviini purunemisega piiratud piirini, st. räni füüsilistele võimalustele. Kaitseahelaid du/dt ületamise eest pole vaja. Koos täiustatud võimsuskadude jõudlusega on kilohertsivahemikus leitud uusi rakendusi. Juhtimiseks vajalik võimsus väheneb võrreldes tavaliste GTO-dega 5 korda, seda peamiselt tänu läbipaistvale anoodikonstruktsioonile. Uus monoliitsete integreeritud suure võimsusega dioodidega IGCT-seadmete perekond on välja töötatud rakenduste jaoks vahemikus 0,5–6 MV*A. Olemasolevate jada- ja paralleelühenduse tehniliste võimaluste juures võimaldavad IGCT-seadmed tõsta võimsustaset mitmesaja megavoldini – ampriteni.

Integreeritud juhtseadmega katoodivool väheneb enne, kui anoodi pinge hakkab kasvama. See saavutatakse tänu juhtelektroodi ahela väga madalale induktiivsusele, mis saavutatakse juhtelektroodi koaksiaalühenduse kaudu koos mitmekihilise juhtplaadiga. Selle tulemusena oli võimalik saavutada väljalülitusvoolu kiirus 4 kA/µs. Juhtpingel UGK=20 V. Katoodivoolu nullimisel läheb järelejäänud anoodivool juhtseadmesse, millel on sel hetkel madal takistus. Tänu sellele on juhtseadme energiatarve minimaalne.

Töötades "kõva" juhtimisega, lülitub türistor sisselülitamisel olekust p-n-p-n 1 μs jooksul p-n-p režiimi. Väljalülitamine toimub täielikult transistori režiimis, välistades igasuguse käivitusefekti.

Seadme paksuse vähendamine saavutatakse anoodipoolse puhverkihi kasutamisega. Võimsuspooljuhtide puhverkiht parandab traditsiooniliste elementide jõudlust, vähendades nende paksust 30% sama pärisuunalise läbilöögipinge juures. Õhukeste elementide peamine eelis on täiustatud tehnoloogilised omadused madalate staatiliste ja dünaamiliste kadudega. Selline puhverkiht neljakihilises seadmes nõuab anoodi lühiste eemaldamist, kuid vabastab siiski tõhusalt elektrone seiskamise ajal. Uus IGCT seade ühendab puhverkihi läbipaistva anoodemitteriga. Läbipaistev anood on vooluga juhitava emitteri efektiivsusega p-n-siirde.

Maksimaalse mürakindluse ja kompaktsuse tagamiseks ümbritseb juhtseade IGCT-d, moodustades jahutiga ühtse struktuuri ja sisaldab ainult seda osa vooluringist, mis on vajalik IGCT enda juhtimiseks. Selle tulemusena väheneb juhtseadme elementide arv, soojuse hajumise parameetrid, elektrilised ja termilised ülekoormused. Seetõttu vähenevad oluliselt ka juhtseadme maksumus ja rikete määr. Integreeritud juhtseadmega IGCT on hõlpsasti moodulisse kinnitatav ning optilise kiu kaudu täpselt ühendatud toiteallika ja juhtsignaali allikaga. Vedru lihtsalt vabastades rakendatakse IGCT-le täpselt arvutatud kinnitusjõud, mis loob tänu hoolikalt kavandatud kinnituskontaktisüsteemile elektrilise ja termilise kontakti. See tagab maksimaalse monteerimise lihtsuse ja maksimaalse töökindluse. Kui IGCT töötab ilma summutita, peab ka vabakäigudiood töötama ilma snubberita. Neid nõudeid täidab suure võimsusega diood täiustatud omadustega kinnituspakendis, mis on toodetud kiiritusmeetodil koos klassikaliste protsessidega. Di/dt andmise võime määrab dioodi töö (vt joonis 6).

Riis. 6. IGCT kolmefaasilise inverteri lihtsustatud skeem

IGCT peamine tootja on ABB Türistori pinge parameetrid U DRM: 4500 V, 6000 V; praegune ITGQM: 3000 A, 4000 A.

Järeldus

Jõutransistoride tehnoloogia kiire areng 90ndate alguses tõi kaasa uue seadmete klassi – isoleeritud paisuga bipolaarsed transistorid (IGBT – Insulated Gate Bipolar Transistors). IGBT peamised eelised on kõrge töösagedus, efektiivsus, lihtsus ja juhtimisahelate kompaktsus (väikese juhtvoolu tõttu).

Kuni 4500 V tööpingega ja kuni 1800 A voolu lülitusvõimega IGBT-de ilmumine viimastel aastatel on viinud sulgurtüristorite (GTO) nihkumiseni seadmetes võimsusega kuni 1 MW ja pingega kuni 3,5 kV.

Uued IGCT-seadmed, mis on võimelised töötama sagedustel 500 Hz kuni 2 kHz ja pakuvad paremat jõudlust kui IGBT-d, ühendavad aga optimaalse kombinatsiooni tõestatud türistoritehnoloogiast, selle loomupärasest madalast kadudest ning häguse ja ülitõhusa väljalülitustehnoloogia. juhtelektrood IGCT on tänapäeval ideaalne lahendus kesk- ja kõrgepinge jõuelektroonika rakenduste jaoks.

Kahepoolse jahutusradiaatoriga kaasaegsete võimsate toitelülitite omadused on toodud tabelis. 1.

Tabel 1. Kahepoolse jahutusradiaatoriga kaasaegsete võimsate toitelülitite omadused

Seadme tüüp	Eelised	Puudused	Kasutusvaldkonnad
Traditsiooniline türistor (SCR)	Väikseim kaod sisselülitatud olekus. Suurim ülekoormusvõime. Kõrge töökindlus. Lihtsalt ühendatav paralleelselt ja järjestikku.	Ei ole võimalik sundlukustamiseks juhtelektroodi kaudu. Madal töösagedus.	DC ajam; võimsad toiteallikad; keevitamine; sulatamine ja kuumutamine; staatilised kompensaatorid; AC võtmed
GTO	Kontrollitud lukustusvõime. Suhteliselt suur ülekoormusvõime. Jadaühenduse võimalus. Töösagedused kuni 250 Hz pingetel kuni 4 kV.	Suured kaod sisselülitatud olekus. Väga suured kaod juhtimissüsteemis. Komplekssed süsteemid energia juhtimiseks ja potentsiaali varustamiseks. Suured lülituskaod.	Elektriajam; staatilised kompensaatorid;reaktiivvõimsus; katkematu toitesüsteemid;induktsioonküte
IGCT	Kontrollitud lukustusvõime. Ülekoormusvõime on sama, mis GTO-l. Madalad sisselülituskaod. Töösagedus - kuni ühikut, kHz. Sisseehitatud juhtseade (draiver). Jadaühenduse võimalus.	Ei tuvastatud kasutuskogemuse puudumise tõttu	Võimsad toiteallikad (alalisvoolu ülekandeliinide inverter ja alaldi alajaamad); elektriajam (pingemuundurid sagedusmuunduritele ja elektriajamid erinevatel eesmärkidel)
IGBT	Kontrollitud lukustusvõime. Kõrgeim töösagedus (kuni 10 kHz). Lihtne väikese võimsusega juhtimissüsteem. Sisseehitatud draiver.	Väga suured kaod sisselülitatud olekus.	Elektriajam (hakkurid); Katkematu toitesüsteemid; staatilised kompensaatorid ja aktiivfiltrid; peamised toiteallikad

Töö selgeks ettekujutamiseks on vaja anda ettekujutus türistori töö olemusest.

Kontrollitav juht, mis koosneb neljast pooljuhtsiirdest P-N-P-N. Selle tööpõhimõte on sarnane dioodi omaga ja see toimub siis, kui juhtelektroodile antakse elektrivool.

Voolu läbimine türistorist on võimalik ainult siis, kui anoodi potentsiaal on suurem kui katoodi potentsiaal. Türistori läbiv vool lakkab voolamast, kui voolu väärtus langeb sulgemisläveni. Juhtelektroodile voolav vool ei mõjuta voolu väärtust türistori põhiosas ja lisaks ei vaja see türistori põhiolekus pidevat tuge, seda on vaja ainult türistori avamiseks.

Türistoril on mitu otsustavat omadust

Avatud olekus, mis on voolu kandva funktsiooni jaoks soodne, iseloomustavad türistorit järgmised näitajad:

• Pingelangus, see määratakse sisetakistuse abil lävipingena.
• Maksimaalne lubatud voolutugevus on kuni 5000 A, mis on tüüpiline kõige võimsamatele komponentidele.

Türistori lukustatud olekus on see:

• Otsene maksimaalne lubatud pinge (kõrgem kui 5000A).
• Üldiselt on edasi- ja tagasivoolu pinge väärtused samad.
• Väljalülitusaeg või minimaalse väärtusega aeg, mille jooksul anoodi pinge positiivne väärtus katoodi suhtes ei mõjuta türistorit, vastasel juhul avaneb türistor spontaanselt lahti.
• Türistori avatud põhiosa juhtvool.

On türistoreid, mis on ette nähtud töötama madalatel sagedustel ja kõrgete sagedustega ahelates. Need on nn kiired türistorid, nende kasutusala on mõeldud mitme kilohertsi jaoks. Kiireid türistoreid iseloomustab ebavõrdsete päri- ja tagurpidi pingete kasutamine.

Pideva pinge väärtuse suurendamiseks

Riis. nr 1. Türistori ühendusmõõtmed ja joonis. m 1, m 2 – kontrollpunktid, kus avatud olekus mõõdetakse impulsi pinget. L 1 min – väikseim õhuvahe (kaugus) anoodi ja juhtelektroodi klemmide vahel; L 2 min – minimaalne kaugusvoolu läbipääsu pikkus lekib terminalide vahel.

Türistorite tüübid

• – dioodtüristor, millel on kaks klemmi anood ja katood.
• SCR – trioodtüristor on varustatud täiendava juhtelektroodiga.
• Triac on sümmeetriline türistor; see on türistorite vastandühendus ja sellel on võime suunata voolu edasi- ja tagasisuunas.

Riis. nr 2. Türistori struktuur (a) ja voolu-pinge karakteristik (volt-ampri karakteristik).

Türistorid on ette nähtud töötama erinevate sageduspiiridega ahelates, tavarakendustes saab türistoreid ühendada dioodidega, mis on omavahel ühendatud, seda omadust kasutatakse alalispinge suurendamiseks, mida komponent talub. väljas olek. Seda kasutatakse täiustatud vooluahelate jaoks türistorGTO (Värav Pöörake Oee - lukustatav türistor), on see täiesti juhitav. Selle lukustamine toimub juhtelektroodi kaudu. Seda tüüpi türistorite kasutamine on leidnud rakendust väga võimsates muundurites, kuna see suudab läbida suuri voolusid.

Kirjutage artiklile kommentaare, täiendusi, võib-olla jäin millestki kahe silma vahele. Heitke pilk peale, mul on hea meel, kui leiate minu omast midagi muud kasulikku.