Тиристорният модул използва мултиметър за разграничаване на трите електрода на тиристора
SilicON Controlled Rectifier, SCR се превърна в голяма фамилия, откакто се появи през 50-те години на миналия век, и нейните основни членове включват еднопосочни тиристори, двупосочни тиристори, светлинно управлявани тиристори, тиристори с обратно провеждане, изключващи тиристори, бързи тиристори и др. изчакайте. Днес всеки използва еднопосочен тиристор, който хората често наричат обикновен тиристор. Състои се от четири слоя полупроводникови материали, с три PN прехода и три външни електрода: електродът, изтеглен от първия слой на полупроводниковия тип P, се нарича анод A. Електродът, изтеглен от третия слой на полупроводниковия тип P, е наречен управляващ електрод G, а електродът, изтеглен от четвъртия слой полупроводник от N-тип, се нарича катод K. Може да се види от символа на веригата на тиристора, че той е еднопосочно проводимо устройство като диод и ключът е че има допълнителен управляващ електрод G, което го прави с напълно различни работни характеристики от диода.
Трите електрода на тиристора се различават с мултиметър
Трите електрода на обикновените тиристори могат да бъдат измерени със зъбно колело R×100 на мултиметъра. Както всички знаем, има pN преход между тиристорите G и K (Фигура 2(a)), което е еквивалентно на диод, G е положителният полюс, а K е отрицателният полюс. Следователно, според метода за тестване на диода, разберете два от трите полюса. Един полюс, измерете неговото предно и обратно съпротивление, съпротивлението е малко, черната писалка на мултиметъра е свързана към контролния полюс G, червената писалка е свързана към катода K, а останалата е анодът A. За тестване независимо дали тиристорът е добър или лош, можете да използвате току-що демонстрираната схема на учебната платка (Фигура 3). При включено захранване SB крушката е добра, ако свети, и е лоша, ако не свети.
Как да идентифицираме трите полюса на токоизправителя, управляван от силиций
Методът за идентифициране на трите полюса на тиристора е много прост. Съгласно принципа на pN прехода, просто използвайте мултицет, за да измерите стойността на съпротивлението между трите полюса.
Правото и обратното съпротивление между анода и катода е повече от няколкостотин хиляди ома, а правото и обратното съпротивление между анода и управляващия електрод е повече от няколкостотин хиляди ома (има две pN преходи между тях, и посоката Напротив, така че положителните и отрицателните посоки на анода и контролния полюс не са свързани).
Между управляващия електрод и катода има pN преход, така че неговото съпротивление в права посока е в диапазона от няколко ома до стотици ома, а обратното съпротивление е по-голямо от съпротивлението в права посока. Характеристиките на диода на контролния полюс обаче не са идеални. Обратната посока не е напълно блокирана и може да премине относително голям ток. Следователно понякога измереното обратно съпротивление на контролния полюс е относително малко, което не означава, че характеристиките на контролния полюс не са добри. . Освен това, когато измервате предното и обратното съпротивление на контролния полюс, мултицетът трябва да бъде поставен в блока R*10 или R*1, за да се предотврати обратната повреда на контролния полюс, когато напрежението е твърде високо.
Ако се измери, че катодът и анодът на компонента са били накъсо, или анодът и контролният полюс са накъсо, или контролният полюс и катодът са накъсо в обратна посока, или контролният полюс и катодът е с отворена верига, това означава, че компонентът е повреден.
Тиристорът е съкращението на силициев управляван токоизправителен елемент, който е полупроводниково устройство с висока мощност с четирислойна структура от три pN прехода. Всъщност функцията на тиристора не е само коригиране, той може да се използва и като непревключвател за бързо включване или изключване на веригата, осъществяване на инверсия на постоянен ток в променлив ток и промяна на променлив ток на една честота в друга честота AC и т.н. SCR, подобно на други полупроводникови устройства, имат предимствата на малък размер, висока ефективност, добра стабилност и надеждна работа. Появата му пренесе полупроводниковата технология от областта на слабото електричество в областта на силното електричество и се превърна в компонент, който се използва с нетърпение в промишлеността, селското стопанство, транспорта, военните научни изследвания, както и в търговски и граждански електрически уреди.
Структурата и характеристиките на тиристора
Тиристорът има три електрода - анод (A), катод (C) и затвор (G). Той има матрица с четирислойна структура, съставена от припокриващи се проводници p-тип и n-тип проводници, и има общо три pN прехода. Неговата структурна схема и символи.
Тиристорите са много различни по структура от силициевите токоизправителни диоди само с един pN преход. Четирислойната структура на тиристора и препратката на контролния полюс са положили основата за неговите отлични контролни характеристики на "контролиране на голямото с малкото". Когато се използва токоизправител, управляван от силиций, докато към контролния полюс се прилага малък ток или напрежение, може да се контролира голям аноден ток или напрежение. Понастоящем се произвеждат тиристорни елементи с токов капацитет от няколкостотин ампера или дори хиляди ампера. Обикновено тиристорът под 5 ампера се нарича тиристор с ниска мощност, а тиристорът над 50 ампера се нарича тиристор с висока мощност.
Защо тиристорът има управляемостта на "контрол на голямото с малкото"? По-долу използваме диаграма -27, за да анализираме накратко принципа на работа на тиристора.
На първо място, можем да видим, че първият, вторият и третият слой от катода са транзистор тип NpN, докато вторият, третият и четвъртият слой образуват друг транзистор тип pNp. Между тях вторият и третият слой са споделени от две припокриващи се тръби. По този начин еквивалентната електрическа схема на диаграма -27(C) може да бъде начертана за анализ. Когато се приложи напрежение Ea между анода и катода и се въведе положителен тригерен сигнал между управляващия електрод G и катода C (еквивалентен на базовия емитер на BG1), BG1 ще генерира базов ток Ib1, през Усилен, BG1 ще има колекторен ток IC1, увеличен 1 пъти. Тъй като колекторът на BG1 е свързан с основата на BG2, IC1 е базовият ток Ib2 на BG2. BG2 усилва колекторния ток IC2 от 2 в сравнение с Ib2 (Ib1) и го изпраща обратно към основата на BG1 за усилване. Този цикъл се усилва, докато BG1 и BG2 се включат напълно. Всъщност този процес е процес на "задействане в движение". За тиристора задействащият сигнал се добавя към управляващия електрод и тиристорът се включва незабавно. Времето на провеждане се определя главно от производителността на тиристора. След като тиристорът се задейства и включи, поради кръговата обратна връзка, токът, протичащ в основата на BG1, е не само първоначалният Ib1, но и токът, усилен от BG1 и BG2 ( 1* 2*Ib1), който е много по-голям отколкото Ib1, достатъчно, за да поддържа BG1 постоянно включен. По това време, дори ако сигналът за задействане изчезне, тиристорът остава включен. Само когато захранването Ea бъде прекъснато или Ea е намалено, така че колекторният ток в BG1 и BG2 да е по-малък от минималната стойност за поддържане на проводимостта, тиристорът може да бъде изключен. Разбира се, ако полярността на Ea е обърната, BG1 и BG2 ще бъдат в състояние на прекъсване поради обратното напрежение. По това време, дори ако сигналът за задействане е въведен, тиристорът не може да работи. Обратно, Ea е свързан към положителната посока, докато тригерният сигнал е отрицателен и тиристорът не може да бъде включен. Освен това, ако сигналът за задействане не е добавен и положителното анодно напрежение надвишава определена стойност, тиристорът също ще бъде включен, но това вече е ненормална работна ситуация.
Управляемата характеристика на тиристора за контрол на проводимостта (голям ток преминава през тиристора) чрез тригерен сигнал (малък тригерен ток) е важна характеристика, която го отличава от обикновените силициеви токоизправителни диоди.
Основното използване на тиристори във вериги
Най-основното приложение на обикновените тиристори е контролирано изправяне. Познатата верига за коригиране на диоди принадлежи към веригата за неконтролируемо коригиране. Ако диодът се замени с тиристор, може да се формира управляема токоизправителна верига, инвертор, регулиране на скоростта, възбуждане на двигателя, безконтактен ключ и автоматично управление. Сега рисувам най-простата еднофазна полувълнова управляема коригираща верига [Фигура 4(a)]. По време на положителния полупериод на синусоидалното променливо напрежение U2, ако няма входен импулс на задействане Ug към контролния полюс на VS, VS все още не може да бъде включен. Само когато U2 е в положителен полупериод и задействащият импулс Ug е приложен към контролния полюс, тиристорът се задейства за провеждане. Сега начертайте неговата диаграма на формата на вълната [Фигура 4(c) и (d)], може да се види, че само когато пристигне задействащият импулс Ug, има изходно напрежение UL на товара RL (защрихованата част на диаграмата на формата на вълната) . Ако Ug пристигне рано, тиристорът ще се включи рано; ако Ug пристигне късно, тиристорът ще се включи по-късно. Чрез промяна на времето на пристигане на задействащия импулс Ug на контролния полюс може да се регулира средната стойност UL на изходното напрежение върху товара (площта на защрихованата част). В електротехническата технология полупериодът на променлив ток често се задава на 180 градуса, което се нарича електрически ъгъл. По този начин, във всеки положителен половин цикъл на U2, електрическият ъгъл, изпитван от нулевата стойност до момента, в който пристигне задействащият импулс, се нарича контролен ъгъл; електрическият ъгъл, при който тиристорът е включен във всеки положителен полупериод, се нарича ъгъл на проводимост θ. Очевидно и двете, и θ се използват за представяне на обхвата на включване или блокиране на тиристора в полупериода на напрежението в права посока. Чрез промяна на ъгъла на управление или ъгъла на проводимост θ се променя средната стойност UL на импулсното постоянно напрежение върху товара и се осъществява контролируемото коригиране.
