Il modulo tiristore utilizza un multimetro per distinguere i tre elettrodi del tiristore
SilicON Controlled Rectifier, SCR si è sviluppato in una grande famiglia da quando è uscito negli anni '50, e i suoi membri principali includono tiristori unidirezionali, tiristori bidirezionali, tiristori controllati dalla luce, tiristori a conduzione inversa, tiristori di spegnimento, tiristori veloci, ecc. Aspettare. Oggi tutti usano un tiristore unidirezionale, che è ciò che le persone spesso chiamano un normale tiristore. È composto da quattro strati di materiali semiconduttori, con tre giunzioni PN e tre elettrodi esterni: l'elettrodo ricavato dal primo strato di semiconduttore di tipo P è detto anodo A., l'elettrodo ricavato dal terzo strato di semiconduttore di tipo P è detto anodo A. chiamato l'elettrodo di controllo G, e l'elettrodo tratto dal quarto strato di semiconduttore di tipo N è chiamato catodo K. Si può vedere dal simbolo del circuito del tiristore che è un dispositivo conduttivo unidirezionale come un diodo, e la chiave è che ha un ulteriore elettrodo di controllo G, che gli fa avere caratteristiche di funzionamento completamente diverse dal diodo.
I tre elettrodi del tiristore possono essere distinti con un multimetro
I tre elettrodi dei normali tiristori possono essere misurati con l'ingranaggio R×100 del multimetro. Come tutti sappiamo, esiste una giunzione pN tra i tiristori G e K (Figura 2(a)), che è equivalente a un diodo, G è il polo positivo e K è il polo negativo. Pertanto, secondo il metodo di test del diodo, scopri due dei tre poli. Un polo, misura la sua resistenza diretta e inversa, la resistenza è piccola, la penna nera del multimetro è collegata al polo di controllo G, la penna rossa è collegata al catodo K e quella rimanente è l'anodo A. Per testare se il tiristore è buono o cattivo, è possibile utilizzare il circuito della scheda didattica appena dimostrato (Figura 3). Quando l'alimentatore SB è collegato, la lampadina è buona se si accende, ma è cattiva se non si accende.
Come identificare i tre poli del raddrizzatore controllato al silicio
Il metodo per identificare i tre poli del tiristore è molto semplice. Secondo il principio della giunzione pN, basta utilizzare un multimetro per misurare il valore di resistenza tra i tre poli.
La resistenza diretta e inversa tra l'anodo e il catodo è superiore a poche centinaia di migliaia di ohm e la resistenza diretta e inversa tra l'anodo e l'elettrodo di controllo è superiore a poche centinaia di migliaia di ohm (ci sono due giunzioni pN tra di loro, e la direzione Al contrario, quindi le direzioni positive e negative dell'anodo e del polo di controllo non sono collegate).
C'è una giunzione pN tra l'elettrodo di controllo e il catodo, quindi la sua resistenza diretta è compresa tra diversi ohm e centinaia di ohm e la resistenza inversa è maggiore della resistenza diretta. Tuttavia, le caratteristiche del diodo del polo di controllo non sono ideali. La direzione inversa non è completamente bloccata e può passare una corrente relativamente grande. Pertanto, a volte la resistenza inversa del polo di controllo misurata è relativamente piccola, il che non significa che le caratteristiche del polo di controllo non siano buone. . Inoltre, quando si misura la resistenza diretta e inversa del polo di controllo, il multimetro deve essere posizionato nel blocco R*10 o R*1 per evitare la rottura inversa del polo di controllo quando la tensione è troppo alta.
Se si misura che il catodo e l'anodo del componente sono stati cortocircuitati, o l'anodo e il polo di controllo sono cortocircuitati, o il polo di controllo e il catodo sono cortocircuitati al contrario, o il polo di controllo e il catodo sono in circuito aperto, significa che il componente è danneggiato.
Thyristor è l'abbreviazione di elemento raddrizzatore controllato al silicio, che è un dispositivo semiconduttore ad alta potenza con una struttura a quattro strati di tre giunzioni pN. Infatti la funzione del tiristore non è solo di rettifica, può essere utilizzata anche come non interruttore per accendere o spegnere rapidamente il circuito, realizzare l'inversione della corrente continua in corrente alternata e cambiare la corrente alternata di una frequenza in un'altra frequenza CA, ecc. Gli SCR, come altri dispositivi a semiconduttore, presentano i vantaggi di dimensioni ridotte, alta efficienza, buona stabilità e funzionamento affidabile. Il suo aspetto ha portato la tecnologia dei semiconduttori dal campo dell'elettricità debole al campo dell'elettricità forte ed è diventato un componente utilizzato con entusiasmo nell'industria, nell'agricoltura, nei trasporti, nella ricerca scientifica militare, nonché negli apparecchi elettrici commerciali e civili.
La struttura e le caratteristiche del tiristore
Il tiristore ha tre elettrodi: l'anodo (A), il catodo (C) e il gate (G). Ha una matrice con una struttura a quattro strati composta da conduttori di tipo p sovrapposti e conduttori di tipo n, e ci sono tre giunzioni pN in totale. Il suo diagramma di struttura e simboli.
I tiristori hanno una struttura molto diversa dai diodi raddrizzatori al silicio con una sola giunzione pN. La struttura a quattro strati del tiristore e il riferimento del polo di controllo hanno gettato le basi per le sue eccellenti caratteristiche di controllo del "controllo del grande con il piccolo". Quando si utilizza un raddrizzatore controllato al silicio, fintanto che viene applicata una piccola corrente o tensione al polo di controllo, è possibile controllare una grande corrente o tensione anodica. Attualmente sono stati prodotti elementi a tiristori con una capacità di corrente di diverse centinaia o addirittura migliaia di ampere. Generalmente, il tiristore sotto i 5 ampere è chiamato tiristore a bassa potenza e il tiristore sopra i 50 ampere è chiamato tiristore ad alta potenza.
Perché il tiristore ha la controllabilità di "controllare il grande con il piccolo"? Di seguito utilizziamo Chart-27 per analizzare brevemente il principio di funzionamento del tiristore.
Prima di tutto, possiamo vedere che il primo, secondo e terzo strato dal catodo sono un transistor di tipo NpN, mentre il secondo, terzo e quarto strato formano un altro transistor di tipo pNp. Tra questi, il secondo e il terzo strato sono condivisi da due tubi sovrapposti. In questo modo, lo schema del circuito equivalente di Chart-27(C) può essere disegnato per l'analisi. Quando viene applicata una tensione diretta Ea tra l'anodo e il catodo e viene immesso un segnale di trigger positivo tra l'elettrodo di controllo G e il catodo C (equivalente all'emettitore di base di BG1), BG1 genererà una corrente di base Ib1, attraverso Amplificato, BG1 avrà una corrente di collettore IC1 ingrandita di 1 volta. Poiché il collettore di BG1 è connesso con la base di BG2, IC1 è la corrente di base Ib2 di BG2. BG2 amplifica la corrente di collettore IC2 di 2 rispetto a Ib2 (Ib1) e la rimanda alla base di BG1 per l'amplificazione. Questo ciclo viene amplificato fino a quando BG1 e BG2 non sono completamente attivati. In effetti, questo processo è un processo "trigger-on-the-fly". Per il tiristore, il segnale di trigger viene aggiunto all'elettrodo di controllo e il tiristore viene attivato immediatamente. Il tempo di conduzione è determinato principalmente dalle prestazioni del tiristore. Una volta attivato e acceso il tiristore, a causa del feedback circolare, la corrente che scorre nella base di BG1 non è solo l'iniziale Ib1, ma la corrente amplificata da BG1 e BG2 ( 1* 2*Ib1), che è molto più grande di Ib1, sufficiente per mantenere continuamente attivo BG1. In questo momento, anche se il segnale di trigger scompare, il tiristore rimane acceso. Solo quando l'alimentazione Ea viene interrotta o Ea viene abbassato in modo che la corrente di collettore in BG1 e BG2 sia inferiore al valore minimo per mantenere la conduzione, il tiristore può essere spento. Naturalmente, se la polarità di Ea è invertita, BG1 e BG2 saranno nello stato di interruzione a causa della tensione inversa. In questo momento, anche se viene immesso il segnale di trigger, il tiristore non può funzionare. Al contrario, Ea è collegato alla direzione positiva, mentre il segnale di trigger è negativo e il tiristore non può essere acceso. Inoltre, se il segnale di trigger non viene aggiunto e la tensione anodica positiva supera un certo valore, verrà attivato anche il tiristore, ma questa è già una situazione di lavoro anomala.
La caratteristica controllabile del tiristore per controllare la conduzione (una grande corrente passa attraverso il tiristore) attraverso un segnale di trigger (piccola corrente di trigger) è una caratteristica importante che lo distingue dai normali diodi raddrizzatori al silicio.
L'uso principale dei tiristori nei circuiti
L'uso più basilare dei tiristori ordinari è la rettifica controllata. Il familiare circuito di rettifica a diodi appartiene al circuito di rettifica incontrollabile. Se il diodo viene sostituito con un tiristore, è possibile formare un circuito di rettifica controllabile, inverter, regolazione della velocità, eccitazione del motore, interruttore senza contatto e controllo automatico. Ora disegno il più semplice circuito di rettifica controllabile a semionda monofase [Figura 4 (a)]. Durante il semiciclo positivo della tensione alternata sinusoidale U2, se non vi è alcun impulso di trigger Ug in ingresso al polo di controllo di VS, VS non può ancora essere acceso. Solo quando U2 è nel semiciclo positivo e l'impulso di trigger Ug viene applicato al polo di controllo, il tiristore viene attivato per condurre. Ora, disegnando il suo diagramma della forma d'onda [Figura 4 (c) e (d)], si può vedere che solo quando arriva l'impulso di trigger Ug, c'è una tensione UL in uscita sul carico RL (la parte ombreggiata sul diagramma della forma d'onda) . Se Ug arriva in anticipo, il tiristore si accenderà in anticipo; se Ug arriva in ritardo, il tiristore si accenderà più tardi. Modificando il tempo di arrivo dell'impulso di trigger Ug sul polo di controllo, è possibile regolare il valore medio UL della tensione di uscita sul carico (l'area della parte ombreggiata). Nella tecnologia elettrotecnica, il semiciclo della corrente alternata è spesso impostato a 180 gradi, che è chiamato angolo elettrico. In questo modo, in ogni semiperiodo positivo di U2, l'angolo elettrico vissuto dal valore zero al momento in cui arriva l'impulso di trigger è chiamato angolo di controllo; l'angolo elettrico al quale il tiristore viene acceso in ciascun semiciclo positivo è chiamato angolo di conduzione θ. Ovviamente, sia che θ sono usati per rappresentare l'intervallo di accensione o blocco del tiristore nel semiciclo della tensione diretta. Modificando l'angolo di controllo o l'angolo di conduzione θ, il valore medio UL della tensione continua a impulsi sul carico viene modificato e si realizza il raddrizzamento controllabile.
