Tyrystory

Tyrystor

Zasada działania tyrystora: Tyrystor jest sterowany przyrządem półprzewodnikowym o strukturze czterowarstwowej PNPN z wyprowadzonymi elektrodami: anoda, katodą i bramką. W zależności od polaryzacji anody względem katody tyrystor może znajdować się w stanie zaworowym lub blokowania. Po doprowadzeniu dodatniego impulsu prądowego do bramki tyrystora (gdy przyrząd znajduje się w stanie blokowania), następuje jego załączenie i przejście do stanu przewodzenia. Właściwości tyrystora w tych stanach pracy przedstawia charakterystyka główna, obrazująca zależność prądu anodowego od napięcia anoda-katoda.

Stan zaworowy tyrystora Występuje ( podobnie jak dla diody ) przy ujemnej polaryzacji anody względem katody. W stanie zaworowym podanie dodatniego sygnału bramkowego nie powoduje załączenia tyrystora, a jedynie wzrost prądu wstecznego, tym samym wzrost strat mocy. Zwiększony prąd wsteczny może doprowadzić do przegrzania struktury PNPN i w efekcie do jej zniszczenia. Z tego powodu w obwodzie bramki należy eliminować możliwość pojawienia się dodatniego prądu bramki przy polaryzacji zaworowej tyrystora

Stan blokowania Występuje przy dodatniej polaryzacji anody względem katody tyrystora, przy jednoczesnym braku prądu bramki. Dla tyrystora konwencjonalnego charakterystyka napięciowo-prądowa w stanie blokowania jest bardzo zbliżona do charakterystyki w stanie zaworowym.

Stan przewodzenia Występuje przy dodatniej polaryzacji anody względem katody oraz gdy w obwodzie sterującym bramka-katoda popłynie prąd wystarczający do załączenia tyrystora. W stanie przewodzenia, prąd w obwodzie bramki nie oddziałuje na prąd główny. Właściwości i parametry tyrystora będącego w stanie przewodzenia są takie same jak diody

Tyrystor jako dwa tranzystory bipolarne

charakterystyka prądowo - napięciowa

Doprowadzenie do bramki dodatniego napięcia względem katody spowoduje przepływ prądu bramkowego i właściwości zaporowe środkowego złącza zanikają w ciągu kilku mikrosekund; moment ten nazywany bywa "zapłonem" tyrystora (określenie to pochodzi z czasów, kiedy funkcję tyrystorów pełniły lampy elektronowe – tyratrony, w których przewodzenie objawiało się świeceniem zjonizowanego gazu). „Zapalony" tyrystor przewodzi prąd nawet jeśli napięcie do bramki nie jest już przyłożone, traci on te właściwości dopiero po zaniku prądu przewodzenia. Wówczas konieczny jest ponowny zapłon tyrystora

Parametry tyrystorów: napięcie przełączenia, przy zerowym prądzie bramki; prąd trzymania - najmniejsza wartość prądu płynącego przez tyrystor, przy której nie następuje jego wyłączenie; prąd przełączający bramki - wartość prądu powodującego przełączenie tyrystora, przy określonym napięciu między anodą a katodą; czas włączenia; czas wyłączenia.

Tyrystory stosuje się w: układach zasilania - jako regulator mocy; automatyce - jako styczniki; innych układach elektrycznych - jako przerywacze prądu stałego, sterowniki prądu przemiennego.

Zalety małe rozmiary niewielka masa duża odporność na wstrząsy duża odporność na narażenia środowiskowe - możliwość pracy w temp. -65 °C do +125 °C mały spadek napięcia na elemencie przewodzącym rzędu 0,6 – 1,6 V krótki czas przejścia ze stanu zaporowego w stan przewodzenia i na odwrót możliwość pracy przy dużych napięciach i natężeniach (do 10 kV i kilku kA)