هنگام کار با مدارهای الکتریکی و تجهیزاتی مثل سیستم های تنظیم نور احتمالا با این سوال مواجه شدید که تریستور چیست ؟

حتما پس از مطالعه این پست به طور کامل با تریستورها که نقش تقویت کننده جریان الکتریکی دارند، آشنا خواهید شد.

ویدیوی کوتاه و فارسی زیر، ما را با تریستورها و حالت های مختلف کاری آن آشنا میکند.

تریستور چیست؟

تریستور (Thyristor) یک نیمه هادی چهار لایه و یکسو کننده است که دارای سه الکترود شامل:
یک آند، یک کاتد و یک گیت است.
چهار لایه تریستورها شامل مجموعه ای از مواد N و P است که به آند، کاتد و گیت منطقی متصل هستند.

آند و کاتد به مدار قدرت متصل شده و گیت به مدار کنترل وصل میشود.

نماد تریستور

طرز کار تریستور

عملکرد تریستورها مشابه رله است.
در رله‌ اگر به سیم‌پیچ ولتاژ اعمال شود، کنتاکت باز رله بسته می‌شود ولی
در تریستورها با اعمال ولتاژ به پایه‌های کاتد و گیت، جریان بین پایه‌های آند و کاتد برقرار می‌شود.

این را هم ببینید
سیستم رله چیست؟

تفاوت‌های تریستور و رله

  • رله ها کلیدهای الکترومکانیکی هستند، در حالیکه تریستورها از خانواده کلیدهای الکترونیکی است و
    صدا و جرقه تولید نمی‌کند.
  • تریستورها کلیدهای یک‌جهته ای هستند که جریان را فقط از آند به کاتد عبور میدهند و
    برای داشتن جریان دو طرفه لازم است دو تریستور را، برعکس یکدیگر موازی کنیم.
  • برای خاموش کردن رله، کافیست ولتاژ سیم‌پیچ آن را قطع کنیم،
    اما خاموش کردن تریستور  به صورت دستی انجام میشود و تنها با قطع ولتاژ گیت، خاموشی امکان پذیر نیست.

تریستورها عمدتا برای تقویت و یا اصلاح جریان الکتریکی موجود در دستگاه های الکترونیکی طراحی شده و
از آنها در دو حالت پایدار روشن و خاموش استفاده می‌شود.

در تریستورها جریان بین دو الکترود بوسیله سیگنال الکترود سوم ایجاد می شود و
وقتی که جریان در گیت اعمال شود، تریستور به جریان تقویت شده اجازه عبور از آند به کاتد را می دهد.

فهمیدیم تریستور چیست و چطور کار میکند. در ادامه با حالت های مختلف عملیاتی یک تریستور آشنا میشویم.

انواع تریستور

مشخصه ها یا حالت های مختلف عملیاتی در یک تریستور چیست ؟

اگرچه تریستورها می توانند جریان را فقط در یک جهت انتقال دهند، ولی دارای سه حالت مختلف عملیاتی هستند:

1- حالت بایاس معکوس (reverse blocking)
در این حالت ولتاژ در جهتی اعمال می شود که توسط یک دیود بلاک شده است.

 بایاس معکوس

2- حالت بایاس مستقیم (forward blocking)
در این حالت ولتاژ در جهتی اعمال می شود که باعث ایجاد جریان دیود شود، درحالیکه تریستور در هدایت این جریان نقشی ندارد.

بایاس مستقیم

3- حالت هدایت مستقیم (forward conducting)
در  این حالت در هدایت جریان نقش داشته و این کار را تا زمانی ادامه میدهد که
جریان عبوری (forward current) به زیر مقدار آستانه معین (holding current)، افت کند.

هدایت مستقیم در نمودار ولتاژ جریان

شرایط لازم برای روشن و خاموش شدن تریستور

این شرایط لازم است تا یک تریستور روشن شود یا در وضعیت هدایت قرار گیرد:

  • ولتاژ آند نسبت به کاتد مثبت و در نتیجه جریان در جهت مستقیم عبور میکند.
  • اعمال یک پالس مثبت آنی به گیت (ولتاژ گیت بیشتر از ولتاژ کاتد) منجر به ON شدن تریستور شود.
  • برای اینکه تریستور در حالت ON بماند، جریان آند باید به اندازه کافی زیاد باشد.

پس از روشن‌شدن تریستور، اختلاف ولتاژ آند-کاتد بسیار ناچیز میشود و مقدار آن حدودا صفر در نظر گرفته میشود.
پس می‌توان گفت که  یک تریستور روشن مشابه یک اتصال‌کوتاه عمل می‌کند.

برای خاموش شدن تریستور باید یکی از شرایط زیر برقرار شود:

  • ولتاژ آند نسبت به کاتد منفی شود.
  • جریان عبوری از آند قطع شده و یا به مقداری کمتر از مقدار بحرانی (Minimum Holding Current) برسد.

در یک تریستور روشن، تنها اگر جریان گیت صفر شود، خاموشی رخ نمیدهد.
برای خاموش کردن تریستورها به روش اول: دو پیوند از سه پیوند تریستور، باید در بایاس معکوس و
پیوند سوم بایاس مستقیم داشته باشد.
برای خاموش کردن تریستورها به روش دوم: باید از جریان بحرانی آند یا آستانه (holding current)، عبور کنیم که
در این حالت تریستور به حالت بایاس مستقیم یا برمیگردد.

نحوه روشن و خاموش شدن تریستور در مدار

حالا میخواهیم ببینیم انواع اصلی تریستور چیست .

انواع تریستورها

1- یکسوساز کنترل شده با سیلیکون یا  (silicon-controlled rectifier (SCR
رایجترین
نوع تریستور است که در آن وقتی که شارژ کاتد نسبت به آند منفی تر باشد،
تا زمانی که یک پالس به گیت اعمال نشود هیچ جریانی به وجود نمی آید.
سپس SCR جریان دهی را آغاز کرده و این جریان دهی را تا زمانی ادامه می دهد که
ولتاژ بین کاتد و آند، معکوس شده و یا تا پایین تر از یک مقدار آستانه معین کاهش پیدا کند.
این نوع تریستور، میتواند با استفاده از جریان یا ولتاژ کوچکی، مقدار زیادی از توان (انرژی) را، سوئیچ یا کنترل کند.

تریستور SCR

2- از انواع دیگر تریستورها میتوان به این موارد اشاره کرد:

  • تریستور خاموش‌شونده با گیت یا (Gate Turn-Off thyristor (GTO
  • تریستور کنترل‌شده با نیمه‌رسانای اکسید فلز یا  (MOS Controlled Thyristor (MCT
  • تریستور القایی استاتیک یا  (Static Induction Thyristor (SITh

نماد انواع تریستور

کاربرد تریستورها

  • کنترل سرعت موتور
  • سیستم های تنطیم نور (light dimmers)
  • سیستم های کنترل فشار
  • تنظیم کننده های سطح مایع

استفاده در سیستم کاهش نور

امیدواریم بعد از دیدن این پست، به طور کامل یاد گرفته باشید که تریستور چیست و چطور کار میکند.

ثبت اطلاعات برای دریافت آموزش رایگان

مقاله بالا بخشی از بسته جامع الکترونیک (BEE) است.

برای مشاهده کامل این بسته کلیک کنید.

مشاهده بسته الکترونیک
بسته جامع آموزش الکترونیک

در نماتک نظر دهید