Tiristorul

CAPITOLUL I

GENERALITATI. DEFINITII.

Tiristorul este un dispozitiv semiconductor format din patru straturi dopate P si N, dispuse alternativ, alcatuind trei jonctiuni.El prezinta trei electrozi: anot, catod si poarta.

REPREZENTARE ECHIVALENTĂ ŞI SIMBOL

Trecerea de la dioda Shockley la tiristor se realizează cu o singură modificare, şi anume, adăugarea unui al treilea contact structurii PNPN existente.

APRINDEREA TIRISTORULUI

Dacă poartă unui tiristor nu este conectată în circuit, dispozitivul se comportă exact ca o diodă Shockley. Totuşi, datorită faptului că poarta este conectată direct la baza tranzistorului inferior, aceasta poate fi folosită ca şi alternativă la pornirea dispozitivului. Prin aplicarea unei tensiuni reduse între poartă şi catod, tranzistorul inferior va fi forţat să intre în starea de conducţie datorită curentului de bază rezultat, ceea ce va duce la intrarea în conducţie şi a tranzistorului superior ce va furniza la rândul lui un curent de bază către tranzistorul inferior, curent suficient de mare astfel încât tensiunea pe poartă să nu mai fie necesară pentru rămânerea dispozitivului în starea de conducţie. Curentul necesar pentru pornirea dispozitivului va fi desigur mult mai mic decât curentul prin tiristor dinspre catod spre anod, astfel încât există un anumit nivel de amplificare existent în circuit.

Această metodă de intrare a tiristorului în conducţie poartă numele de aprindere, şi este cea mai folosită metodă de „agăţare” a dispozitivului în practică. De fapt, tiristoarele sunt de obicei astfel alese încât tensiunea de străpungere este mult mai mare decât cea mai mare valoare a tensiunii existente în circuit, astfel încât acestea să nu poate fi pornite decât printr-o aprindere intenţionată.

STINGEREA TIRISTORULUI

Trebuie menţionat că în unele cazuri, stingerea tiristorului se poate realiza prin conectarea directă dintre poartă şi catod, sau prin „aprinderea inversă” a porţi cu o tensiune negativă (faţă de catod), astfel încât tranzistorul inferior este forţat să intre în starea blocată. Acest lucru este posibil doar în unele cazuri deoarece implică şuntarea întregului curent de colector al tranzistorului superior faţă de baza tranzistorului inferior. Acest curent poate să fie substanţial, implicând o stingere dificilă a tiristorului.

TIRISTORUL GTO

O variaţie a tiristorului simplu o constituie tiristorul cu stingere pe poartă, sau tiristorul GTO. Dar chiar şi în acest caz, curentul pe poartă necesar stingerii dispozitivului poate urca până la o valoare de 20% din curentul sarcinii. Simbolul tiristorului GTO este prezentat în figura alăturată.

Singura diferenţa dintre cele două tipuri de tiristoare sunt detaliile proiectării acestora. În cazul GTO-ului, tranzistorul NPN posedă un factor de amplificare în curent β mai mare decât tranzistorul PNP. Acest lucru permite unui curent pe poartă mult mai mic (direct sau invers) să exercite un grad de control mult mai mare asupra conducţiei dintre catod şi anod, agăţarea tranzistorului PNP fiind mult mai dependentă de tranzistorul NPN şi invers.

VERIFICAREA TIRISTORULUI CU OHMMETRUL

Un test rudimentar prin care se poate verifica un tiristor poate fi realizat cu ajutorul unui ohmmetru. Datorită faptului că intern, conexiunea dintre poartă şi catod reprezintă o singură joncţiune PN, un aparat de măsură ar trebui să indice o continuitate între aceste terminale, atunci când sonda roşie este conectată pe poartă iar sonda neagră pe catod.

Toate celelalte măsurători de continuitate vor indica un circuit deschis („OL” pe afişajul multimetrului). Trebuie înţeles că acesta este un test foarte crud al tiristorului. Este posibil ca indicaţia ohmmetrului să fie bună dar tiristorul să fie totuşi defect. Până la urmă, singura modalitate de testare a unui tiristor este supunerea acestuia unui curent de sarcină.