Comanda în grilă a tiristorului

1. Structura si schema echivalenta a Tiristorului

Termenul de tiristor desemneaza o familie de dispozitive semiconductoare ale caror caracteristici, la origine, sunt apropiate de cele ale tuburilor tiratron. De altfel denumirea de tiristor provine din contractia numelor TIRatron si tranzISTOR.

Tiristorul face parte din categoria dispozitivelor elctronice de putere cu patru straturi, ce functioneaza cu agatare, este partial controlabil, comandat in curent, cu comanda intermitenta.

Tiristorul mai este cunoscut si sub numele de SCR (Silicon Controlled Rectifier) si este un element redresor comandat avand la baza o structura de siliciu. Denumirea face referire la domeniul principal de utilizare al tiristorului, si anume, la realizarea convertoarelor unidirectionale si bidirectionale de curent.

Tiristorul este o componenta robusta care admite o densitate mare de curent si suporta tensiuni ridicate atat la blocarea in direct cat si la blocarea in invers. Dezavantajul major al tiristoarelor il reprezinta frecventa sa de comutatie relativ scazuta. Structura tiristorului este alcatuita din patru straturi PNPN suprapuse. Proprietatea de agatare a tiristorului este conferita de catre conexiunea colector baza a celor doua tranzistoare echivalente, conexiune ce se constituie intr-o bucla cu reactie pozitiva.

2. Functionare tiristorului

Modul de funtionare al tiristorului este ilustrat de caracteristica tensiune anodica – curent anodic. Daca se aplica o tensiune continua intre anod si catod, tiristorul ramane blocat indiferent de sensul acesteia. Marind tensiunea aplicata, atat in polarizare directa (anodul pozitiv) cat si in polarizare inversa (catodul pozitiv), tiristorul va ramane blocat pana la o anumita la care se strapunge, curentul prin el crescand foarte mult. Valoarea tensiunii anodice la care tiristorul se strapunge atunci cand este polarizat invers se numeste tensiune inversa continua. Valoarea tensiunii anodice la care tiristorul se strapunge la polarizare directa se numeste tensiune de intoarcere. Aplicand un impuls pe poarta atunci cand tiristorul este polarizat direct, deschiderea acestuia are loc la o valoare mai mica a tensiunii anodice.

Din punct de vedere al funtionarii, tiristorul poate fi echivalat cu doua tranzistoare, pnp si npn. Aplicand un impuls pe baza tranzistorului npn acesta se deschide, de asemenea se deschide si celalalt tranzistor a carui baza e conectata la colectorul lui T1. Ca urmare, colectorul lui T2, legat la baza lui T1, va furniza un curent care il va mentine deschis pe T1 chiar in absenta semnalului initial. Deschiderea semnalului se numeste amorsare.

3. Parametrii electrici ai tiristorului

Principalii parametri electrici ai tiristorului sunt:

- tensiunea de strapungere in direct

- tensiunea de poarta, de amorsare

- tensiunea inversa continua

- curentul continuu direct de poarta, de amorsare

- curentul anodic direct mediu

Pentru aplicatii sunt importanti si urmatorii parametri:

- curentul continuu direct de mentinere

- curentul de acrosaj

- viteza critica de crestere a curentului anodic

- viteza de crestere a tensiunii anodice

- timp de dezamorsare prin comutarea circuitului

Curentul continuu direct de mentinere caracterizeaza trecerea tiristorului din starea de conductie in starea de blocare. Daca se micsoreaza curentul anodic pintr-un tiristor amorsat, exista o valoare critica a acestuia pentru care tiristorul iese din conductie se se blocheaza. Valoarea critica a curentului anodic pentru care tiristorul dezamorseaza se numeste curent de mentinere.