Тиристори

Що таке тиристор, його пристрій та позначення на схемі

Тиристор - напівпровідниковий елемент, що має тільки два стани: "відкрито" (струм проходить) і "закрито" (струму немає). Причому обидва стани стійкі, тобто перехід відбувається лише за певних умов. Саме перемикання відбувається дуже швидко, хоч і не миттєво.

За способом дії його можна порівняти з перемикачем чи ключем. Ось тільки перемикається тиристор за допомогою напруги, а відключається зникненням струму або зняттям навантаження. Тож принцип роботи тиристора зрозуміти нескладно. Можна представляти його як ключ із електричним керуванням. Так, та не зовсім.

Тиристор, як правило, має три виходи. Один керуючий та два, через які протікає струм. Можна спробувати коротко описати принцип роботи. При подачі напруги на вихід, що управляє, комутується ланцюг через анод-колектор. Тобто він порівняний із транзистором. Тільки з тією різницею, що у транзистора величина струму, що пропускається, залежить від поданого на керуючий висновок напруги. А тиристор або повністю відкритий або повністю закритий.

Зовнішній вигляд

Зовнішній вигляд тиристора залежить від дати його виробництва. Елементи часів Радянського Союзу – металеві, у вигляді «літаючої тарілки» з трьома висновками. Два висновки - катод і керуючий електрод - знаходяться на дні або кришці (це з якого боку дивитися). Причому електрод управління менший за розмірами. Анод може бути з протилежного боку від катода, або стирчати вбік з-під шайби, яка є на корпусі.

Сучасні тиристори виглядають інакше. Це невеликий пластиковий прямокутник з металевою пластиною зверху та трьома виводами-ніжками знизу. У сучасному варіанті є однонезручність: треба дивитися в описі який з висновків анод, де катод і електрод, що управляє. Як правило, перший анод, потім катод і крайній правий це електрод. Але це зазвичай, тобто, не завжди.

Принцип роботи

За принципом дії, тиристор можна порівняти з діодом. Пропускати струм він буде в одному напрямку — від анода до катода, але відбуватиметься це лише в стані «відкрито». На схемах тиристор схожий діод. Також є анод і катод, але є ще додатковий елемент - електрод, що управляє. Зрозуміло, є відмінності і у вихідній напрузі (якщо порівнювати з діодом).

Види тиристорів та їх особливі властивості

Напівпровідникові технології досі розробляються та удосконалюються. За кілька десятиліть з'явилися нові різновиди тиристорів, які мають певні відмінності.

• Діністори або діодні тиристори. Відрізняються тим, що мають лише два висновки. Відкриваються подачею на анод та катод високої напруги у вигляді імпульсу. Називають ще «некеровані тиристори».
• Триністори або тріодні тиристори. Вони є керуючий електрод, але керуючий імпульс може подаватися:
  • На керуючий вихід та катод. Назва - з керуванням катодом.
  • На керуючий електрод та анод. Відповідно - управління анодом.

Тиристори можуть керуватися як з анода, так і з катода.

Є також різні види тиристорів за способом замикання. В одному випадку достатньо зменшення анодного струму нижче за рівень струму утримання. В іншому випадку - подається замикаюча напруга на електрод, що управляє.

За провідністю

Ми говорили, що проводять тиристори струм лише в одному напрямку. Зворотної провідності немає. Такі елементи називають зворотно-непровідними, але існують не тільки такі. Є й інші варіанти:

• Мають невисоку зворотну напругу, називаються зворотно-провідні.
• З ненормованою зворотною провідністю. Ставлять у схемах, де зворотне напруження виникнути неспроможна.
• Симистори. Симетричний тиристорів. Проводять струм в обох напрямках.

Тиристори можуть працювати у режимі ключа. Тобто при надходженні імпульсу управління подавати струм на навантаження. Навантаження, в цьому випадку, розраховується виходячи з напруги у відкритому вигляді. Треба також враховувати найбільшу потужність, що розсіюється. Ось у цьому випадку краще вибирати металеві моделі у вигляді «літаючої тарілки». До них зручно прилаштовувати радіатор — для швидшого охолодження.

Класифікація за особливими режимами роботи

Ще можна виділити такі підвиди тиристорів:

• Замикаються і незапираються. Принцип роботи тиристора незаперечного трохи інший. Він знаходиться у відкритому стані, коли плюс прикладений до анода, мінус — на катоді. Переходить у закритий стан при зміні полярності.
• Швидкодіючі. Мають малий час переходу з одного стану до іншого.
• Імпульсні. Дуже швидко переходить з одного до іншого, використовується в схемах з імпульсними режимами роботи.

Основне призначення - включення і вимкнення потужного навантаження за допомогою малопотужних сигналів керування

Основна сфера використання тиристорів — як електронний ключ, який служить для замикання та розмикання електричного ланцюга. Загалом багато звичних пристроїв побудовано на тиристорах. Наприклад, гірлянда з бігаючими вогнями, випрямлячі, імпульсні джерела струму, випрямлячі та багато інших.