O módulo tiristor usa um multímetro para distinguir os três eletrodos do tiristor
O Retificador Controlado SilicON, SCR, tornou-se uma grande família desde que foi lançado na década de 1950, e seus principais membros incluem tiristores unidirecionais, tiristores bidirecionais, tiristores controlados por luz, tiristores de condução reversa, tiristores de desligamento, tiristores rápidos, etc. espere. Hoje todo mundo usa um tiristor unidirecional, que é o que as pessoas costumam chamar de tiristor comum. É composto por quatro camadas de materiais semicondutores, com três junções PN e três eletrodos externos: o eletrodo retirado da primeira camada do semicondutor tipo P é denominado ânodo A. , o eletrodo extraído da terceira camada do semicondutor tipo P é chamado eletrodo de controle G, e o eletrodo retirado da quarta camada do semicondutor tipo N é chamado cátodo K. Pode ser visto no símbolo do circuito do tiristor que é um dispositivo condutor unidirecional como um diodo, e a chave é que possui um eletrodo de controle adicional G, o que faz com que tenha características de trabalho completamente diferentes do diodo.
Os três eletrodos do tiristor podem ser distinguidos com um multímetro
Os três eletrodos de tiristores comuns podem ser medidos com a engrenagem R×100 do multímetro. Como todos sabemos, existe uma junção pN entre os tiristores G e K (Figura 2(a)), que é equivalente a um diodo, G é o polo positivo e K é o polo negativo. Portanto, de acordo com o método de teste do diodo, descubra dois dos três pólos. Um pólo, meça sua resistência direta e reversa, a resistência é pequena, a caneta preta do multímetro está conectada ao pólo de controle G, a caneta vermelha está conectada ao cátodo K e a restante é o ânodo A. Para testar se o tiristor está bom ou ruim, você pode usar o circuito da placa de ensino que acabamos de demonstrar (Figura 3). Quando a fonte de alimentação SB está conectada, a lâmpada está boa se acender e está ruim se não acender.
Como identificar os três pólos do retificador controlado por silício
O método de identificação dos três pólos do tiristor é muito simples. De acordo com o princípio da junção pN, basta usar um multímetro para medir o valor da resistência entre os três pólos.
A resistência direta e reversa entre o ânodo e o cátodo é superior a algumas centenas de milhares de ohms, e a resistência direta e reversa entre o ânodo e o eletrodo de controle é superior a algumas centenas de milhares de ohms (existem duas junções pN entre eles, e a direção Pelo contrário, então as direções positiva e negativa do ânodo e o pólo de controle não estão conectados).
Existe uma junção pN entre o eletrodo de controle e o cátodo, então sua resistência direta está na faixa de vários ohms a centenas de ohms, e a resistência reversa é maior que a resistência direta. No entanto, as características do diodo do pólo de controle não são ideais. A direção reversa não é completamente bloqueada e uma corrente relativamente grande pode passar. Portanto, às vezes a resistência reversa do pólo de controle medida é relativamente pequena, o que não significa que as características do pólo de controle não sejam boas. . Além disso, ao medir a resistência direta e reversa do polo de controle, o multímetro deve ser colocado no bloco R*10 ou R*1 para evitar a quebra reversa do polo de controle quando a tensão é muito alta.
Se for medido que o cátodo e o ânodo do componente estão em curto-circuito, ou o ânodo e o pólo de controle estão em curto-circuito, ou o pólo de controle e o cátodo estão em curto-circuito ao contrário, ou o pólo de controle e o cátodo estão em circuito aberto, isso significa que o componente está danificado.
Tiristor é a abreviação de elemento retificador controlado por silício, que é um dispositivo semicondutor de alta potência com uma estrutura de quatro camadas de três junções pN. Na verdade, a função do tiristor não é apenas retificação, ele também pode ser usado como um não-interruptor para ligar ou desligar rapidamente o circuito, realizar a inversão da corrente contínua em corrente alternada e alterar a corrente alternada de uma frequência em outra frequência AC, etc. SCRs, como outros dispositivos semicondutores, têm as vantagens de tamanho pequeno, alta eficiência, boa estabilidade e operação confiável. Sua aparência trouxe a tecnologia de semicondutores do campo de eletricidade fraca para o campo de eletricidade forte e tornou-se um componente usado com entusiasmo na indústria, agricultura, transporte, pesquisa científica militar, bem como aparelhos elétricos comerciais e civis.
A estrutura e as características do tiristor
O tiristor possui três eletrodos - o ânodo (A), o cátodo (C) e o portão (G). Possui uma matriz com uma estrutura de quatro camadas composta por condutores tipo p e condutores tipo n sobrepostos, e há três junções pN no total. Seu diagrama de estrutura e símbolos.
Os tiristores são muito diferentes em estrutura dos diodos retificadores de silício com apenas uma junção pN. A estrutura de quatro camadas do tiristor e a referência do pólo de controle lançaram as bases para suas excelentes características de controle de "controlar o grande com o pequeno". Ao usar um retificador controlado por silício, desde que uma pequena corrente ou tensão seja aplicada ao pólo de controle, uma grande corrente ou tensão de ânodo pode ser controlada. Atualmente, são fabricados elementos tiristores com uma capacidade de corrente de várias centenas de amperes ou mesmo milhares de amperes. Geralmente, o tiristor abaixo de 5 amperes é chamado de tiristor de baixa potência, e o tiristor acima de 50 amperes é chamado de tiristor de alta potência.
Por que o tiristor tem a capacidade de controle de "controlar o grande com o pequeno"? Abaixo, usamos o Gráfico-27 para analisar brevemente o princípio de funcionamento do tiristor.
Em primeiro lugar, podemos ver que a primeira, segunda e terceira camadas do cátodo são um transistor do tipo NpN, enquanto a segunda, terceira e quarta camadas formam outro transistor do tipo pNp. Entre eles, a segunda e a terceira camadas são compartilhadas por dois tubos sobrepostos. Desta forma, o diagrama de circuito equivalente da Carta-27(C) pode ser desenhado para análise. Quando uma tensão direta Ea é aplicada entre o ânodo e o cátodo, e um sinal de disparo positivo é inserido entre o eletrodo de controle G e o cátodo C (equivalente ao emissor-base de BG1), BG1 gerará uma corrente de base Ib1, através Amplificado, BG1 terá uma corrente de coletor IC1 ampliada em 1 vez. Como o coletor de BG1 está conectado com a base de BG2, IC1 é a corrente de base Ib2 de BG2. BG2 amplifica a corrente de coletor IC2 de 2 que Ib2 (Ib1) e a envia de volta para a base de BG1 para amplificação. Este ciclo é amplificado até que BG1 e BG2 estejam completamente ligados. Na verdade, esse processo é um processo "trigger-on-the-fly". Para o tiristor, o sinal de disparo é adicionado ao eletrodo de controle e o tiristor é ligado imediatamente. O tempo de condução é determinado principalmente pelo desempenho do tiristor. Uma vez que o tiristor é acionado e ligado, devido ao feedback circular, a corrente que flui para a base de BG1 não é apenas a Ib1 inicial, mas a corrente amplificada por BG1 e BG2 ( 1*2*Ib1), que é muito maior do que Ib1, o suficiente para manter o BG1 continuamente ligado. Neste momento, mesmo que o sinal de disparo desapareça, o tiristor permanece ligado. Somente quando a fonte de alimentação Ea é cortada ou Ea é reduzida de forma que a corrente do coletor em BG1 e BG2 seja menor que o valor mínimo para manter a condução, o tiristor pode ser desligado. Obviamente, se a polaridade de Ea for invertida, BG1 e BG2 estarão no estado de corte devido à tensão reversa. Neste momento, mesmo que o sinal de disparo seja inserido, o tiristor não pode funcionar. Por outro lado, Ea está conectado à direção positiva, enquanto o sinal de disparo é negativo e o tiristor não pode ser ligado. Além disso, se o sinal de disparo não for adicionado e a tensão positiva do ânodo exceder um determinado valor, o tiristor também será ligado, mas isso já é uma situação de trabalho anormal.
A característica controlável do tiristor para controlar a condução (uma grande corrente passa pelo tiristor) através de um sinal de disparo (pequena corrente de disparo) é uma característica importante que o distingue dos diodos retificadores de silício comuns.
O principal uso de tiristores em circuitos
O uso mais básico dos tiristores comuns é a retificação controlada. O familiar circuito de retificação de diodo pertence ao circuito de retificação incontrolável. Se o diodo for substituído por um tiristor, um circuito de retificação controlável, inversor, regulação de velocidade, excitação do motor, chave sem contato e controle automático podem ser formados. Agora eu desenho o circuito de retificação controlável de meia onda monofásico mais simples [Figura 4(a)]. Durante o meio ciclo positivo da tensão CA senoidal U2, se não houver entrada de pulso de disparo Ug no pólo de controle de VS, VS ainda não poderá ser ativado. Somente quando U2 está no meio ciclo positivo e o pulso de disparo Ug é aplicado ao pólo de controle, o tiristor é acionado para conduzir. Agora, desenhe seu diagrama de forma de onda [Figura 4(c) e (d)], pode-se ver que somente quando o pulso de disparo Ug chega, há uma saída de tensão UL na carga RL (a parte sombreada no diagrama de forma de onda) . Se Ug chegar cedo, o tiristor ligará cedo; se Ug chegar atrasado, o tiristor ligará mais tarde. Ao alterar o tempo de chegada do pulso de disparo Ug no pólo de controle, o valor médio UL da tensão de saída na carga (a área da parte sombreada) pode ser ajustado. Na tecnologia eletrotécnica, o meio ciclo da corrente alternada geralmente é definido como 180 graus, o que é chamado de ângulo elétrico. Desta forma, em cada meio ciclo positivo de U2, o ângulo elétrico experimentado desde o valor zero até o momento em que chega o pulso de disparo é chamado de ângulo de controle; o ângulo elétrico no qual o tiristor é ligado em cada meio ciclo positivo é chamado de ângulo de condução θ. Obviamente, ambos e θ são usados para representar a faixa de ativação ou bloqueio do tiristor no meio ciclo da tensão direta. Ao alterar o ângulo de controle ou o ângulo de condução θ, o valor médio UL da tensão CC de pulso na carga é alterado e a retificação controlável é realizada.
