Modul thyristor menggunakan multimeter untuk membezakan tiga elektrod thyristor
SilicON Controlled Rectifier, SCR telah berkembang menjadi sebuah keluarga besar sejak ia dikeluarkan pada tahun 1950-an, dan ahli utamanya termasuk thyristor satu arah, thyristor dwiarah, thyristor terkawal cahaya, thyristor konduktor balik, thyristor matikan, thyristor pantas, dsb. tunggu. Hari ini semua orang menggunakan thyristor satu arah, yang sering orang panggil thyristor biasa. Ia terdiri daripada empat lapisan bahan semikonduktor, dengan tiga persimpangan PN dan tiga elektrod luaran: elektrod yang diambil daripada lapisan pertama semikonduktor jenis P dipanggil anod A. , elektrod yang diambil daripada lapisan ketiga semikonduktor jenis P ialah dipanggil elektrod kawalan G, dan elektrod yang diambil dari lapisan keempat semikonduktor jenis N dipanggil katod K. Ia boleh dilihat daripada simbol litar thyristor bahawa ia adalah peranti pengalir satu arah seperti diod, dan kuncinya ialah bahawa ia mempunyai elektrod kawalan tambahan G, yang menjadikannya mempunyai ciri-ciri kerja yang berbeza daripada diod.
Tiga elektrod thyristor boleh dibezakan dengan multimeter
Tiga elektrod thyristor biasa boleh diukur dengan gear R×100 multimeter. Seperti yang kita sedia maklum, terdapat persimpangan pN antara thyristor G dan K (Rajah 2(a)), yang bersamaan dengan diod, G ialah kutub positif, dan K ialah kutub negatif. Oleh itu, mengikut kaedah menguji diod, ketahui dua daripada tiga kutub. Satu tiang, ukur rintangan ke hadapan dan belakangnya, rintangannya kecil, pen hitam multimeter disambungkan ke tiang kawalan G, pen merah disambungkan ke katod K, dan selebihnya adalah anod A. Untuk menguji sama ada thyristor itu baik atau buruk, anda boleh menggunakan litar papan pengajaran yang baru ditunjukkan (Rajah 3). Apabila SB bekalan kuasa disambungkan, mentol adalah baik jika ia menyala, dan ia adalah buruk jika ia tidak menyala.
Bagaimana untuk mengenal pasti tiga kutub penerus terkawal silikon
Kaedah mengenal pasti tiga kutub thyristor adalah sangat mudah. Mengikut prinsip simpang pN, hanya gunakan multimeter untuk mengukur nilai rintangan antara tiga kutub.
Rintangan hadapan dan belakang antara anod dan katod adalah lebih daripada beberapa ratus ribu ohm, dan rintangan hadapan dan belakang antara anod dan elektrod kawalan adalah lebih daripada beberapa ratus ribu ohm (terdapat dua persimpangan pN di antara mereka, dan arah Sebaliknya, jadi arah positif dan negatif anod dan tiang kawalan tidak bersambung).
Terdapat persimpangan pN antara elektrod kawalan dan katod, jadi rintangan hadapannya berada dalam julat beberapa ohm hingga ratusan ohm, dan rintangan terbalik adalah lebih besar daripada rintangan hadapan. Walau bagaimanapun, ciri-ciri diod kutub kawalan tidak sesuai. Arah terbalik tidak disekat sepenuhnya, dan arus yang agak besar boleh melaluinya. Oleh itu, kadangkala rintangan terbalik tiang kawalan yang diukur adalah agak kecil, yang tidak bermakna ciri-ciri tiang kawalan tidak baik. . Di samping itu, apabila mengukur rintangan hadapan dan belakang tiang kawalan, multimeter hendaklah diletakkan di dalam blok R*10 atau R*1 untuk mengelakkan pecahan terbalik tiang kawalan apabila voltan terlalu tinggi.
Jika diukur bahawa katod dan anod komponen telah dilitar pintas, atau anod dan tiang kawalan adalah litar pintas, atau tiang kawalan dan katod dilitar pintas secara terbalik, atau tiang kawalan dan katod adalah litar terbuka, bermakna komponen itu rosak.
Thyristor ialah singkatan unsur penerus terkawal silikon, iaitu peranti semikonduktor berkuasa tinggi dengan struktur empat lapisan tiga simpang pN. Sebenarnya, fungsi thyristor bukan sahaja pembetulan, ia juga boleh digunakan sebagai bukan suis untuk menghidupkan atau mematikan litar dengan cepat, merealisasikan penyongsangan arus terus ke arus ulang-alik, dan menukar arus ulang-alik satu frekuensi. ke AC frekuensi lain, dsb. SCR, seperti peranti semikonduktor lain, mempunyai kelebihan saiz kecil, kecekapan tinggi, kestabilan yang baik dan operasi yang boleh dipercayai. Penampilannya telah membawa teknologi semikonduktor dari bidang elektrik yang lemah kepada bidang elektrik yang kuat, dan telah menjadi komponen yang tidak sabar-sabar digunakan dalam industri, pertanian, pengangkutan, penyelidikan saintifik ketenteraan, serta peralatan elektrik komersial dan awam.
Struktur dan ciri-ciri thyristor
Thyristor mempunyai tiga elektrod - anod (A), katod (C) dan pintu (G). Ia mempunyai dadu dengan struktur empat lapisan yang terdiri daripada konduktor jenis p bertindih dan konduktor jenis n, dan terdapat tiga persimpangan pN secara keseluruhan. Gambar rajah struktur dan simbolnya.
Thyristor sangat berbeza dalam struktur daripada diod penerus silikon dengan hanya satu persimpangan pN. Struktur empat lapisan thyristor dan rujukan tiang kawalan telah meletakkan asas untuk ciri kawalannya yang sangat baik iaitu "mengawal yang besar dengan yang kecil". Apabila menggunakan penerus terkawal silikon, selagi arus atau voltan kecil dikenakan pada tiang kawalan, arus atau voltan anod yang besar boleh dikawal. Pada masa ini, elemen thyristor dengan kapasiti semasa beberapa ratus amper atau bahkan beribu-ribu amper telah dihasilkan. Secara amnya, thyristor di bawah 5 ampere dipanggil thyristor berkuasa rendah, dan thyristor di atas 50 ampere dipanggil thyristor berkuasa tinggi.
Mengapakah thyristor mempunyai kebolehkawalan "mengawal yang besar dengan yang kecil"? Di bawah kami menggunakan Carta-27 untuk menganalisis secara ringkas prinsip kerja thyristor.
Pertama sekali, kita dapat melihat bahawa lapisan pertama, kedua dan ketiga dari katod adalah transistor jenis NpN, manakala lapisan kedua, ketiga dan keempat membentuk transistor jenis pNp yang lain. Antaranya, lapisan kedua dan ketiga dikongsi oleh dua tiub bertindih. Dengan cara ini, gambar rajah litar setara Carta-27(C) boleh dilukis untuk analisis. Apabila voltan hadapan Ea digunakan di antara anod dan katod, dan isyarat pencetus positif adalah input antara elektrod kawalan G dan katod C (bersamaan dengan pemancar asas BG1), BG1 akan menjana arus asas Ib1, melalui Diperkuat, BG1 akan mempunyai arus pengumpul IC1 dibesarkan sebanyak 1 kali. Oleh kerana pengumpul BG1 disambungkan dengan tapak BG2, IC1 ialah arus asas Ib2 bagi BG2. BG2 menguatkan arus pengumpul IC2 sebanyak 2 daripada Ib2 (Ib1) dan menghantarnya kembali ke pangkalan BG1 untuk penguatan. Kitaran ini dikuatkan sehingga BG1 dan BG2 dihidupkan sepenuhnya. Sebenarnya, proses ini adalah proses "cetusan-on-the-fly". Untuk thyristor, isyarat pencetus ditambah pada elektrod kawalan, dan thyristor dihidupkan serta-merta. Masa pengaliran ditentukan terutamanya oleh prestasi thyristor. Sebaik sahaja thyristor dicetuskan dan dihidupkan, disebabkan oleh maklum balas bulat, arus yang mengalir ke pangkalan BG1 bukan sahaja Ib1 awal, tetapi arus yang dikuatkan oleh BG1 dan BG2 ( 1* 2*Ib1), yang jauh lebih besar. daripada Ib1, cukup untuk memastikan BG1 terus dihidupkan. Pada masa ini, walaupun isyarat pencetus hilang, thyristor tetap hidup. Hanya apabila bekalan kuasa Ea terputus atau Ea diturunkan supaya arus pengumpul dalam BG1 dan BG2 kurang daripada nilai minimum untuk mengekalkan pengaliran, thyristor boleh dimatikan. Sudah tentu, jika kekutuban Ea diterbalikkan, BG1 dan BG2 akan berada dalam keadaan terputus disebabkan oleh voltan terbalik. Pada masa ini, walaupun isyarat pencetus adalah input, thyristor tidak boleh berfungsi. Sebaliknya, Ea disambungkan ke arah positif, manakala isyarat pencetus adalah negatif, dan thyristor tidak boleh dihidupkan. Di samping itu, jika isyarat pencetus tidak ditambah, dan voltan anod positif melebihi nilai tertentu, thyristor juga akan dihidupkan, tetapi ini sudah menjadi situasi kerja yang tidak normal.
Ciri terkawal thyristor untuk mengawal pengaliran (arus besar melalui thyristor) melalui isyarat pencetus (arus pencetus kecil) adalah ciri penting yang membezakannya daripada diod penerus silikon biasa.
Kegunaan utama thyristor dalam litar
Penggunaan thyristor biasa yang paling asas ialah pembetulan terkawal. Litar pembetulan diod yang biasa dimiliki oleh litar pembetulan yang tidak boleh dikawal. Jika diod digantikan dengan thyristor, litar pembetulan boleh dikawal, penyongsang, peraturan kelajuan, pengujaan motor, suis bukan sentuhan dan kawalan automatik boleh dibentuk. Sekarang saya melukis litar pembetulan boleh dikawal separuh gelombang tunggal fasa tunggal [Rajah 4(a)]. Semasa separuh kitaran positif voltan AC sinusoidal U2, jika tiada nadi pencetus input Ug ke kutub kawalan VS, VS masih tidak boleh dihidupkan. Hanya apabila U2 berada dalam separuh kitaran positif dan nadi pencetus Ug digunakan pada kutub kawalan, thyristor dicetuskan untuk mengalir. Sekarang, lukis rajah bentuk gelombangnya [Rajah 4(c) dan (d)], dapat dilihat hanya apabila nadi pencetus Ug tiba, terdapat keluaran UL voltan pada beban RL (bahagian berlorek pada rajah bentuk gelombang) . Jika Ug tiba awal, thyristor akan dihidupkan lebih awal; jika Ug tiba lewat, thyristor akan dihidupkan kemudian. Dengan menukar masa ketibaan nadi pencetus Ug pada tiang kawalan, nilai purata UL voltan keluaran pada beban (kawasan bahagian berlorek) boleh dilaraskan. Dalam teknologi elektroteknikal, separuh kitaran arus ulang-alik sering ditetapkan sebagai 180 darjah, yang dipanggil sudut elektrik. Dengan cara ini, dalam setiap separuh kitaran positif U2, sudut elektrik yang dialami dari nilai sifar hingga saat nadi pencetus tiba dipanggil sudut kawalan; sudut elektrik di mana thyristor dihidupkan dalam setiap separuh kitaran positif dipanggil sudut pengaliran θ. Jelas sekali, kedua-duanya dan θ digunakan untuk mewakili julat hidupkan atau blok thyristor dalam separuh kitaran voltan hadapan. Dengan menukar sudut kawalan atau sudut pengaliran θ, nilai purata UL voltan DC nadi pada beban diubah, dan pembetulan yang boleh dikawal direalisasikan.
