థైరిస్టర్ల పరికరం మరియు పారామితులు

థైరిస్టర్ అనేది మూడు (లేదా అంతకంటే ఎక్కువ) p-n జంక్షన్‌లతో కూడిన సెమీకండక్టర్ పరికరం, దీని యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణం ప్రతికూల అవకలన నిరోధక విభాగాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఇది ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌లలో మారడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

రెండు అవుట్‌పుట్‌లతో సరళమైన థైరిస్టర్ డయోడ్ థైరిస్టర్ (డైనిస్టర్). ట్రయోడ్ థైరిస్టర్ (SCR) అదనంగా మూడవ (నియంత్రణ) ఎలక్ట్రోడ్‌ను కలిగి ఉంటుంది. డయోడ్ మరియు ట్రయోడ్ థైరిస్టర్‌లు రెండూ మూడు p-n జంక్షన్‌లతో నాలుగు-పొర నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి (Fig. 1).

ముగింపు ప్రాంతాలు p1 మరియు n2లను వరుసగా యానోడ్ మరియు కాథోడ్ అని పిలుస్తారు, నియంత్రణ ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య ప్రాంతాలలో ఒకదానికి p2 లేదా n1కి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. P1, P2, P3- p- మరియు n-ప్రాంతాల మధ్య పరివర్తనలు.

బాహ్య సరఫరా వోల్టేజ్ యొక్క మూలం E కాథోడ్‌కు సంబంధించి సానుకూల పోల్‌తో యానోడ్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది. ట్రయోడ్ థైరిస్టర్ యొక్క నియంత్రణ ఎలక్ట్రోడ్ ద్వారా ప్రస్తుత Iу సున్నా అయితే, దాని ఆపరేషన్ డయోడ్ యొక్క ఆపరేషన్ నుండి భిన్నంగా లేదు. కొన్ని సందర్భాల్లో, థైరిస్టర్‌ను రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌లకు సమానమైన సర్క్యూట్‌గా సూచించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది, వివిధ రకాలైన విద్యుత్ వాహకతతో ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఉపయోగించి p-n-p మరియు n-R-n (Fig. 1, b).

అత్తి. 1.ట్రయోడ్ థైరిస్టర్ యొక్క నిర్మాణం (a) మరియు రెండు-ట్రాన్సిస్టర్ సమానమైన సర్క్యూట్ (b)

అంజీర్ నుండి చూడవచ్చు. 1, b, పరివర్తన P2 అనేది సమానమైన సర్క్యూట్‌లోని రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌ల యొక్క సాధారణ కలెక్టర్ పరివర్తన, మరియు పరివర్తన P1 మరియు P3 ఉద్గారిణి జంక్షన్‌లు. ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ Upr పెరిగేకొద్దీ (ఇది పవర్ సోర్స్ E యొక్క emfని పెంచడం ద్వారా సాధించబడుతుంది), వోల్టేజ్ Upr బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ యొక్క నిర్దిష్ట క్లిష్టమైన విలువను చేరుకునే వరకు థైరిస్టర్ కరెంట్ కొద్దిగా పెరుగుతుంది, ఇది టర్న్-ఆన్ వోల్టేజ్ Uin (Fig. . 2).

అన్నం. 2. ట్రయోడ్ థైరిస్టర్ యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణాలు మరియు సంప్రదాయ హోదా

P2 పరివర్తనలో పెరుగుతున్న విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రభావంతో వోల్టేజ్ Uprలో మరింత పెరుగుదలతో, అణువులతో ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల తాకిడి సమయంలో ప్రభావం అయనీకరణం ఫలితంగా ఏర్పడిన ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల సంఖ్యలో పదునైన పెరుగుదల గమనించవచ్చు. ఫలితంగా, n2 లేయర్ నుండి ఎలక్ట్రాన్లు మరియు p1 పొర నుండి రంధ్రాలు p2 మరియు n1 లేయర్‌లలోకి పరుగెత్తడంతో జంక్షన్ కరెంట్ వేగంగా పెరుగుతుంది మరియు వాటిని మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లతో నింపుతుంది. మూలం E యొక్క EMFలో మరింత పెరుగుదల లేదా నిరోధకం R యొక్క ప్రతిఘటనలో తగ్గుదలతో, I — V లక్షణం (Fig. 2) యొక్క నిలువు విభాగానికి అనుగుణంగా పరికరంలోని కరెంట్ పెరుగుతుంది.

థైరిస్టర్‌పై ఉండే కనీస ఫార్వర్డ్ కరెంట్‌ని హోల్డింగ్ కరెంట్ Isp అంటారు. ఫార్వర్డ్ కరెంట్ విలువ Ipr <Ispకి తగ్గినప్పుడు (అంజీర్ 2లోని I - V లక్షణం యొక్క అవరోహణ శాఖ), కనెక్షన్ యొక్క అధిక నిరోధకత పునరుద్ధరించబడుతుంది మరియు థైరిస్టర్ ఆఫ్ అవుతుంది. p — n జంక్షన్ యొక్క ప్రతిఘటన రికవరీ సమయం సాధారణంగా 1 — 100 µs.

P2 జంక్షన్‌కు ఆనుకుని ఉన్న ప్రతి లేయర్‌లో మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లను మరింతగా ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా హిమపాతం-వంటి కరెంట్ పెరుగుదల ప్రారంభమయ్యే వోల్టేజ్ Uinని తగ్గించవచ్చు. ఈ అదనపు ఛార్జ్ క్యారియర్లు P2 p-n జంక్షన్‌లో అయనీకరణ చర్యల సంఖ్యను పెంచుతాయి మరియు అందువల్ల టర్న్-ఆన్ వోల్టేజ్ Uincl తగ్గుతుంది.

అంజీర్‌లో చూపిన ట్రయోడ్ థైరిస్టర్‌లోని అదనపు ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు. 1, స్వతంత్ర వోల్టేజ్ మూలం ద్వారా ఆధారితమైన సహాయక సర్క్యూట్ ద్వారా p2 పొరలోకి ప్రవేశపెడతారు. కంట్రోల్ కరెంట్ పెరిగినప్పుడు టర్న్-ఆన్ వోల్టేజ్ ఎంత వరకు తగ్గుతుందో అంజీర్‌లోని వక్రరేఖల కుటుంబం చూపిస్తుంది. 2.

ఓపెన్ (ఆన్) స్థితికి బదిలీ చేయడం, కంట్రోల్ కరెంట్ Iy సున్నాకి తగ్గినప్పుడు కూడా థైరిస్టర్ ఆఫ్ చేయదు. థైరిస్టర్‌ను బాహ్య వోల్టేజీని నిర్దిష్ట కనీస విలువకు తగ్గించడం ద్వారా ఆఫ్ చేయవచ్చు, ఆ సమయంలో ప్రస్తుత హోల్డింగ్ కరెంట్ కంటే తక్కువగా మారుతుంది లేదా నియంత్రణ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క సర్క్యూట్‌కు ప్రతికూల కరెంట్ పల్స్‌ను సరఫరా చేయడం ద్వారా, దీని విలువ, అయితే , ఫార్వర్డ్ స్విచ్ కరెంట్ Ipr విలువకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

ట్రయోడ్ థైరిస్టర్ యొక్క ముఖ్యమైన పరామితి అన్‌లాకింగ్ కంట్రోల్ కరెంట్ Iu ఆన్ - కంట్రోల్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క కరెంట్, ఇది ఓపెన్ స్టేట్‌లో థైరిస్టర్ మారడాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. ఈ కరెంట్ విలువ అనేక వందల మిల్లీఆంపియర్‌లకు చేరుకుంటుంది.

అత్తి. 2 థైరిస్టర్‌కు రివర్స్ వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, దానిలో ఒక చిన్న కరెంట్ సంభవిస్తుందని చూడవచ్చు, ఎందుకంటే ఈ సందర్భంలో పరివర్తనాలు P1 మరియు P3 మూసివేయబడతాయి. రివర్స్ దిశలో థైరిస్టర్ నష్టాన్ని నివారించడానికి (స్ట్రోక్ యొక్క థర్మల్ బ్రేక్‌డౌన్ కారణంగా థైరిస్టర్‌ను ఆపరేషన్ నుండి దూరంగా ఉంచుతుంది), రివర్స్ వోల్టేజ్ Urev.max కంటే తక్కువగా ఉండాలి.

సిమెట్రిక్ డయోడ్ మరియు ట్రయోడ్ థైరిస్టర్‌లలో, విలోమ I — V లక్షణం ఫార్వర్డ్‌తో సమానంగా ఉంటుంది. ఇది రెండు ఒకేలాంటి నాలుగు-పొర నిర్మాణాల వ్యతిరేక సమాంతర కనెక్షన్ ద్వారా లేదా నాలుగు p-n జంక్షన్‌లతో ప్రత్యేక ఐదు-పొర నిర్మాణాలను ఉపయోగించడం ద్వారా సాధించబడుతుంది.

అన్నం. 3. సిమెట్రిక్ థైరిస్టర్ (a), దాని స్కీమాటిక్ ప్రాతినిధ్యం (b) మరియు ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణం (c)

ప్రస్తుతం, థైరిస్టర్లు 3000 A వరకు ప్రవాహాలు మరియు 6000 V వరకు టర్న్-ఆన్ వోల్టేజీల కోసం ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.

చాలా థైరిస్టర్‌ల యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలతలు అసంపూర్ణ నియంత్రణ (నియంత్రణ సిగ్నల్‌ను తీసివేసిన తర్వాత థైరిస్టర్ ఆపివేయబడదు) మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ వేగం (పదుల మైక్రోసెకన్లు). అయితే ఇటీవల, థైరిస్టర్‌లు సృష్టించబడ్డాయి, దీనిలో మొదటి లోపం తొలగించబడింది (నియంత్రణ కరెంట్‌ని ఉపయోగించి లాకింగ్ థైరిస్టర్‌లను ఆపివేయవచ్చు).

పొటాపోవ్ L.A.