صنعت » برق صنعتی

تریستور SEMIKRON

- تریستورها هدایت معکوس(RCT)

در بسیاری از مدارهای چاپر و اینورتر یک دیود بصورت موازی ومعکوس به یک تریستور
متصل میشود تا نیاز خاموشی مدار کوتاسیون را بهبود بخشیده وامکان برقراری جریام
معکوس ناشی از بار سلفی را فراهم کند . دیود ، سطح ولتاژ ممانعت کننده معکوس
تریستور را به یک تا دو ولت زیر مقدار حالت پایدار می اورد . گرچه در شرایط گذرا
ممکن است ولتاژ معکوس به خاطر ولتاژ القا شده در اندوکتانس پراکندگی مدار در قطعه
به30 ولت برسد .

RCTقطعه ای است که مشخصه های عنصر را با نیاز مدار تطبق می دهد ومیتوان انرا
همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است ، مشابه یک تریستور با یک دیود موازی
معکوس در داخل ان در نظر گرفت . RCTتریستور نا متقارن نیز نامیده میشود . ولتاژ
ممانعت کننده مستقیم بین 400 تا 2000 ولت تغییر کرده وجریان میتواند تا 500 آمپر
افزایش یابد .مقدار ولتاژ ممانعت کننده معکوس معمولا بین 30 تا 40 ولت است . از
انجایی که نسبت جریان مستقیم گذرنده از تریستور به جریان معکوس دیود برای یک قطعه
مقدار ثابتی است،کاربردهای انها به طراحی مدار های خاص محدود میشود .

تریستورهای القا استاتیک

این المان جدید که SITHنام دارد با اعمال یک پالس مثبت به گیتش روشن شده و با اعمال
یک پالس مثبت به گیتش خاموش میشود.
سرعت این المان در حد 1 تا 5 میکرو ثانیه است که از بقیه انواع تریستورها سریعتر
است.همچنین دارای dv/dt‌و di/dtقابل توجهی است.
یکسو کننده های کنترل شده سیلیکونی فعال شونده با نور:
این تریستور با تابش مستقیم نور به تراشه سیلیکونی روشن میشود . زوجهای حفره
الکترونی که در اثر تابش نور ایجاد شده اند ، تحت تاثیر میدان الکتریکی جریان تریگر
را تولید می کنند . ساختمان گیت طوری طراحی شده که به حد کافی گیت حساس باشد تا
توسط منابع نور عملی تریگر شود .

LASCRها در کاربردهای جریان و ولتاژ بالا مورد استفاده قرار میگیرد . برخی از این
کاربردها عبارتند از : خط انتقال ولتاژ بالا وتصحیح توان راکتیو استاتیک در
LASCRمیان منبع نوری محرک وقطعه کلید زنی مبدل توان ،ایزولاسیون کامل الکتریکی وجود
دارد . ولتاژ نامی این تریستورها میتواند تا4کیلو ولت در 1500آمپر در شرایطی که
توان منبع تریگر نوری کمتر از 100میلی وات باشد ،بالا رود .

7-3 تریستور GTO:
در تریستور GTOهمانند تریستور معمولی روشن سازی توسط اعمال پالس جریان مثبت IGبه
گیت صورت می‌گیرد. نکتة مهم در تریستور GTOآنست که با اعمال پالس منفی جریان به گیت
می‌توان آنرا خاموش ساخت. لذا خاموش و روشن کردن تریستور GTOتوسط جریان گیت قابل
کنترل است.
فرآیند روشن سازی تریستور GTOشبیه تریستور معمولی است اما فرآیند خاموش سازی آن با
تریستورهای معمولی فرق دارد. در فرآیند خاموش سازی اگر ولتاژ منفی به دو سر پایانة
گیت و کاتد اعمال شود جریان منفی گیت افزایش می‌یابد.
هرگاه جریان گیت به حد ماکزیمم خود یعنی IGRرسید جریان آند سقوط کرده و در همین
اثنا ولتاژ آند –کاتد شروع به افزایش می‌کند. زمان سقوط جریان حدود یک میکروثانیه
است. پس از خاتمه زمان سقوط جریان آند به آرامی به سمت صفر می‌رود این بخش از جریان
آند را جریان دنباله می‌نامند. باید گفت در حین خاموش سازی تریستور GTOاگر ولتاژ
VPزیاد باشد ممکن است به تریستور آسیب وارد شود. تریستورهای GTOعمدتاً توانایی سد
ولتاژ معکوس را ندارند و غالباً با یک دیود موازی بسته می‌شوند. همچنین موازی
تریستور GTOمدار حفاظتی Snubberقرار می‌گیرد. علت این امر آنست که :
الف _ در زمان سقوط جریان در حین فرآیند خاموش سازی جریان به سمت خازن منحرف شده و
خازن را شارژ می‌کند.
ب –در حین فرآیند خاموش سازی مدار Snubberباعث محدود کردن dv/dtمی‌شود.

7-4 ترانزیستورهای قدرت BJT:
یک ترانزیستور نیمه هادی سه لایه P-N-Pیا N-P-Nدارای دو اتصال است. این نوع
ترانزیستور بعنوان ترانزیستور متصل دو قطبی شناخته می‌شود. سه پایانة این
ترانزیستور جمع‌آوری کننده (C)پایة (B) و پخش کننده (E) خوانده می‌شوند. پایانه‌های
جمع‌آوری‌کننده و پخش‌کننده به مدار اصلی قدرت و پایانة مبنا به سیگنال کنترل متصل
شده‌اند.
مانند تریستورها، ترانزیستورها هم می‌توانند به شیوة سوئیچینگ عمل کنند اگر جریان
مبنای IB‌صفر شود ترانزیستور خاموش است و بعنوان یک کلید باز عمل می‌کند. از سوی
دیگر اگر IBبرای راندن ترانزیستور بسمت اشباع کافی باشد ترانزیستور مانند یک کلید
بسته عمل می‌کند.



tr

7-5 ماسفت ها:
ماسفت یک ترانزیستور سوئیچینگ خیلی سریع است که احتمال کاربردهایی با فرکانس بالا و
توان اندک را می‌دهد. نامهای تجاری دیگری برای این وسیله وجود دارد مانند:

Hexfet ، Simmosو Timos. سه پایانه به نامهای drain، منبع یا سورس و دروازه یا گیت
نامیده شده‌اند.
جریان از سمت D‌به Sمی‌باشد. دستگاه توانایی مسدود کردن ولتاژ معکوس را ندارد و
همیشه با یک یکسوساز معکوس همراه است.
برخلاف یک ترانزیستور دو قطبی که توسط جریان تحریک می‌شود یک ماسفت یک دستگاه کنترل
شده توسط ولتاژ است. با ولتاژ مثبتی که به دروازه اعمال می‌شود ترانزیستور روشن
می‌شود. دروازه توسط یک لایة اکسید سیلیکونی ایزوله شده و بنابراین امپدانس ورودی
جریان دروازه بینهایت بالاست. جریان تحریک دروازه بسیار پایین و در حدود کمتر از یک
میلی آمپر می‌باشد.

mosfet

7-6آی جی بی تی :IGBT
IGBTیک نیمه هادی پیوندی است و از ترکیب BJTو ماسفت می‌باشد. این دستگاه دروازه‌ای
همانند ماسفت دارد و از این رو از امپدانس ورودی بالایی برخوردار است. این دروازه
توسط ولتاژ تحریک می‌شود همانند آنچه در ماسفت روی می‌دهد. سنبل استفاده شده در شکل
زیر نشان داده شده است .



igbt
IGBTمانند ماسفت پدیده فروپاشی ثانویه را از خود نشان نمی‌دهد همچنین مانند
BJTسقوط ولتاژ کمی را داراست.

سرعت سوئیچینگ IGBTکمتر از ماسفت و به BJTشبیه است.

IGBTها با مقادیر 1500 ولتی و 1000 آمپری اکنون در دسترس هستند و بر BJTها ترجیح
دارند.
IGBTقطعه‌ای با اهمیت جهت ساخت سوئیچ استاتیک کارا در زمینهء الکترونیک قدرت
می‌باشد.
درایو کردن ترانزیستور IGBTبرای سوییچینگ قدرت :
برای درایو کردن تمام ترانزیستور کافی است ماهیت ورودی آنها به طور کامل مورد
بررسی قرار گیرد .
در ترانزیستور IGBTباید مدار قرار گرفته بین دو پایه ی گیت و امیتر مورد توجه قرار
گیرد تا این مشخصات باعث ایجاد مشکلات در درایو کردن این ترانزیستور نشود.
با توجه به ساختار داخلی IGBTمدار قرار گرفته شده بین دو پایه ی گیت و امیتراز یک
خازن تشکیل شده که بار الکتریکی ذخیره شده در این خازن در نیمه هادی نوع p و صفحه
ی خازنی گیت می باشد.
این ترازیستور ها ترانزیستور تحت تاثیر میدان الکتریکی می باشند و میدان الکتریکی
تولید شده در این ترانزیستورها به وسیله ی شارژ و دشارژ شدن خازن ساختار داخلی این
المان ها انجام می پذیرد. ثابت زمانی شارژی و دشارژی در خازن ورودی توسط حاصل ضرب
ظرفیت خازنی گیت امیتر و مقاوت سری شده با آن بدست می آید هر چقدر زمان این ثابت
زمانی کمتر باشد سوییچینگ با کیفیت بالا تر و به صورت صفر و یکی کامل انجام می شود
.
ترانزیستور چگونه کار میکند؟
Transistor
Ie = Ib + Ic

در مطالب قبل دیدیم که چگونه می توان با برقراری جریان کمی میان بیس و امیتر
ترانزیستور جریان قابل توجهی در مسیر کلکتور - امیتر را می توان راه اندازی و کنترل
کرد. در این مطلب با دقت بیشتری این موضوع را بررسی کرده و نقش ترانزیستور بعنوان
یک تقویت کننده جریان را توضیح خواهیم داد.
راجع به مدار شکل اول در مطلب قبل توضیح دادیم و دیدیم که که چگونه با بایاس کردن
پیوند کوچک بیس - امیتر می توان میان کلکتور و امیتر جریان بزرگی را برقرار کرد.
بدون آنکه وارد معادلات پیچیده ریاضی شویم با دقت در شکل اول می توان برای نقطه ای
که ترانزیستور قرار دارد جمع جبری جریان ها را معادل صفر قرار داد و از آن نتیجه
بسیار جالب زیر را گرفت :

Ie = Ib + Ic

1232
بازدید

آگهي هاي صنعت » برق صنعتی

صنعت