Отличие транзистора от тиристора: В чем отличие работы тиристора и транзистора? — Радиомастер инфо — Мир Антенн

Содержание

В чем отличие работы тиристора и транзистора? — Радиомастер инфо

Транзисторы – распространенные полупроводниковые радиоэлементы. На их основе делают большинство электронных схем, а также микросхем. Главное их свойство – способность усиливать электрические сигналы. Изменяя слабый сигнал на управляющем электроде транзистора, можно управлять усиленным выходным сигналом. Есть еще довольно распространенный вид полупроводниковых радиоэлементов — тиристоры. Они тоже имеют управляющий электрод, но управление выходным сигналом в принципе отличается от транзисторов. В этой небольшой статье путем сравнения рассмотрены эти различия.

За основу возьмем простую схему с лампочкой. Коммутируя малый ток в цепи управляющего электрода будем управлять в разы большим током лампочки.

Вот как выглядит эта схема на транзисторе и на тиристоре:

Рассмотрим, как можно управлять свечением лампочки в схеме на транзисторе. При наличии питания и замыкании выключателя S1 на управляющий электрод транзистора (базу) будет подано отпирающее напряжение и при условии достаточной величины тока (определяется величиной сопротивления в базе)

транзистор откроется, лампочка загорится.

Изменяя величину тока в базе с помощью переменного сопротивления, мы можем открывать транзистор больше или меньше, меняя таким образом яркость свечения лампочки. Последовательно с переменным сопротивлением стоит постоянное для того, чтобы при нулевом сопротивлении переменного сопротивления ток базы не превысил допустимое значение и транзистор не вышел из строя. Выключить лампочку мы можем, разомкнув выключатель S1.

Теперь рассмотрим, как можно управлять свечением лампочки в схеме, выполненной на тиристоре.

При наличии питания и замыкании выключателя S2 на управляющий электрод тиристора будет подано отпирающее напряжение и при условии достаточной величины тока (определяется величиной сопротивления в цепи управляющего электрода) тиристор откроется, лампочка загорится. А вот теперь главное отличие. Мы не можем изменять яркость лампочки изменяя сопротивление в цепи управляющего электрода. Более того, мы можем вообще разомкнуть выключатель S2 и лампочка будет светиться, но только в том случае, если ток лампочки протекающий через открытый тиристор будет больше определенного значения, называемого током удержания. Он у каждого типа тиристора свой. Чем мощнее тиристор, тем большее значение тока удержания. Погасить лампочку мы можем, только уменьшив ток через анод-катод тиристора до значения меньше тока удержания или разомкнув выключатель S3 (что равносильно току удержания равном 0).

Это главная особенность применения тиристоров и главное их отличие от транзисторов.

Другими словами, тиристор может быть или полностью открыт, или полностью закрыт. Это и достоинство, и недостаток. Достоинство в том, что падение напряжения небольшое и потери ниже, чем, например, у наполовину открытого транзистора. Недостаток в том, что схема управления усложняется.

Тиристоры проще использовать в цепях переменного тока. Мы должны открывать тиристор каждую полуволну при ее нарастании. Когда полуволна спадает, тиристор сам закроется. Задерживая время открывания при приходе полуволны, мы меняем время открытого состояния тиристора и, следовательно, значение тока в нагрузке.

Как пример, рассмотрим питание схемы на тиристоре от источника переменного напряжения.

Теперь, при замыкании выключателя лампочка будет гореть, а при размыкании, гаснуть. Как видно из осциллограммы, каждую полуволну, в ее конце ток приближается к 0. Если выключатель S2 разомкнут, то с приходом новой полуволны тиристор не откроется.

Отсюда вывод.

Тиристоры целесообразно использовать в цепях переменного или импульсного напряжения (тока). При этом на управляющий электрод достаточно подать короткий отпирающий импульс. Закроется тиристор сам, после окончания импульса в нагрузке. При приходе следующего импульса в нагрузке на управляющий электрод снова нужно подавать отпирающий импульс и так далее.

Материал статьи продублирован на видео:

Чем отличается транзистор от тиристора

Тиристоры относятся к полупроводниковым приборам структуры p-n-p-n, и принадлежат, по сути, к особому классу биполярных транзисторов, четырехслойных, трех (и более) переходных приборов с чередующейся проводимостью.

Устройство тиристора позволяет ему работать подобно диоду, то есть пропускать ток лишь в одном направлении.

И также как у полевого транзистора, у тиристора имеется управляющий электрод. При этом как диод, тиристор имеет особенность, — без инжекции неосновных рабочих носителей заряда через управляющий электрод он не перейдет в проводящее состояние, то есть не откроется.

Упрощенная модель тиристора позволяет нам понять, что управляющий электрод здесь аналогичен базе биполярного транзистора, однако имеется ограничение, которое заключается в том, что отпереть то тиристор с помощью этой базы можно, а вот запереть нельзя.

Тиристор, как и мощный полевой транзистор, конечно может коммутировать значительные токи. И в отличие от полевых транзисторов, мощности, коммутируемые тиристорами, могут исчисляться мегаваттами при высоких рабочих напряжениях. Но имеют тиристоры один серьезный недостаток — значительное время выключения.

Для того чтобы запереть тиристор, необходимо прервать или сильно уменьшить его прямой ток на достаточно продолжительное время, за которое неравновесные основные рабочие носители заряда, электронно-дырочные пары, успели бы рекомбинировать или рассосаться. Пока не прерван ток, тиристор будет оставаться в проводящем состоянии, то есть будет продолжать вести себя как диод.

Схемы коммутации переменного синусоидального тока обеспечивают тиристорам подходящий режим работы — синусоидальное напряжение смещает переход в обратном направлении, и тиристор автоматически запирается. Но для поддержания работы прибора, на управляющий электрод необходимо в каждом полупериоде подавать отпирающий управляющий импульс.

В схемах с питанием на постоянном токе прибегают к дополнительным вспомогательным схемам, функция которых — принудительно снизить анодный ток тиристора, и вернуть его в запертое состояние. А поскольку при запирании рекомбинируют носители заряда, то и скорость переключения тиристора сильно ниже, чем у мощного полевого транзистора.

Если сравнить время полного закрытия тиристора с временем полного закрытия полевого транзистора, то разница достигает тысяч раз: полевому транзистору чтобы закрыться нужно несколько наносекунд (10-100 нс), а тиристору требуется несколько микросекунд (10-100 мкс). Почувствуйте разницу.

Конечно, есть области применения тиристоров, где полевые транзисторы не выдерживают конкуренции с ними. Для тиристоров практически нет ограничений в предельно допустимой коммутируемой мощности — это их преимущество.

Тиристоры управляют мегаваттами мощности на больших электростанциях, в промышленных сварочных аппаратах они коммутируют токи в сотни ампер, а также традиционно управляют мегаваттными индукционными печами на сталелитейных заводах. Здесь полевые транзисторы никак не применимы. В импульсных же преобразователях средней мощности полевые транзисторы выигрывают.

Долгое выключение тиристора, как говорилось выше, объясняется тем, что будучи включенным, он требует для выключения снятия коллекторного напряжения, и подобно биполярному транзистору, у тиристора уходит конечное время на рекомбинацию или удаление неосновных носителей.

Проблемы, которые вызывают тиристоры в связи с этой своей особенностью, связаны прежде всего с невозможностью переключения с высокими скоростями, как это могут делать полевые транзисторы. А еще перед подачей на тиристор коллекторного напряжения, тиристор должен обязательно быть закрытым, иначе неизбежны коммутационные потери мощности, полупроводник чрезмерно при этом нагреется.

Иначе говоря, предельное dU/dt ограничивает быстродействие. График зависимости рассеиваемой мощности от тока и времени включения иллюстрирует эту проблему. Высокая температура внутри кристалла тиристора может не только вызвать ложное срабатывание, но и помешать переключению.

В резонансных инверторах на тиристорах проблема запирания решается сама собой, там выброс напряжения обратной полярности приводит к запиранию тиристора, при условии, что воздействие это достаточно длительное.

Так выявляется главное преимущество полевых транзисторов перед тиристорами. Полевые транзисторы способны работать на частотах в сотни килогерц, и управление сегодня не является проблемой.

Тиристоры же будут надежно работать на частотах до 40 килогерц, ближе к 20 килогерцам. Это значит, что если бы в современных инверторах использовались тиристоры, то аппараты на достаточно высокую мощность, скажем, на 5 киловатт, получались бы весьма громоздкими.

В этом смысле полевые транзисторы способствуют тому, что инверторы получаются более компактными за счет меньшего размера и веса сердечников силовых трансформаторов и дросселей.

Чем выше частота, тем меньшего размера требуются трансформаторы и дроссели для преобразования одной и той же мощности, это знает каждый, кто знаком со схемотехникой современных импульсных преобразователей.

Безусловно, в некоторых применениях тиристоры оказываются очень полезными, например диммеры для регулировки яркости света, работающие на сетевой частоте 50 Гц, в любом случае выгоднее изготавливать на тиристорах, они получаются дешевле, чем если бы там применялись полевые транзисторы.

А в сварочных инверторах, например, выгоднее использовать полевые транзисторы, именно в силу простоты управления переключением и высокой скорости этого переключения. Кстати, при переходе с тиристорной схемы на транзисторную, несмотря на большую стоимость последних, из приборов исключаются лишние дорогостоящие компоненты.

Источник: electrik.info

Рассмотрим устройство и работу других полупроводниковых приборов. Полупроводниковые приборы, имеющие три слоя полупроводников, разделенных двумя запирающими слоями, и три электрода, называют триодами, или чаще транзисторами. (От английских слов transfer — передача и resistor — сопротивление, т. е. транзистор — передающее сопротивление). Один из видов транзисторов, схема которого показана на рис. 235, а, представляет собой тонкую пластинумонокристаллического германия с вплавленными в нее с двух сторон столбиками из индия.

Рис. 235. Схемы транзисторов и их условные обохначения:
а — транзистор типа p-n-p; б — транзистор типа n-p-n

Соберем электрическую схему, показанную на рис. 235, а. Один из крайних слоев транзистора (левый) соединим с источником постоянного тока в проводящем направлении его перехода. Этот слой при работе прибора является основным источником носителей электрических зарядов и получил название эмиттера. (От латинского слова emittere — испускать, излучать) . Средний слой германиевой пластины с n-проводимостью называют базой. Второй крайний слой транзистора соединим с другим источником постоянного тока в непроводящем направлении прилегающего к нему перехода.
Носители заряда, испускаемые эмиттером, проходят через базу, переход р-n и поступают в слой коллектора.(От латинского слова collector — собирающий) .Таким образом, коллектор является собирателем носителей заряда, обеспечивающих прохождение тока в цепи второго источника тока. При этом источник электрической энергии в цепи коллектора имеет э.д.с. Ек, которая во много раз превосходит э.д.с. Еэ источника энергии в цепи эмиттера. Небольшая э.д.с. Еэ вполне достаточна для создания тока необходимого значения в цепи эмиттера, так как прямое сопротивление его перехода является ничтожным. При отсутствии тока эмиттера практически не будет протекать ток и в цепи коллектора из-за большого обратного сопротивления перехода в ней. Если с помощью регулируемого резистора увеличивать ток Iэ в цепи эмиттера, то возрастает число носителей заряда, испускаемых эмиттером, и повышается сила тока Iк в цепи коллектора. Иными словами, с увеличением тока эмиттера снижается электрическое сопротивление коллекторного перехода. Поэтому с помощью маломощной входной цепи эмиттера легко управлять значительно более мощной выходной цепью коллектора. Электрическая мощность этих цепей пропорциональна э.д.с. их источников энергии.
В рассмотренной схеме база транзистора является общей для цепей эмиттера и коллектора, а сам транзистор представляет собой полупроводниковый усилитель мощности.
В электрических схемах находят применение и два других способа включения транзистора: с общим эмиттером и общим коллектором, в зависимости от того, какой электрод транзистора является общим для входной и выходной электрических цепей. Например, схема с общим эмиттером обеспечивает наибольшее усиление по току в выходной цепи.
Кремниевые транзисторы изготавливаются в виде триодов типа n-р-n. Средний слой транзистора состоит из монокристаллического кремния с р-проводимостью, два крайних слоя имеют n-проводимость. Поскольку проводящие направления переходов при этом изменились на противоположные по сравнению с транзистором типа р-п-р, то необходимо изменить и полярность включения источников электроэнергии во входной и выходной цепях (рис. 235, б). Устройство мощного кремниевого транзистора показано на рис. 236.

Рис. 236. Кремниевый транзистор:
а — продольный разрез; б — общий вид

Способы использования германиевых и кремниевых транзисторов являются одинаковыми, изменяется лишь схема их включения в электрические цепи с учетом полярности источников энергии.
Тиристором называется полупроводниковый прибор, состоящий из четырех слоев полупроводников, разделенных тремя р-n переходами (рис. 237). Входной электрод тиристора называют анодом, выходной -— катодом. Полупроводниковый слой, к которому присоединен электрод управляющего тока, составляет, как и в транзисторе — базу. Проводящее направление тиристора — от анода к катоду. Поэтому тиристор своим анодом соединяется с плюсовым зажимом источника тока, катод — с минусовым. При этом средний переход П2 включен в непроводящем направлении.

Рис. 237. Тиристор:
а — общий вид; б- продольный разрез; в — схема; г — условное обозначение

Тиристор, как и обычный диод, практически не пропускает ток внешней цепи, или говорят — тиристор заперт. Повышая приложенное к тиристору внешнее напряжение, можно достигнуть критического его значения, когда происходит лавинный пробой перехода и тиристор отпирается. Во внешней цепи протекает большой силы ток, ограничиваемый лишь ее сопротивлением. Для правильно сконструированного тиристора лавинный пробой и большая сила тока не представляют опасности, так как энергия, выделяющаяся в переходе П2, весьма мала. При изменении направления входного напряжения на обратное происходит восстановление первоначальных свойств перехода П2, и тиристор запирается. Обратное напряжение делится поровну между переходами П1 и П73, поэтому их пробоя не происходит, и тиристор практически не пропускает обратного тока. При подаче напряжения на управляющий электрод базы появляется ток управления, цепь которого замыкается через катод. Регулируя величину тока управления можно в широких пределах изменять значение напряжения, при котором тиристор открывается.
Таким образом, тиристор является управляемым полупроводниковым вентилем.
Мощность, расходуемая в цепи управления тиристором, составляет 1—2 Вт, а мощность силовой цепи достигает нескольких сотен киловатт. Поэтому тиристор представляет собой преобразователь с высоким коэффициентом полезного действия. Тиристор обладает почти мгновенным быстродействием, надежен при высокой частоте срабатываний. Применение тиристоров позволило создать электрические устройства для управляемого выпрямления переменного тока, преобразования постоянного тока в переменный или частоты переменного тока.
Тиристорными преобразователями оборудованы опытные, тепловозы для регулирования частоты тока, питающего асинхронные тяговые электродвигатели, с целью изменения скорости движения поезда. Тиристоры широко используются в самых различных устройствах автоматики современных тепловозов.

Источник: www.pomogala.ru

Чем симистор отличается от тиристора

Тиристором называется управляемый полупроводниковый переключатель, обладающий односторонней проводимостью. В открытом состоянии он ведет себя подобно диоду, а принцип управления тиристором отличается от транзистора, хотя и тот и другой имеют по три вывода и обладают способностью усиливать ток.

Выводы тиристора — это анод, катод и управляющий электрод.

Анод и катод — это электроды электронной лампы или полупроводникового диода. Их лучше запомнить по изображению диода на принципиальных электрических схемах. Представьте, что электроны выходят из катода расходящимся пучком в виде треугольника и приходят на анод, тогда вывод от вершины треугольника — катод с отрицательным зарядом, а противоположный вывод — анод с положительным зарядом.

Подав на управляющий электрод определенное напряжение относительно катода, можно перевести тиристор в проводящее состояние. А для того чтобы тиристор вновь запереть, необходимо сделать его рабочий ток меньшим, чем ток удержания данного тиристора.

Тиристор, как полупроводниковый электронный компонент, состоит из четырех слоев полупроводника (кремния) p и n-типа. На рисунке верхний вывод — это анод — область p-типа, снизу — катод — область n-типа, сбоку выведен управляющий электрод — область p-типа. К катоду присоединяется минусовая клемма источника питания, а в цепь анода включается нагрузка, питанием которой следует управлять.

Воздействуя на управляющий электрод сигналом определенной длительности, можно очень легко управлять нагрузкой в цепи переменного тока, отпирая тиристор на определенной фазе периода сетевой синусоиды, тогда закрытие тиристора будет происходить автоматически при переходе синусоидального тока через ноль. Это несложный и весьма популярный способ регулирования мощности активной нагрузки.

В соответствии с внутренним устройством тиристора, в запертом состоянии его можно представить цепочкой из трех диодов, соединенных последовательно, как показано на рисунке. Видно, что в запертом состоянии данная схема не пропустит ток ни в одном, ни в другом направлении. Теперь представим тиристор схемой замещения на транзисторах.

Видно, что достаточный базовый ток нижнего n-p-n-транзистора приведет к возрастанию его коллекторного тока, который тут же явится базовым током верхнего p-n-p-транзистора.

Верхний p-n-p-транзистор теперь отпирается, и его коллекторный ток складывается с базовым током нижнего транзистора, и тот поддерживается в открытом состоянии благодаря наличию в данной схеме положительной обратной связи. И если сейчас перестать подавать напряжение на управляющий электрод, открытое состояние все равно останется таковым.

Чтобы запереть эту цепочку, придется как-то прервать общий коллекторный ток данных транзисторов. Разные способы отключения (механические и электронные) показаны на рисунке.

Симистор, в отличие от тиристора, имеет шесть слоев кремния, и в проводящем состоянии он проводит ток не в одном, а в обоих направлениях, словно замкнутый выключатель. По схеме замещения его можно представить как два тиристора, включенных встречно-параллельно, только управляющий электрод остается один общий на двоих. А после открытия симистора, чтобы ему закрыться, полярность напряжения на рабочих выводах должна измениться на противоположную или рабочий ток должен стать меньше чем ток удержания симистора.

Если симистор установлен для управления питанием нагрузки в цепи переменного или постоянного тока, то в зависимости от текущей полярности и направления тока управляющего электрода, более предпочтительными окажутся определенные способы управления для каждой ситуации. Все возможные сочетания полярностей (на управляющем электроде и в рабочей цепи) можно представить в виде четырех квадрантов.

Стоит отметить, что квадранты 1 и 3 соответствуют обычным схемам управления мощностью активной нагрузки в цепях переменного тока, когда полярности на управляющем электроде и на электроде А2 в каждом полупериоде совпадают, в таких ситуациях управляющий электрод симистора достаточно чувствителен.

Источник: electricalschool.info

Разница между транзистором и тиристором

Основное отличие — транзистор против тиристора

Транзисторы и тиристоры являются полупроводниковыми устройствами, которые имеют многочисленные применения в электрических цепях. главное отличие между транзистором и тиристором является то, что транзистор имеет три слоя полупроводниковтогда как тиристор имеет четыре слоя полупроводников, Иногда тиристоры называютуправляемые кремнием выпрямители (SCR).

Что такое транзистор

Транзисторы — это полупроводниковые устройства, которые могут действовать как усилители или переключатели в электрических цепях. Транзистор состоит из трех легированных полупроводников. Основные типы транзисторов включаютбиполярные переходные транзисторы (биполярные транзисторы) а такжеполевые транзисторы (полевые транзисторы) а такжебиполярные транзисторы с изолированным затвором (БТИЗЫ), Мы обсудили, как эти транзисторы работают в статьях, сравнивая разницу между BJT и FET и разницу между IGBT и MOSFET. Транзисторы имеют три терминала. Управляя напряжением, подаваемым на одну из клемм, можно контролировать ток через две другие клеммы этих устройств.

Что такое тиристор

Тиристор также имеет три контакта, такие как транзистор, и эти контакты называются «анод», «катод» и «затвор». Однако тиристор сделан из четыре слои легированных полупроводников. Функционально тиристор действует как комбинация двух транзисторов, как показано ниже:

Вы можете думать о тиристоре как о двух транзисторах, работающих вместе. Справа: символ тиристора.

Тиристор имеет три режима:

Режим обратной блокировкиВ этой установке анод имеет более отрицательный потенциал, чем катод. Это означает, что соединения J₁ и J₃ смещены в обратном направлении в то время как соединение J₂ вперед смещен. В этом режиме ток не может течь через тиристор.
Режим прямой блокировкиВ этой установке анод имеет более положительный потенциал, чем катод. Здесь, J₁ и J₃ вперед смещен, в то время как J₂ в обратном смещении. Ток все еще не может течь через тиристор.
Режим прямой проводки: В этой настройке анод и катод соединены как в режиме прямой блокировки. Однако теперь через тиристор течет ток. Этого можно было бы достичь двумя способами: если бы разность потенциалов между анодом и катодом была такой большой, то соединение J₂ будет проходить пробой, позволяя течь через него. Если разность потенциалов недостаточно велика для возникновения пробоя, прямая проводимость также могла быть достигнута путем передачи прямого тока через затвор.

Если на затвор подается ток, а прямой ток в тиристоре достигает порогового значения тока, известного какзапирающий токтиристор будет продолжать проводить, даже если ток затвора удален. Как только тиристор начал проводить прямой ток, он может продолжать делать это, пока прямой ток выше порогового значения тока, известного какудерживающий ток, По этой причине тиристор можно использовать как выключатель. На рисунке ниже показана зависимость тока от напряжения для тиристора:

Характеристическая кривая зависимости тока от напряжения для тиристора.

Источник: ru.strephonsays.com

В чем отличие работы тиристора и транзистора?

Вот как выглядит эта схема на транзисторе и на тиристоре:

Теперь рассмотрим, как можно управлять свечением лампочки в схеме, выполненной на тиристоре.

Это главная особенность применения тиристоров и главное их отличие от транзисторов.

Как пример, рассмотрим питание схемы на тиристоре от источника переменного напряжения.

Материал статьи продублирован на видео:

Источник: radiomasterinfo.org.ua

Разница между транзистором и тиристором — Разница Между

Транзисторы и тиристоры являются полупроводниковыми устройствами, которые имеют многочисленные применения в электрических цепях. главное отличие между транзистором и тиристором является то, что транз

Основное отличие — транзистор против тиристора

Что такое транзистор

Что такое тиристор

Вы можете думать о тиристоре как о двух транзисторах, работающих вместе. Справа: символ тиристора.

Тиристор имеет три режима:

Режим обратной блокировкиВ этой установке анод имеет более отрицательный потенциал, чем катод. Это означает, что соединения J₁ и J₃ смещены в обратном направлении в то время как соединение J₂ вперед смещен. В этом режиме ток не может течь через тиристор.
Режим прямой блокировкиВ этой установке анод имеет более положительный потенциал, чем катод. Здесь, J₁ и J₃ вперед смещен, в то время как J₂ в обратном смещении. Ток все еще не может течь через тиристор.
Режим прямой проводки: В этой настройке анод и катод соединены как в режиме прямой блокировки. Однако теперь через тиристор течет ток. Этого можно было бы достичь двумя способами: если бы разность потенциалов между анодом и катодом была такой большой, то соединение J₂ будет проходить пробой, позволяя течь через него. Если разность потенциалов недостаточно велика для возникновения пробоя, прямая проводимость также могла быть достигнута путем передачи прямого тока через затвор.

Характеристическая кривая зависимости тока от напряжения для тиристора.

Кривая помечена

Транзистор и тиристор отличие — Яхт клуб Ост-Вест

§ 156. ТИРИСТОРЫ

Наряду с полупроводниковыми диодами и транзисторами в технике все шире используют управляемые полупроводниковые приборы с четырехслойной р-n-р-n структурой, называемые тиристорами.

По внутренней структуре тиристоры отличаются от транзисторов тем, что вместо трех в них имеются четыре полупроводниковых слоя с тремя электронно-дырочными переходами (рис. 220).

К р-области анода А прилегает относительно широкая область базы с электронной проводимостью, за ней — тонкая базовая область с дырочной проводимостью, к которой присоединен вывод управляющего электрода УЭ, и область катода К с электронной проводимостью. Слои наращиваются обычно на тонкой кремниевой пластинке методом диффузии и вплавления.

При приложении к тиристору прямого напряжения Е переходы П1 и П3 окажутся открытыми (проводящими), а на переходе П2 будет обратное смещение. Поэтому действие тиристора можно заменить эквивалентным действием комбинации из двух транзисторов: транзистора типа р-n-р с эмиттерным переходом П1 и коллекторным П2 и транзистора типа n-р-n, имеющего

тот же коллекторный переход П2 и эмиттерный — П3. Соединение обоих транзисторов показано на рис. 221.

Из эквивалентной схемы видно, что ток коллектора транзистора типа р-n-р одновременно является током базы, отпирающим транзистор n-р-n, а коллекторный ток последнего — базовым током, отпирающим транзистор типа р-n -р.

При увеличении прямого напряжения батареи с, подаваемого на тиристор, небольшое приращение тока в цепи эмиттера транзистора типа р-n-р ΔIэ1 вызовет приращение тока в цепи коллектора этого же транзистора ΔIк1, что, в свою очередь, приводит к увеличению коллекторного тока сопряженного транзистора ΔIк2 , а также коллекторного транзистора типа р-n-р ΔIк1. Далее процесс продолжается, и ток эквивалентных транзисторов возрастает.

Наличие третьего вывода УЭ тиристоров значительно облегчает управляемость прибора. Увеличение тока в цепи тиристора может быть достигнуто независимо от величины приложенного напряжения путем введения дополнительного тока через управляющий электрод в одну из базовых областей структуры. Ток в цепи управляющего электрода, складываясь с общим током прибора, вызовет увеличение коэффициента усиления по току транзистора р-n-р типа, в результате чего начнется лавинное нарастание тока в цепи.

После отпирания тиристора за счет тока в цепи управляющего электрода управляющее действие его прекращается. Запирание тиристора может быть осуществлено путем изменения полярности напряжения на аноде или уменьшения тока, протекающего через прибор до значения, называемого током «удержания».

Из сказанного следует, что работа управляемого полупроводникового прибора подобна работе тиратрона, в котором управление включением анодной цепи выполняется подачей напряжения зажигания на сетку лампы.

По сравнению с тиратроном тиристоры имеют меньший вес и габариты, обладают большой механической прочностью и значительно большим коэффициентом полезного действия. Тиристор может работать при более низких напряжениях питания.

Тиристоры обладают рядом преимуществ и перед мощными, транзисторами. Они могут работать при очень больших токах и более высоких обратных напряжениях.

Существенным недостатком тиристоров является то, что они не могут быть выключены с помощью управляющего сигнала.

В настоящее время тиристоры применяют в основном в устройствах электропитания в качестве выпрямителей, преобразователей энергии, частотных преобразователей, в устройствах защиты электронной аппаратуры.

Устройство тиристора позволяет ему работать подобно диоду, то есть пропускать ток лишь в одном направлении.

И также как у полевого транзистора, у тиристора имеется управляющий электрод. При этом как диод, тиристор имеет особенность, – без инжекции неосновных рабочих носителей заряда через управляющий электрод он не перейдет в проводящее состояние, то есть не откроется.

Главная страница » Тиристоры и схемы коммутации мощной нагрузки

Тиристоры выступают твердотельными электронными устройствами, обладающими высокой скоростью коммутации. Эти приборы допустимо использовать для управления всевозможными маломощными электронными компонентами. Однако наряду с маломощной электроникой, посредством тиристоров успешно управляется силовое оборудование. Рассмотрим классические схемы включения тиристора под управление достаточно высокими нагрузками, например, электролампами, электромоторами, электрическими нагревателями и т. п.

Тиристор – краткий обзор полупроводника

Включение полупроводника в открытое состояние возможно путём подачи импульса пускового тока небольшой величины на управляющий электрод У.

Когда тиристор пропускает ток нагрузки в прямом направлении, электрод анода A является положительным по отношению к электроду катода K, с точки зрения регенеративной фиксации.

Как правило, триггерный импульс для электрода У должен иметь длительность в несколько микросекунд. Однако чем длиннее импульс, тем быстрее происходит внутренний лавинный пробой. Также увеличивается время открывания перехода. Но максимальный ток затвора превышать не допускается.

После переключения и полной проводки, падение напряжения на участке анод- катод держится постоянным на уровне около 1 вольта, при всех значениях анодного тока от нуля до номинального значения.

Тем не менее, следует помнить: как только полупроводник начинает проводить, этот процесс продолжается даже при отсутствии управляющего сигнала У.

Продолжается такое состояние до момента, когда ток анода уменьшится до величины меньше допустимо минимальной. Лишь на этом уровне и ниже происходит автоматическая блокировка перехода. Иначе работают лишь новые тиристоры структуры MCT.

Инновационная разработка в группе тиристоров. Управляемая структура MCT (MOSFET Controled thyristor): 1 — управление 1; 2 — анод; 3 — управление 2; 4 — катод; 5 — подложка металл; OFF-FET — канал типа n-канал; ON-FET — канал типа p-канал

Этот фактор показывает, что в отличие от биполярных транзисторов и полевых транзисторов, тиристоры, по сути, невозможно использовать для усиления или контролируемого переключения.

Таким образом, напрашивается логичный вывод: тиристоры как полупроводниковые приборы специально разработаны для использования в составе схем коммутации высокой мощности.

Эти полупроводники могут работать только в режиме переключения, где они действуют как открытый или закрытый коммутатор. Как только этот коммутатор срабатывает, он остаётся в состоянии проводника.

Поэтому в цепях постоянного напряжения и некоторых сильно индуктивных цепях переменного напряжения, значение тока необходимо искусственно уменьшать при помощи отдельного переключателя или схемы отключения.

Тиристор в цепи постоянного напряжения

При условии питания схемы постоянным напряжением, тиристор эффективен в качестве переключателя мощной нагрузки. Здесь прибор действует подобно электронной защелке, поскольку после активации остается в состоянии «включено», вплоть до сброса этого состояния вручную. Рассмотрим практическую схему.

Схема 1: КН1, КН2 — кнопки нажимные без фиксации; Л1 — нагрузка в виде лампы накаливания 100 Вт; R1, R2 — резисторы постоянные 470 Ом и 1 кОм

Эта простая схема включения/выключения применяется для управления лампой накаливания. Между тем схему вполне допустимо использовать в качестве коммутатора электродвигателя, нагревателя и любой другой нагрузки, рассчитанной на питание постоянным напряжением.

Здесь тиристор имеет прямое смещённое состояние перехода и включается в режим короткого замыкания нормально разомкнутой кнопкой КН1.

Эта кнопка соединяет управляющий электрод У с источником питания через резистор R1. Если значение R1 установить слишком высоким относительно питающего напряжения, устройство не сработает.

Стоит только нажать кнопку КН1, тиристор переключается в состояние прямого проводника и остаётся в этом состоянии независимо от дальнейшего положения кнопки КН1. При этом токовая составляющая нагрузки показывает большее значение, чем ток фиксации тиристора.

Преимущества и недостатки использования тиристора

Одним из основных преимуществ использования этих полупроводников в качестве переключателя видится очень высокий коэффициент усиления по току. Тиристор — это устройство, фактически управляемое током.

Катодный резистор R2 обычно включается с целью уменьшения чувствительности электрода У и увеличения возможностей соотношения напряжение-ток, что предотвращает ложное срабатывание устройства.

Когда тиристор защелкнется и останется в состоянии «включено», сбросить это состояние возможно только прерыванием питания или уменьшения анодного тока до нижнего значения удержания.

Поэтому логично использовать нормально замкнутую кнопку КН2, чтобы разомкнуть цепь, уменьшая до нуля ток, протекающий через тиристор, заставляя прибор перейти в состояние «выключено».

Однако схема имеет также недостаток. Механический нормально замкнутый переключатель КН2 должен быть достаточно мощным — соответствовать мощности всей схемы.

В принципе, можно было бы просто заменить полупроводник мощным механическим выключателем. Один из способов преодолеть проблему с мощностью — подключить коммутатор параллельно тиристору.

Схема 2: КН1, КН2 — кнопки нажимные без фиксации; Л1 — лампа накаливания 100 Вт; R1, R2 — резисторы постоянные 470 Ом и 1 кОм

Доработка схемы — включение нормально разомкнутого переключателя малой мощности параллельно переходу А-К, даёт следующий эффект:

активация КН2 создаёт «КЗ» между электродами А и К,
уменьшается ток фиксации до минимального значения,
устройство переходит в состояние «выключено».

Тиристор в цепи переменного тока

При подключении к источнику переменного тока тиристор работает несколько иначе. Это связано с периодическим изменением полярности переменного напряжения.

Поэтому применение в схемах с питанием переменным напряжением автоматически будет приводить к состоянию обратного смещения перехода. То есть в течение половины каждого цикла прибор будет находиться в состоянии «отключено».

Для варианта с переменным напряжением схема тиристорного запуска аналогична схеме с питанием постоянным напряжением. Разница незначительная — отсутствие дополнительного переключателя КН2 и дополнение диода D1.

Благодаря диоду D1, предотвращается обратное смещение по отношению к управляющему электроду У.

Во время положительного полупериода синусоидальной формы сигнала, устройство смещено вперед, но при выключенном переключателе КН1, к тиристору подводится нулевой ток затвора и прибор остается «выключенным».

В отрицательном полупериоде устройство получает обратное смещение и также останется «выключенным», независимо от состояния переключателя КН1.

Схема 3: КН1 — переключатель с фиксацией; D1 — диод любой под высокое напряжение; R1, R2 -резисторы постоянные 180 Ом и 1 кОм, Л1 — лампа накаливания 100 Вт

Если переключатель КН1 замкнуть, вначале каждого положительного полупериода полупроводник останется полностью «выключенным».

Но в результате достижения достаточного положительного триггерного напряжения (возрастания тока управления) на электроде У, тиристор переключится в состояние «включено».

Фиксация состояния удержания остаётся стабильной при положительном полупериоде и автоматически сбрасывается, когда положительный полупериод заканчивается. Очевидно, т.к. здесь ток анода падает ниже текущего значения.

Во время следующего отрицательного полупериода, устройство будет полностью «отключено» до следующего положительного полупериода. Затем процесс вновь повторяется.

Получается, нагрузка имеет только половину доступной мощности источника питания. Тиристор действует как выпрямляющий диод и проводит переменный ток лишь во время положительных полуциклов, когда переход смещен вперед.

Управление половинной волной

Фазовое управление тиристором является наиболее распространенной формой управления мощностью переменного тока.

Пример базовой схемы управления фазой показан ниже. Здесь напряжение затвора тиристора формируется цепочкой R1C1 через триггерный диод D1.

Во время положительного полупериода, когда переход смещен вперед, конденсатор C1 заряжается через резистор R1 от напряжения питания схемы.

Управляющий электрод У активируются только тогда, когда уровень напряжения в точке «x» вызывает срабатывание диода D1. Конденсатор C1 разряжается на управляющий электрод У, устанавливая прибор в состояние «включено».

Длительность времени положительной половины цикла, когда открывается проводимость, контролируется постоянной времени цепочки R1C1, заданной переменным резистором R1.

Схема 4: КН1 — переключатель с фиксацией; R1 — переменный резистор 1 кОм; С1 — конденсатор 0,1 мкф; D1 — диод любой на высокое напряжение; Л1 — лампа накаливания 100 Вт; П — синусоида проводимости

Увеличение значения R1 приводит к задержке запускающего напряжения, подаваемого на тиристорный управляющий электрод, что, в свою очередь, вызывает отставание по времени проводимости устройства.

В результате доля полупериода, когда устройство проводит, может регулироваться в диапазоне 0 -180º. Это означает, что половинная мощность, рассеиваемая нагрузкой (лампой), поддаётся регулировке.

Существует масса способов достижения полноволнового управления тиристорами. Например, можно включить один полупроводник в схему диодного мостового выпрямителя. Этим методом легко преобразовать переменную составляющую в однонаправленный ток тиристора.

Однако более распространенным методом считается вариант использования двух тиристоров, соединенных инверсной параллелью.

Самым практичным подходом видится применение одного симистора. Этот полупроводник допускает переход в обоих направлениях, что делает симисторы более пригодными для схем переключения переменного тока.

Полный технический расклад тиристора

Транзистор и тиристор отличие — Topsamoe.ru

Устройство тиристора позволяет ему работать подобно диоду, то есть пропускать ток лишь в одном направлении.

Выводы тиристора — это анод, катод и управляющий электрод.

Основное отличие – транзистор против тиристора

Что такое транзистор

Транзисторы – это полупроводниковые устройства, которые могут действовать как усилители или переключатели в электрических цепях. Транзистор состоит из трех легированных полупроводников. Основные типы транзисторов включаютбиполярные переходные транзисторы (биполярные транзисторы) а такжеполевые транзисторы (полевые транзисторы) а такжебиполярные транзисторы с изолированным затвором (БТИЗЫ), Мы обсудили, как эти транзисторы работают в статьях, сравнивая разницу между BJT и FET и разницу между IGBT и MOSFET. Транзисторы имеют три терминала. Управляя напряжением, подаваемым на одну из клемм, можно контролировать ток через две другие клеммы этих устройств.

Что такое тиристор

Вы можете думать о тиристоре как о двух транзисторах, работающих вместе. Справа: символ тиристора.

Тиристор имеет три режима:

Режим обратной блокировкиВ этой установке анод имеет более отрицательный потенциал, чем катод. Это означает, что соединения J₁ и J₃ смещены в обратном направлении в то время как соединение J₂ вперед смещен. В этом режиме ток не может течь через тиристор.
Режим прямой блокировкиВ этой установке анод имеет более положительный потенциал, чем катод. Здесь, J₁ и J₃ вперед смещен, в то время как J₂ в обратном смещении. Ток все еще не может течь через тиристор.
Режим прямой проводки: В этой настройке анод и катод соединены как в режиме прямой блокировки. Однако теперь через тиристор течет ток. Этого можно было бы достичь двумя способами: если бы разность потенциалов между анодом и катодом была такой большой, то соединение J₂ будет проходить пробой, позволяя течь через него. Если разность потенциалов недостаточно велика для возникновения пробоя, прямая проводимость также могла быть достигнута путем передачи прямого тока через затвор.

Характеристическая кривая зависимости тока от напряжения для тиристора.

Отличие транзистора от тиристора

Рис. 235. Схемы транзисторов и их условные обохначения:
а – транзистор типа p-n-p; б – транзистор типа n-p-n

В пластине германия на границе с индием образуются два р-n перехода, обладающих запирающими свойствами. Следовательно, германиевый триод состоит из крайних слоев с р-проводимостыо и среднего с n-проводимостью. Такой прибор получил название транзистора типа p-n-р. К каждому слою присоединяют электроды — вывод для соединения с внешней цепью.
Соберем электрическую схему, показанную на рис. 235, а. Один из крайних слоев транзистора (левый) соединим с источником постоянного тока в проводящем направлении его перехода. Этот слой при работе прибора является основным источником носителей электрических зарядов и получил название эмиттера. (От латинского слова emittere — испускать, излучать) . Средний слой германиевой пластины с n-проводимостью называют базой. Второй крайний слой транзистора соединим с другим источником постоянного тока в непроводящем направлении прилегающего к нему перехода.
Носители заряда, испускаемые эмиттером, проходят через базу, переход р-n и поступают в слой коллектора.(От латинского слова collector — собирающий) .Таким образом, коллектор является собирателем носителей заряда, обеспечивающих прохождение тока в цепи второго источника тока. При этом источник электрической энергии в цепи коллектора имеет э.д.с. Ек, которая во много раз превосходит э.д.с. Еэ источника энергии в цепи эмиттера. Небольшая э.д.с. Еэ вполне достаточна для создания тока необходимого значения в цепи эмиттера, так как прямое сопротивление его перехода является ничтожным. При отсутствии тока эмиттера практически не будет протекать ток и в цепи коллектора из-за большого обратного сопротивления перехода в ней. Если с помощью регулируемого резистора увеличивать ток Iэ в цепи эмиттера, то возрастает число носителей заряда, испускаемых эмиттером, и повышается сила тока Iк в цепи коллектора. Иными словами, с увеличением тока эмиттера снижается электрическое сопротивление коллекторного перехода. Поэтому с помощью маломощной входной цепи эмиттера легко управлять значительно более мощной выходной цепью коллектора. Электрическая мощность этих цепей пропорциональна э.д.с. их источников энергии.
В рассмотренной схеме база транзистора является общей для цепей эмиттера и коллектора, а сам транзистор представляет собой полупроводниковый усилитель мощности.
В электрических схемах находят применение и два других способа включения транзистора: с общим эмиттером и общим коллектором, в зависимости от того, какой электрод транзистора является общим для входной и выходной электрических цепей. Например, схема с общим эмиттером обеспечивает наибольшее усиление по току в выходной цепи.
Кремниевые транзисторы изготавливаются в виде триодов типа n-р-n. Средний слой транзистора состоит из монокристаллического кремния с р-проводимостью, два крайних слоя имеют n-проводимость. Поскольку проводящие направления переходов при этом изменились на противоположные по сравнению с транзистором типа р-п-р, то необходимо изменить и полярность включения источников электроэнергии во входной и выходной цепях (рис. 235, б). Устройство мощного кремниевого транзистора показано на рис. 236.

Рис. 236. Кремниевый транзистор:
а – продольный разрез; б – общий вид

Рис. 237. Тиристор:
а – общий вид; б- продольный разрез; в – схема; г – условное обозначение

Главная страница » Тиристоры и схемы коммутации мощной нагрузки

Тиристор – краткий обзор полупроводника

Тиристор в цепи постоянного напряжения

Преимущества и недостатки использования тиристора

активация КН2 создаёт «КЗ» между электродами А и К,
уменьшается ток фиксации до минимального значения,
устройство переходит в состояние «выключено».

Тиристор в цепи переменного тока

Благодаря диоду D1, предотвращается обратное смещение по отношению к управляющему электроду У.

Управление половинной волной

Полный технический расклад тиристора

Тиристором называется трехэлектродный прибор с четырехслойной полупроводниковой структурой. Рассмотрим рис. 1.4.1, крайние p и n области называются соответственно анодом и катодом, а внутренняя р-область – управляющим электродом.

Рис. 1.4.1 Тиристор:

а) структура б) условные обозначения

(А – анод, К – катод, УЭ – управляющий электрод)

На рис. 1.4.2 изображена ВАХ тиристора при двухэлектродном включении. Структуру тиристора можно представить в виде двух транзисторов обоих типов – p-n-p и n-p-n (рис.1.4.3). База первого транзистора соединена с коллектором второго, а база второго – с коллектором первого.

Рис. 1.4.2. ВАХ тиристора при двухэлектродном включении

Если в цепи базы второго транзистора ток увеличился на величину , то токи коллекторов второго и первого транзисторов получат приращения, равные соответственно , , где и – коэффициенты усиления по току первого и второго транзисторов в схеме с общей базой.

Рис. 1.4.3. Эквивалентная схема тиристора

Коэффициент усиления по току кремниевого транзистора се всегда меньше единицы и не является постоянной величиной. При увеличении тока эмиттера возрастает.

При любом положительном напряжении на аноде тиристора, меньшем (см. рис. 1.4.2), величина тока эмиттера каждого транзистора такова, что сумма . При этом сопротивление тиристора велико и определяется главным образом величиной обратного сопротивления среднего p-n-перехода II (рис. 1.4.1), который оказывается включенным в обратном направлении. Два других p-n-перехода (I и III) (см. рис. 1.4.1) включены в прямом направлении и незначительно влияют на величину сопротивления тиристора. Через p-n-переход II протекает незначительный ток утечки (область 1 ВАХ, рис.1.4.2). Тиристор выключен (закрыт). При току утечки соответствует сумма . Тиристор открывается. В области проводимости (участок 2 ВАХ, рис. 1.4.2) , и ток через тиристор ограничивается лишь сопротивлением нагрузки. Сопротивление тиристора приблизительно равно сопротивлению полупроводникового диода в прямом направлении. Динамическое сопротивление тиристора в области 3 отрицательно , и работа прибора неустойчива. Область 4 ВАХ соответствует запиранию тиристора при обратном анодном напряжении.

Если приложить к управляющему электроду тиристора небольшой положительный потенциал относительно катода, то ток увеличится до значения, соответствующего , и прибор включается при меньшем анодном напряжении.

После включения тиристора транзисторы, составляющие его полупроводниковую структуру, поддерживают друг Друга в состоянии насыщения за счет положительной обратной связи. В отличие от транзисторов, для сохранения состояния проводимости тиристоров нет необходимости постоянно подавать сигнал на его управляющий электрод. Тиристор после включения теряет управляемость. Тиристор закрывается, если его анодный ток станет меньше величины, равной .

Из характеристик рис. 1.4.4 видно, что при увеличении тока управления уменьшается пробивное напряжение тиристора, а при достаточно большом токе управления характеристика тиристора подобна характеристике неуправляемого вентиля.

Рис. 1.4.4. ВАХ тиристора при различных токах управления

Тиристоры выпускаются на токи до нескольких сотен ампер и на допустимые обратные напряжения до 1000 В. Тиристоры в отличие от обычных диодов характеризуются рядом дополнительных параметров. К таким параметрам относятся: время включения и время восстановления управляемости тиристора, ток удержания тиристора при отсутствии управляющего сигнала и амплитуда тока управления .

В переходных режимах на величине напряжения пробоя тиристора значительно сказывается скорость нарастания прямого напряжения . С увеличением напряжение пробоя тиристора уменьшается, и при большой величине тиристор может открыться при токе управления, равном нулю. Поэтому не должна превышать определенной величины для данного типа тиристора.

Дата добавления: 2015-01-09 ; просмотров: 601 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Чем отличается тиристор от симистора

В 1963 году у многочисленного семейства тринисторов появился еще один «родственник» – симистор. Чем же он отличается от своих «собратьев» – тринисторов (тиристоров)? Вспомните о свойствах этих приборов. Их работу часто сравнивают с действием обычной двери: прибор заперт – ток в цепи отсутствует (дверь закрыта – прохода нет), прибор открыт – в цепи возникает электрический ток (дверь отворилась – входите). Но у них есть общий недостаток. Тиристоры пропускают ток только в прямом направлении — так обычная дверь легко открывается «от себя», но сколько ни тяни ее на себя — в противоположную сторону, все усилия окажутся бесполезными.

Увеличив число полупроводниковых слоев тиристора с четырех до пяти и снабдив его управляющим электродом, ученые обнаружили, что прибор с такой структурой (названный впоследствии симистором) способен пропускать электрический ток как в прямом, так и в обратном направлениях.

Посмотрите на рисунок 1, изображающий строение полупроводниковых слоев симистора. Внешне они напоминают транзисторную структуру р- n -р типа, но отличаются тем, что имеют три дополнительные области с n -проводимостью. И вот что интересно: оказывается, две из них, расположенные у катода и анода, выполняют функции только одного полупроводникового слоя — четвертого. Пятый образует область с n -проводимостью, лежащая около управляющего электрода.

Ясно, что работа такого прибора основана на более сложных физических процессах, чем у других типов тиристоров. Чтобы лучше разобраться в принципе действия симистора, воспользуемся его тиристорным аналогом. Почему именно тиристорным? Дело в том, что разделение четвертого полупроводникового слоя симистора не случайно. Благодаря такой структуре при прямом направлении тока, протекающего через прибор, анод и катод выполняют свои основные функции, а при обратном они как бы меняются местами — анод становится катодом, а катод, наоборот, анодом, то есть симистор можно рассматривать как два встречно-параллельно включенных тиристора (рис. 2).

Тринисторный аналог симистора

Представим, что на управляющий электрод подан отпирающий сигнал. Когда на аноде прибора напряжение положительной полярности, а на катоде — отрицательной, электрический ток потечет через левый по схеме тринистор. Если полярность напряжения на силовых электродах поменять на противоположную, включится правый по схеме тринистор. Пятый полупроводниковый слой, подобно регулировщику, руководящему движением автомобилей на перекрестке, направляет отпирающий сигнал, зависимости от фазы тока на один из тринисторов. При отсутствии отпирающего сигнала симистор закрыт.

В целом его действие можно сравнить, например, с вращающейся дверью на станции метро — в какую сторону ни толкни ее, она обязательно откроется. Действительно, подадим отпирающее напряжение на управляющий электрод симистора — «подтолкнем» его, и электроны, словно спешащие на посадку или выход пассажиры, потекут через прибор в направлении, диктуемом полярностью включения анода и катода.

Этот вывод подтверждается и вольтамперной характеристикой прибора (рис. 3). Она состоит из двух одинаковых кривых, повернутых относительно друг друга на 180°. Их форма соответствует вольтамперной характеристике динистора, а области непроводящего состояния, как и у тринистора, легко преодолеваются, если на управляющий электрод подать отпирающее напряжение (изменяющиеся участки кривых показаны штриховыми линиями).

Благодаря симметричности вольтамперной характеристики новый полупроводниковый прибор был назван симметричным тиристором (сокращенно — симистор). Иногда его называют триаком (термин, пришедший из английского языка).

Симистор унаследовал от своего предшественника — тиристора все его лучшие свойства. Но самое главное достоинство новинки в том, что в ее корпусе расположили сразу два полупроводниковых прибора. Судите сами. Для управления цепью постоянного тока необходим один тиристор, для цепи переменного тока приборов должно быть два (включены встречно-параллельно). А если учесть, что для каждого из них нужен отдельный источник отпирающего напряжения, который к тому же должен включать прибор точно в момент изменения фазы тока, становится ясно, каким сложным будет такой управляющий узел. Для симистора же род тока не имеет значения. Достаточно лишь одного такого прибора с источником отпирающего напряжения, и универсальное управляющее устройство готово. Его можно использовать в силовой цепи постоянного или переменного тока.

Близкое родство тиристора и симистора привело к тому, что у этих приборов оказалось много общего. Так электрические свойства симистора характеризуются теми же параметрами, что и у тиристора. Маркируются они тоже одинаково — буквами КУ, трехзначным числом и буквенным индексом в конце обозначения. Иногда симисторы обозначают несколько иначе — буквами ТС, что означает «тиристор симметричный».

Условное графическое обозначение симисторов на принципиальных схемах показано на рисунке 4.

Для практического знакомства с симисторами выберем приборы серии КУ208 — триодные симметричные тиристоры п-р-п-р типа. На разновидности приборов указывают буквенные индексы в их обозначении — А, Б, В или Г. Постоянное напряжение, которое выдерживает в закрытом состоянии симистор с индексом А, составляет 100 В, Б — 200 В, В — 300 В и Г — 400 В. Остальные параметры у этих приборов идентичные: максимальный постоянный ток в открытом состоянии — 5 А, импульсный —10 А, ток утечки в закрытом состоянии — 5 мА, напряжение между катодом и анодом в проводящем состоянии — -2 В, величина отпирающего напряжения на управляющем электроде равна 5 В при токе 160 мА, рассеиваемая корпусом прибора мощность— 10 Вт, предельная рабочая частота — 400 Гц.

А теперь обратимся к электроосветительным приборам. Нет ничего проще управлять работой любого из них. Нажал, к примеру, клавишу выключателя — ив комнате загорелась люстра, нажал еще раз — погасла. Иногда, правда, это достоинство неожиданно превращается в недостаток, особенно если вы хотите сделать свою комнату уютной, создать ощущение комфорта, а для этого так важно удачно подобрать освещение. Вот если бы свечение ламп менялось плавно.

Оказывается, в этом нет ничего невозможного. Нужно только вместо обычного выключателя подсоединить электронное устройство, управляющее яркостью светильника. Функции регулятора, «командующего» лампами, в таком приборе выполняет полупроводниковый симистор.

Построить простое регулирующее устройство, которое поможет управлять яркостью свечения настольной лампы или люстры, изменять температуру электроплитки или жала паяльника, вы сможете, воспользовавшись схемой, представленной на рисунке 5.

Рис. 5. Принципиальная схема регулятора

Трансформатор Т1 преобразует сетевое напряжение 220 В в 12 — 25 В. Оно выпрямляется диодным блоком VD1—VD4 и подается на управляющий электрод симистора VS1. Резистор R1 ограничивает ток управляющего электрода, а переменным резистором R2 регулируют величину управляющего напряжения.

Рис. 6. Временные диаграммы напряжения: а – в сети; б – на управляющем электроде симистора, в – на нагрузке.

Чтобы легче было разобраться в работе прибора, построим три временные диаграммы напряжений: сетевого, на управляющем электроде симистора и на нагрузке (рис. 6). После включения устройства в сеть на его вход поступает переменное напряжение 220 В (рис. 6а). Одновременно на управляющий электрод симистора VS1 подается отрицательное напряжение синусоидальной формы (рис. 66). В момент, когда его величина превысит напряжение включения, прибор откроется и сетевой ток потечет через нагрузку. После того как величина управляющего напряжения станет ниже пороговой, симистор остается открытым за счет того, что ток нагрузки превышает ток удержания прибора. В тот момент, когда напряжение на входе регулятора меняет свою полярность, симистор закрывается. Далее процесс повторяется. Таким образом, напряжение на нагрузке будет иметь пилообразную форму (рис. 6в)

Чем больше амплитуда управляющего напряжения, тем раньше включится симистор, а следовательно, больше будет и длительность импульса тока в нагрузке. И наоборот, чем меньше амплитуда управляющего сигнала, тем меньше будет длительность этого импульса. При крайнем левом по схеме положении движка переменного резистора R2 нагрузка станет поглощать полные «порции» мощности. Если регулятор R2 повернуть в противоположную сторону, амплитуда управляющего сигнала окажется ниже порогового значения, симистор останется в закрытом состоянии и ток через нагрузку не потечет.

Нетрудно догадаться, что наш прибор регулирует мощность, потребляемую нагрузкой, изменяя тем самым яркость свечения лампы или температуру нагревательного элемента.

В устройстве можно применить следующие элементы. Симистор КУ208 с буквой В или Г. Диодный блок КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом, подойдут также четыре полупроводниковых диода серий Д226, Д237. Постоянный резистор — МЛТ-0,25, переменный — СПО-2 или любой другой мощностью не менее 1 Вт. ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка. Трансформатор Т1 рассчитан на напряжение вторичной обмотки 12—25 В.

Если подходящего трансформатора нет, изготовьте его самостоятельно. Сердечник из пластин Ш16, толщина набора 20 мм, обмотка I содержит 3300 витков провода ПЭЛ-1 0,1, а обмотка II — 300 витков ПЭЛ-1 0,3.

Тумблер — любой сетевой, предохранитель должен быть рассчитан на максимальный ток нагрузки.

Регулятор собирается в пластмассовом корпусе. На верхней панели крепятся тумблер, переменный резистор, держатель предохранителя и розетка. Трансформатор, диодный блок и симистор устанавливаются на дне корпуса. Симистор необходимо снабдить теплорассеивающим радиатором толщиной 1 — 2 мм и площадью не менее 14 см2. В одной из боковых стенок корпуса просверлите отверстие для сетевого шнура.

Устройство не нуждается в налаживании и при правильном монтаже и исправных деталях начинает работать сразу после включения в сеть.

ПОЛЬЗУЯСЬ РЕГУЛЯТОРОМ, НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О МЕРАХ БЕЗОПАСНОСТИ. ВСКРЫВАТЬ КОРПУС МОЖНО, ТОЛЬКО ОТКЛЮЧИВ ПРИБОР ОТ СЕТИ!

Существенный недостаток тиристоров заключается в том, что это однополупериодные элементы, соответственно, в цепях переменного тока они работают с половинной мощностью. Избавиться от этого недостатка можно используя схему встречно-параллельного включения двух однотипных устройств или установив симистор. Давайте разберемся, что представляет собой этот полупроводниковый элемент, принцип его функционирования, особенности, а также сферу применения и способы проверки.

Что такое симистор?

Это один из видов тиристоров, отличающийся от базового типа большим числом p-n переходов, и как следствие этого, принципом работы (он будет описан ниже). Характерно, что в элементной базе некоторых стран данный тип считается самостоятельным полупроводниковым устройством. Эта незначительная путаница возникла вследствие регистрации двух патентов, на одно и то же изобретение.

Описание принципа работы и устройства

Основное отличие этих элементов от тиристоров заключается в двунаправленной проводимости электротока. По сути это два тринистора с общим управлением, включенных встречно-параллельно (см. А на рис. 1) .

Рис. 1. Схема на двух тиристорах, как эквивалент симистора, и его условно графическое обозначение

Это и дало название полупроводниковому прибору, как производную от словосочетания «симметричные тиристоры» и отразилось на его УГО. Обратим внимание на обозначения выводов, поскольку ток может проводиться в оба направления, обозначение силовых выводов как Анод и Катод не имеет смысла, потому их принято обозначать, как «Т1» и «Т2» (возможны варианты ТЕ1 и ТЕ2 или А1 и А2). Управляющий электрод, как правило, обозначается «G» (от английского gate).

Теперь рассмотрим структуру полупроводника (см. рис. 2.) Как видно из схемы, в устройстве имеется пять переходов, что позволяет организовать две структуры: р1-n2-p2-n3 и р2-n2-p1-n1, которые, по сути, являются двумя встречными тринисторами, подключенными параллельно.

Рис. 2. Структурная схема симистора

Когда на силовом выводе Т1 образуется отрицательная полярность, начинается проявление тринисторного эффекта в р2-n2-p1-n1, а при ее смене – р1-n2-p2-n3.

Заканчивая раздел о принципе работы приведем ВАХ и основные характеристики прибора.

ВАХ симистора

Обозначение:

А – закрытое состояние.
В – открытое состояние.
U_DRM (U_ПР) – максимально допустимый уровень напряжения при прямом включении.
U_RRM (U_ОБ) – максимальный уровень обратного напряжения.
I_DRM (I_ПР) – допустимый уровень тока прямого включения
I_RRM (I_ОБ) – допустимый уровень тока обратного включения.
I_Н (I_УД) – значения тока удержания.

Особенности

Чтобы иметь полное представление о симметричных тринисторах, необходимо рассказать про их сильные и слабые стороны. К первым можно отнести следующие факторы:

относительно невысокая стоимость приборов;
длительный срок эксплуатации;
отсутствие механики (то есть подвижных контактов, которые являются источниками помех).

В число недостатков приборов входят следующие особенности:

Необходимость отвода тепла, примерно из расчета 1-1,5 Вт на 1 А, например, при токе 15 А величина мощности рассеивания будет около 10-22 Вт, что потребует соответствующего радиатора. Для удобства крепления к нему у мощных устройств один из выводов имеет резьбу под гайку.

Симистор с креплением под радиатор

Устройства подвержены влиянию переходных процессов, шумов и помех;
Не поддерживаются высокие частоты переключения.

По последним двум пунктам необходимо дать небольшое пояснение. В случае высокой скорости коммутации велика вероятность самопроизвольной активации устройства. Помеха в виде броска напряжения также может привести к этому результату. В качестве защиты от помех рекомендуется шунтировать прибор RC цепью.

RC-цепочка для защиты симистора от помех

Помимо этого рекомендуется минимизировать длину проводов ведущих к управляемому выводу, или в качестве альтернативы использовать экранированные проводники. Также практикуется установка шунтирующего резистора между выводом T1 (TE1 или A1) и управляющим электродом.

Применение

Этот тип полупроводниковых элементов первоначально предназначался для применения в производственной сфере, например, для управления электродвигателями станков или других устройств, где требуется плавная регулировка тока. Впоследствии, когда техническая база позволила существенно уменьшить размеры полупроводников, сфера применения симметричных тринисторов существенно расширилась. Сегодня эти устройства используются не только в промышленном оборудовании, а и во многих бытовых приборах, например:

зарядные устройства для автомобильных АКБ;
бытовое компрессорное оборудования;
различные виды электронагревательных устройств, начиная от электродуховок и заканчивая микроволновками;
ручные электрические инструменты (шуроповерт, перфоратор и т.д.).

И это далеко не полный перечень.

Одно время были популярны простые электронные устройства, позволяющие плавно регулировать уровень освещения. К сожалению, диммеры на симметричных тринисторах не могут управлять энергосберегающими и светодиодными лампами, поэтому эти приборы сейчас не актуальны.

Как проверить работоспособность симистора?

В сети можно найти несколько способ, где описан процесс проверки при помощи мультиметра, те, кто описывал их, судя по всему, сами не пробовали ни один из вариантов. Чтобы не вводить в заблуждение, следует сразу заметить, что выполнить тестирование мультиметром не удастся, поскольку не хватит тока для открытия симметричного тринистора. Поэтому, у нас остается два варианта:

Использовать стрелочный омметр или тестер (их силы тока будет достаточно для срабатывания).
Собрать специальную схему.

Алгоритм проверки омметром:

Подключаем щупы прибора к выводам T1 и T2 (A1 и A2).
Устанавливаем кратность на омметре х1.
Проводим измерение, положительным результатом будет бесконечное сопротивление, в противном случае деталь «пробита» и от нее можно избавиться.
Продолжаем тестирование, для этого кратковременно соединяем выводы T2 и G (управляющий). Сопротивление должно упасть примерно до 20-80 Ом.
Меняем полярность и повторяем тест с пункта 3 по 4.

Если в ходе проверки результат будет таким же, как описано в алгоритме, то с большой вероятностью можно констатировать, что устройство работоспособное.

Заметим, что проверяемую деталь не обязательно демонтировать, достаточно только отключить управляющий вывод (естественно, обесточив предварительно оборудование, где установлена деталь, вызывающая сомнение).

Необходимо заметить, что данным способом не всегда удается достоверно проверку, за исключением тестирования на «пробой», поэтому перейдем ко второму варианту и предложим две схемы для тестирования симметричных тринисторов.

Схему с лампочкой и батарейкой мы приводить не будем в виду того, что таких схем достаточно в сети, если вам интересен этот вариант, можете посмотреть его в публикации о тестировании тринисторов. Приведем пример более действенного устройства.

Схема простого тестера для симисторов

Обозначения:

Резистор R1 – 51 Ом.
Конденсаторы C1 и С2 – 1000 мкФ х 16 В.
Диоды – 1N4007 или аналог, допускается установка диодного моста, например КЦ405.
Лампочка HL – 12 В, 0,5А.

Можно использовать любой трансформатор с двумя независимыми вторичными обмотками на 12 Вольт.

Алгоритм проверки:

Устанавливаем переключатели в исходное положение (соответствующее схеме).
Производим нажатие на SB1, тестируемое устройство открывается, о чем сигнализирует лампочка.
Жмем SB2, лампа гаснет (устройство закрылось).
Меняем режим переключателя SA1 и повторяем нажатие на SB1, лампа снова должна зажечься.
Производим переключение SA2, нажимаем SB1, затем снова меня ем положение SA2 и повторно жмем SB1. Индикатор включится, когда на затвор попадет минус.

Теперь рассмотрим еще одну схему, только универсальную, но также не особо сложную.

Схема для проверки тиристоров и симисторов

Обозначения:

Резисторы: R1, R2 и R4 – 470 Ом; R3 и R5 – 1 кОм.
Емкости: С1 и С2 – 100 мкФ х 10 В.
Диоды: VD1, VD2, VD5 и VD6 – 2N4148; VD2 и VD3 – АЛ307.

В качестве источника питания используется батарейка на 9V, по типу Кроны.

Тестирование тринисторов производится следующим образом:

Переключатель S3, переводится в положении, как продемонстрировано на схеме (см. рис. 6).
Кратковременно производим нажатие на кнопку S2, тестируемый элемент откроется, о чем просигнализирует светодиод VD
Меняем полярность, устанавливая переключатель S3 в среднее положение (отключается питание и гаснет светодиод), потом в нижнее.
Кратковременно жмем S2, светодиоды не должны загораться.

Если результат будет соответствовать вышеописанному, значит с тестируемым элементом все в порядке.

Теперь рассмотрим, как проверить с помощью собранной схемы симметричные тринисторы:

Выполняем пункты 1-4.
Нажимаем кнопку S1- загорается светодиод VD

То есть, при нажатии кнопок S1 или S2 будут загораться светодиоды VD1 или VD4, в зависимости от установленной полярности (положения переключателя S3).

Схема управления мощностью паяльника

В завершении приведем простую схему, позволяющую управлять мощностью паяльника.

Простой регулятор мощности для паяльника

Обозначения:

Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – 3,3 кОм, R3 – 20 кОм, R4 – 1 Мом.
Емкости: С1 – 0,1 мкФ х 400В, С2 и С3 – 0,05 мкФ.
Симметричный тринистор BTA41-600.

Приведенная схема настолько простая, что не требует настройки.

Теперь рассмотрим более изящный вариант управления мощностью паяльника.

Схема управления мощностью на базе фазового регулятора

Обозначения:

Резисторы: R1 – 680 Ом, R2 – 1,4 кОм, R3 – 1,2 кОм, R4 и R5 – 20 кОм (сдвоенное переменное сопротивление).
Емкости: С1 и С2 – 1 мкФ х 16 В.
Симметричный тринистор: VS1 – ВТ136.
Микросхема фазового регулятора DA1 – KP1182 ПМ1.

Настройка схемы сводится к подбору следующих сопротивлений:

R2 – с его помощью устанавливаем необходимую для работы минимальную температуру паяльника.
R3 – номинал резистора позволяет задать температуру паяльника, когда он находится на подставке (срабатывает переключатель SA1),

Вот как выглядит эта схема на транзисторе и на тиристоре:

Теперь рассмотрим, как можно управлять свечением лампочки в схеме, выполненной на тиристоре.

Это главная особенность применения тиристоров и главное их отличие от транзисторов.

Как пример, рассмотрим питание схемы на тиристоре от источника переменного напряжения.

Материал статьи продублирован на видео:

Разница между транзистором и тиристором

Ключевые различия между транзистором и тиристором «SCR»

Переключатели очень широко используются в электротехнике и электронике. Транзистор и тиристор являются твердотельными устройствами, изготовленными из полупроводникового материала, то есть полупроводникового материала P-типа и N-типа. Они используются для превосходных и бесшумных операций переключения.

Оба эти устройства представляют собой трехконтактные (трехполюсные) устройства, имеющие высокую скорость переключения, малый вес и очень низкие эксплуатационные расходы.Они используются вместо электрохимических переключателей. Однако транзистор и тиристор совершенно разные, и каждый из них используется в своих областях применения.

Прежде чем перейти к списку различий между транзистором и тиристором, мы сначала обсудим их основы.

Транзистор

Транзистор представляет собой трехконтактное полупроводниковое устройство, используемое для переключения и усиления сигнала. Это трехслойный полупроводниковый прибор, состоящий из трех полупроводниковых слоев.В качестве слоев используются полупроводники разных типов, то есть N-типа и P-типа. Таким образом, транзисторы бывают двух типов: транзисторы PNP и NPN. Тип транзистора зависит от его конструкции, а также влияет на тип основных носителей в нем.

Полезно знать: Название транзистора происходит от комбинации двух слов, например, Transfer и Resistance = Transistor . Другими словами, транзистор передает сопротивление от одного конца к другому.Короче говоря, транзистор имеет высокое сопротивление на входе и низкое сопротивление на выходе.

На следующем рисунке, приведенном ниже, показана структура и символическое представление транзистора.

Три вывода транзистора называются эмиттером, коллектором и базой. В транзисторе 2 p-n перехода. Эмиттер и коллектор изготовлены из материала одного типа. Однако коллектор сильно легирован по сравнению с эмиттером.

Если транзистор правильно смещен (подает сигнал затвора), он начнет передачу основных несущих от одного конца к другому.Однако стробирующий сигнал является непрерывным и не должен удаляться во время работы. Транзистор не проводит ток при отсутствии сигнала затвора.

Транзистор начинает проводить ток, когда переход база-эмиттер находится в прямом смещении, а переход коллектор-база находится в обратном смещении.

Транзисторы в основном используются для увеличения или усиления слабых сигналов, например, в усилителях звука, а также используются в качестве переключателей и т. Д.

Поскольку они используются только для переключения или усиления слабого сигнала, они предназначены для приложений с низким энергопотреблением и рассчитаны на в ваттах.Однако по размеру они довольно малы по сравнению с тиристором.

Связанные сообщения:

Тиристор

Тиристор или SCR представляет собой трехконтактное полупроводниковое устройство, используемое для переключения. Он также известен как SCR (кремниевый управляемый выпрямитель), потому что он может преобразовывать переменный ток в однонаправленный постоянный ток, мощностью которого можно управлять. Это четырехуровневое устройство, то есть PNPN.

Полезно знать: Слово «тиристор» образовано от сочетания двух слов i.е. Thyratron и Транзистор = Тиристор . Где тиратрон — это газонаполненное трубчатое устройство, используемое для управляющих выпрямителей и электрических переключателей большой мощности.

На следующем рисунке показана конструкция и символическое изображение тиристора.

Три вывода тиристоров называются анодом, катодом и затвором. Есть 3 соединения P-N.

Тиристор — это фиксирующее устройство, то есть ему нужен только импульс запуска на мгновение, чтобы начать проводимость.Он не остановит проводимость, пока не прекратится поток заряда между анодом и катодом. После этого SCR потребуется еще один пусковой импульс для возобновления проводимости тока.

Так как тиристор не прекращает проводимость при снятии стробирующего сигнала, требуется дополнительная схема для отключения тиристора по команде.

Тиристор или тиристор в основном используется для управляемого выпрямления и для управления мощностью, подаваемой на любую нагрузку, например, для регулировки яркости ламп, регуляторов и управления двигателем.

Тиристоры используются для управления и контроля большой мощности, поэтому их номинал выражается в киловаттах.и они больше по размеру по сравнению с транзистором.

Различия между транзистором и тиристором

В следующей сравнительной таблице показаны некоторые из основных различий между транзистором и тиристором.

Транзистор	Тиристор
Это трехслойный полупроводниковый прибор	Это четырехслойный полупроводниковый прибор.
Имеет 3 терминала i.е. эмиттер, база и коллектор.	Он имеет 3 вывода: анод, затвор и катод.
Может использоваться как для усиления слабых сигналов, так и для коммутации.	Он не может усилить какой-либо сигнал, но используется только для переключения.
Имеет два типа в зависимости от конструкции: PNP и NPN.	Имеет только один тип в зависимости от конструкции PNPN.
Требуется непрерывный стробирующий сигнал для проведения.	Ему нужен только запускающий импульс на затворе, чтобы начать проводимость.
Транзистор сразу включается и выключается.	Тиристор имеет большое время включения и выключения.
Не требует схемы отключения.	Требуется дополнительная цепь отключения для прекращения проводимости по команде.
Выходной ток транзистора пропорционален его входному току.	Его цикл проводимости (подача питания) зависит от задержки запускающего импульса.
Транзистор имеет меньшее падение напряжения по сравнению с тиристором.	Имеет большое падение напряжения по сравнению с транзистором.
Внутренние потери мощности выше, чем у тиристора.	Внутренние потери мощности ниже по сравнению с транзистором.
Транзистор имеет сравнительно низкий КПД.	Имеет сравнительно более высокий КПД.
Это устройство с регулируемым током, которое постоянно полагается на входной токовый сигнал.	Это фиксирующее устройство, которому для работы на мгновение требуется пусковой импульс.
Они имеют низкую выходную мощность, следовательно, низкую номинальную мощность в ваттах.	Они контролируют высокую мощность с номинальной мощностью в киловаттах.
Они чувствительны и не выдерживают высоких импульсных токов.	Тиристоры предназначены для защиты от сильных скачков тока.
Они имеют небольшие размеры по сравнению с тиристорами.	Они имеют большие размеры по сравнению с транзисторами.
Транзисторы дешевле тиристоров.	Тиристор дороже транзистора.
Лучше всего подходит для приложений с высокой частотой и низким энергопотреблением.	Лучше всего подходит для низкочастотных и высокомощных приложений.
Используется для переключения и усиления сигналов.	Используется для переключения в основном в выпрямителях и приложениях управления мощностью.

Связанные сообщения:

Свойства и характеристики транзисторов и тиристоров

Следующие различные свойства различают как транзисторы, так и тиристоры, имеющие разные характеристики и применения.

Конструкция

По конструкции тиристор и транзистор отличаются друг от друга. Транзистор изготовлен из 3-х слоев чередующегося полупроводникового материала P-типа и N-типа. Поэтому транзисторы могут быть двух типов: PNP и NPN. С другой стороны, тиристор состоит из 4 слоев чередующегося полупроводникового материала P-типа и N-типа. Можно также сказать, что тиристор состоит из двух жестко связанных (PNP и NPN) транзисторов.

Клемма

Транзистор и тиристор являются трехконтактными устройствами i.е. это трехногие компоненты. Три вывода транзистора — это коллектор, база и эмиттер. Сигнал на клемме базы управляет током между коллектором и эмиттером.

В тиристоре три вывода — анод, затвор и катод. Импульс на выводе затвора запускает ток между анодом и катодом.

Работа

Транзистор начинает проводить проводимость, когда на его базовый вывод подается импульс. Однако для поддержания его в проводящем состоянии требуется постоянная подача базового сигнала.

Для тиристора, с другой стороны, требуется только мгновенный стробирующий импульс, чтобы зафиксировать устройство в состоянии проводимости.

Номинальное напряжение и ток

Номинальные значения напряжения и тока транзистора и тиристора зависят от его конструкции. Хотя это одна из многих особенностей, которые их различают. Тиристор обычно предназначен для работы при высоких номинальных напряжениях и токах по сравнению с транзистором.

Номинальная мощность

Мощность транзистора отличается от тиристора.Транзисторы имеют сравнительно очень низкую номинальную мощность в ваттах. В то время как тиристоры предназначены для работы и обработки высокой мощности в диапазоне киловатт кВт.

Обработка скачков тока

Транзисторы не обладают способностью выдерживать импульсные токи, поскольку они рассчитаны на низкий ток и могут выдерживать только небольшую скорость изменения тока. С другой стороны, тиристоры рассчитаны на большие импульсные токи.

Коммутационная схема

Как мы знаем, транзистор автоматически отключается и прекращает проводимость после удаления базового сигнала.Но тиристор остается в состоянии проводимости даже после снятия стробирующего сигнала.

Следовательно, тиристору требуется дополнительная схема коммутации для выключения тиристора по команде.

Связанные сообщения:

Внутренние потери

Существуют внутренние потери мощности как в транзисторе, так и в тиристоре. Но потери в транзисторе больше, чем в тиристоре. Следовательно, транзисторы имеют низкий КПД по сравнению с тиристорами.

Размер

Схема, состоящая из транзисторов и тиристоров, отличается друг от друга размерами.Транзисторы меньше по размеру, а тиристоры больше. Следовательно, схема на транзисторе будет более компактной и компактной по сравнению с схемой на тиристоре.

Стоимость

Исходя из своей стоимости, схема на транзисторах дешевле, чем схема на тиристорах, потому что транзисторы сравнительно меньше и дешевле.

Скорость переключения

Транзистор может очень быстро включаться и выключаться, имея очень высокую скорость переключения.Поэтому они идеально подходят для высокочастотного применения.

Тиристор не может переключаться так быстро, как транзистор. У них низкая скорость переключения, поэтому они не подходят для высокочастотных приложений.

Управление питанием

Поскольку тиристоры предназначены для передачи большого тока при высоких напряжениях. Они способны выдерживать очень большую мощность. Таким образом, они лучше всего подходят для приложений с высокой мощностью.

Хотя транзистор работает при очень низком токе и напряжении, он не может работать с большой мощностью.Поэтому они используются для приложений с низким энергопотреблением.

Как усилитель

Усилитель — это устройство, которое преобразует слабые сигналы в большой сигнал. Транзистор можно использовать в качестве усилителя для слабого сигнала, в то время как тиристор не может выполнять такое усиление.

Похожие сообщения:

12 Разница между транзистором и тиристором

Что такое транзистор?

Транзистор — это полупроводниковое устройство, используемое для усиления или переключать электронные сигналы и электроэнергию.Транзисторы являются одними из основные строительные блоки современной электроники. Он состоит из полупроводника. материал обычно имеет не менее трех клемм для подключения к внешнему схема. Напряжение или ток, приложенные к одной паре выводов транзистора. контролирует ток через другую пару клемм. Потому что контролируемые входная мощность, транзистор может усилить сигнал.

Что вам нужно Знайте о транзисторе

Транзистор — трехслойный полупроводниковый прибор. который в основном используется для усиления и переключения.
Преобразователь состоит из трех клемм, которые это эмиттер, база и коллектор.
Мощность транзистора всегда указывается в ваттах, потому что транзистор выдерживает только небольшую выходную мощность.
Транзисторы подходят для высокочастотных приложений, но не для приложений с высокой мощностью.
Схема транзистора не требует коммутации схема.
Транзистор состоит из 3 слоев полупроводника материал, — материал типа P и N (npn или pnp).
При использовании силовых транзисторов в электронных схем, это снижает общую стоимость системы.
Транзистор не показывает импульсный ток характеристика емкости, таким образом, способна справиться только с небольшой скоростью изменения Текущий.
Транзистор включается быстро, поэтому меньшее время включения, чем у тиристора.
Высокие внутренние потери мощности в транзисторе по сравнению с тиристором.
Схема транзистора менее громоздка, чем транзисторная схема.
Номинальное напряжение и ток транзистора низкий по сравнению с тиристором.

Что такое тиристор?

Тиристор — четырехслойный трехпереходный полупроводник. коммутационное устройство. Он имеет три вывода: анод, катод и затвор. Тиристор также однонаправленное устройство, такое как диод, что означает, что он течет только в Одно направление. Он состоит из трех последовательно соединенных PN-переходов, а также из четырех слои.

Тиристор действует исключительно как бистабильный переключатель, проводящий когда затвор получает ток триггера и продолжает проводить напряжение до тех пор, пока устройство не будет смещено в обратном направлении или пока напряжение не будет снято ( некоторые другие средства).Есть два дизайна, различающиеся тем, что запускает проводящее состояние. в трехвыводном тиристоре небольшой ток на его выводе затвора контролирует больший ток пути от анода к катоду. В двух отведениях тиристор, проводимость начинается, когда разность потенциалов между анодом а сами катоды достаточно большие (напряжение пробоя).

Что вам нужно Знайте о тиристоре

Тиристор — четырехслойный полупроводниковый прибор. который используется для выпрямления и переключения.
Тиристор состоит из трех клемм, которые анод, катод и вывод затвора.
Тиристор обладает отличной способностью управлять большая мощность, чем у транзистора, поэтому он оценивается в киловаттах.
Тиристоры подходят для большой мощности приложений, но не для высокочастотных приложений.
Для тиристорной схемы требуется схема коммутации.
Тиристор состоит из 4 слоев полупроводниковый материал, в котором материал P-типа и материал N-типа подключены альтернативным способом, то есть pnpn.
Использование тиристора в схемах увеличивает общая стоимость системы.
Тиристор показывает импульсный ток характеристика и, следовательно, может иметь сравнительно высокую скорость изменения ток, чем транзистор.
Тиристор не включается быстро, поэтому показывает меньшее время включения, чем у транзистора.
Внутренние потери мощности в тиристоре равны относительно низкий по сравнению с транзистором.
Схема тиристора громоздка, чем транзистор схема.
Номинальное напряжение и ток тиристора высокая благодаря своей конструкции и дизайну.

Также читайте: Разница между SCR и TRIAC

Разница Между транзистором и тиристором в табличной форме

ОСНОВА ДЛЯ СРАВНЕНИЯ	ТРАНЗИСТОР	ТИРИСТОР
Описание	Транзистор представляет собой трехслойное полупроводниковое устройство, которое в основном используется для усиления и переключения.	Тиристор — это четырехслойный полупроводниковый прибор, который используется для выпрямление и переключение.
Клеммы	Передатчик состоит из трех выводов, то есть эмиттера, базы и коллекционер.	Тиристор состоит из трех выводов: анод, катод. и терминал ворот.
Номинальная мощность	Номинальные характеристики транзистора всегда указываются в ваттах, потому что транзистор может выдерживают только небольшую выходную мощность.	Тиристор обладает отличной способностью управлять большей мощностью, чем Таким образом, транзистор измеряется в киловаттах.
Пригодность	Транзисторы подходят для высокочастотных приложений, но не для приложения высокой мощности.	Тиристоры подходят для приложений большой мощности, но не для высоких частотные приложения.
Схема коммутации	Схема транзистора не требует схемы коммутации.	Для тиристорной схемы требуется схема коммутации.
слоев полупроводника Материал	Транзистор состоит из 3 слоев полупроводникового материала, — Материал P-типа и N-типа (npn или pnp).	Тиристор состоит из 4 слоев полупроводникового материала, в котором Материал P-типа и материал N-типа соединяются альтернативным способом это pnpn.
Влияние на стоимость системы	Когда в электронных схемах используются силовые транзисторы, снижает общую стоимость системы.	Когда в электронных схемах используются силовые транзисторы, снижает общую стоимость системы.
Максимальный импульсный ток	Транзистор не демонстрирует характеристику емкости для импульсных перенапряжений. таким образом, он способен выдерживать только небольшую скорость изменения тока.	Тиристор демонстрирует характеристики импульсного тока и, следовательно, может выдерживать сравнительно высокая скорость изменения тока, чем у транзистора.
Время включения	Транзистор включается быстро, поэтому время его включения меньше. чем у тиристора.	Тиристор не включается быстро, поэтому он мало включается. время, чем у транзистора.
Внутренние потери мощности	Внутренние потери мощности в транзисторе высоки по сравнению с тиристор.	Внутренние потери мощности в тиристоре относительно невелики: по сравнению с транзистором.
Громоздкость	Схема транзистора менее громоздка, чем схема на транзисторе.	Схема тиристора более громоздка, чем схема транзистора.
Номинальное напряжение и ток	Номинальное напряжение и ток транзистора низкие по сравнению к тиристору.	Номинальное напряжение и ток тиристора высокие из-за его изготовление и проектирование архитектуры.

Предыдущая статья8 Разница между потоком в трубе и потоком в открытом канале (с примерами) Следующая статья8 Разница между резистором и конденсатором

Разница между транзистором и тиристором

7 июля 2011 г. Автор: Admin

Транзистор против тиристора

И транзистор, и тиристор являются полупроводниковыми приборами с чередующимися полупроводниковыми слоями P-типа и N-типа.Они используются во многих коммутационных приложениях по многим причинам, таким как эффективность, низкая стоимость и небольшой размер. Оба они представляют собой три оконечных устройства, и они обеспечивают хороший диапазон регулирования тока с небольшим управляющим током. Оба этих устройства имеют преимущества, зависящие от области применения.

Транзистор

Транзистор состоит из трех чередующихся полупроводниковых слоев (P-N-P или N-P-N). Это формирует два PN-перехода (соединение, образованное путем соединения полупроводника P-типа и полупроводника N-типа), и, следовательно, наблюдается уникальный тип поведения.Три электрода подключены к трем полупроводниковым слоям, а средний вывод называется «базой». Два других слоя известны как «эмиттер» и «коллектор».

В транзисторе ток большого коллектора к эмиттеру (Ic) управляется малым током эмиттера базы (IB), и это свойство используется для разработки усилителей или переключателей. В коммутационных приложениях три слоя полупроводников действуют как проводники, когда подается базовый ток.

Тиристор

Тиристор состоит из четырех чередующихся полупроводниковых слоев (в форме P-N-P-N) и, следовательно, состоит из трех PN-переходов.При анализе это рассматривается как пара тесно связанных транзисторов (один PNP, а другой в конфигурации NPN). Самые внешние полупроводниковые слои P- и N-типа называются анодом и катодом соответственно. Электрод, соединенный с внутренним полупроводниковым слоем P-типа, известен как «затвор».

Во время работы тиристор ведет себя как проводящий, когда на затвор подается импульс. Он имеет три режима работы, известные как «режим блокировки в обратном направлении», «режим блокировки в прямом направлении» и «режим прямого проведения». Как только затвор запускается импульсом, тиристор переходит в «режим прямой проводимости» и продолжает проводить до тех пор, пока прямой ток не станет меньше порогового «тока удержания».

Тиристоры — это силовые устройства, и в большинстве случаев они используются в приложениях, где задействованы высокие токи и напряжения. Чаще всего тиристоры используются для управления переменным током.

Разница между транзистором и тиристором

1. Транзистор имеет только три слоя полупроводника, а тиристор состоит из четырех слоев.

2. Три вывода транзистора известны как эмиттер, коллектор и база, а тиристор имеет выводы, известные как анод, катод и затвор.

3.При анализе тиристор рассматривается как пара транзисторов с тесной связью.

4. Тиристоры могут работать при более высоких напряжениях и токах, чем транзисторы.

5. Тиристоры обладают более высокой мощностью, поскольку их номинальные значения указаны в киловаттах, а диапазон мощности транзисторов — в ваттах.

6. Тиристору требуется только импульс для изменения режима на проводящий, когда транзистору требуется постоянная подача управляющего тока.

7. Внутренние потери мощности в транзисторе выше, чем в тиристоре.

Топ-7 важных отличий транзисторов от тиристоров

Транзисторы и тиристоры — это коммутационные полупроводниковые устройства. Они используются для управления протеканием тока в цепях. Они играют очень важную роль во всех устройствах преобразования энергии. В этой статье давайте сравним и поймем разницу между транзисторами и тиристорами.

Транзисторы тиристоры

Ключевое отличие транзисторов от тиристоров

	Транзистор	Тиристор
Базовая структура	Транзистор представляет собой трехслойное устройство, состоящее из попеременного расположения полупроводников p-типа и n-типа.	Тиристор — это четырехслойное силовое электронное устройство, в котором поочередно расположены полупроводники p-типа и n-типа.
Клеммы	База, эмиттер и коллектор.	Анод, катод и затвор.
Номинальная мощность	Предназначен для использования в электронных схемах малой мощности. Однако силовые транзисторы могут работать при более высоких напряжениях.	Имеет высокую номинальную мощность от 600 В до 5000 В и рабочий ток до 5500 А.
Метод переключения	Транзистор можно переключить на проводимость, подав ток на его базу.	Проводимость может быть вызвана подачей тока затвора.
Характер переключения	Подача постоянного тока на базу.	На затвор подается пусковой импульс. Когда он входит в режим прямой проводимости, он остается в режиме проводимости до тех пор, пока анодный ток не упадет до нуля.
Управляемость	Величину тока, протекающего между коллектором и эмиттером, можно контролировать, управляя током базы.	Невозможно контролировать величину тока, протекающего между анодом и катодом.
Требования к коммутации	Схема коммутации не требуется.	Тиристоры требуют коммутационных цепей для выключения.
Приложения	В основном используются в усилителях, электронных схемах переключения, генераторах, вибраторах и т. Д.	Тиристоры используются в схемах переключения большой мощности, схемах управления скоростью двигателя, выпрямителях и инверторах.
Стоимость	Высокая	Низкая

Транзистор

Транзистор — это устройство, управляемое током, что означает, что ток, протекающий через коллектор и эмиттер, регулируется величиной тока, протекающего в базе.

Эмиттер: Область с высоким содержанием примесей, которая пропускает заряженные частицы к основанию.

База: Тонкая и слегка закрашенная область. База передает заряженные частицы от эмиттера к коллектору.

Коллектор: Самая большая область транзистора. Он слабо легирован, чем эмиттер, но сильнее легирован, чем база. Транзисторы с биполярным переходом помогают регулировать ток в цепи. Ток, протекающий через транзистор, пропорционален величине напряжения смещения, приложенного к клемме базы.

Условное обозначение и выводы биполярного переходного транзистора

Тиристоры — это высокоскоростные полупроводниковые переключающие устройства, состоящие из четырех слоев чередующихся материалов p- и n-типа.Они используются в приложениях переключения переменного / постоянного тока и управления мощностью переменного тока. Символ тиристора — это символ диода, который имеет три вывода: затвор, анод и катод.

Анод — это положительный вывод, а катод — отрицательный вывод SCR. Он состоит из четырех слоев чередующегося материала типа P и N. Он также имеет дополнительный терминал управления, называемый воротами. Наличие затвора позволяет тринистору стать проводником. Это однонаправленное устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении и противодействует потоку в противоположном направлении.

Прочие полезные документы

Разница между транзистором и тиристором

Основное отличие — транзистор и тиристор

Транзисторы и тиристоры — это полупроводниковые устройства, которые находят множество применений в электрических цепях. Основное различие между транзистором и тиристором состоит в том, что транзистор имеет три слоя полупроводников , тогда как тиристор имеет четыре слоя полупроводников . Иногда тиристоры упоминаются как кремниевые управляемые выпрямители (SCR) .

Что такое транзистор

Транзисторы — это полупроводниковые устройства, которые могут действовать как усилители или переключатели в электрических цепях. Транзистор состоит из трех легированных полупроводников. Основные типы транзисторов включают биполярных транзисторов (BJT) и полевых транзисторов (FET) и биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) . Мы обсуждали, как работают эти транзисторы, в статьях, сравнивая разницу между BJT и FET и разницу между IGBT и MOSFET.Транзисторы имеют три вывода. Управляя напряжением, подаваемым на один из выводов, можно управлять током через два других вывода этих устройств.

Что такое тиристор

Тиристор также имеет три вывода, как у транзистора, и эти выводы называются «анодом», «катодом» и «затвором». Однако тиристор состоит из четырех слоев легированных полупроводников. Функционально тиристор действует как комбинация двух транзисторов, как показано ниже:

Тиристор можно представить как два работающих вместе транзистора.Справа: символ тиристора.

Тиристор
А имеет три режима:
Режим обратной блокировки : В этой схеме анод имеет более отрицательный потенциал, чем катод. Это означает, что переходы J ₁ и J ₃ имеют обратное смещение, а переход J ₂ смещено вперед. В этом режиме через тиристор не может протекать ток.
Режим прямой блокировки : В этой схеме анод имеет более положительный потенциал, чем катод.Здесь J ₁ и J ₃ имеют прямое смещение, а J ₂ — обратное смещение. Ток по-прежнему не может протекать через тиристор.
Режим прямой проводимости : В этой схеме анод и катод соединены, как в режиме прямой блокировки. Однако теперь через тиристор протекает ток. Этого можно было достичь двумя способами: если бы прямая разность потенциалов между анодом и катодом была такой большой, переход J ₂ подвергся бы пробою, позволяя току течь через него.Если разность потенциалов недостаточно велика для возникновения пробоя, прямая проводимость также может быть достигнута путем пропускания прямого тока через затвор.
Если на затвор подается ток и прямой ток в тиристоре достигает порогового значения тока, известного как ток фиксации , тиристор будет продолжать проводить, даже когда ток затвора будет удален. Как только тиристор начал проводить прямой ток, он может продолжать это делать до тех пор, пока прямой ток выше порогового значения тока, известного как удерживающий ток .По этой причине тиристор можно использовать как переключатель. На рисунке ниже показана вольт-амперная характеристика тиристора:
График зависимости тока от напряжения для тиристора.
Обозначенная кривая относится к случаю, когда ток затвора отсутствует. Здесь прямое напряжение должно достичь значения пробоя, прежде чем оно сможет начать проводить значительный ток. Обозначенная кривая показывает, что при наличии некоторого тока затвора через тиристор может протекать ток при более низком прямом напряжении.Обратите внимание, что текущие значения обозначены и относятся к току фиксации и току удержания соответственно. Кривые показывают, что как только достигается ток фиксации, ток быстро растет, а если ток падает до, он падает (пунктирная кривая).
В чем разница между транзистором и тиристором
Количество полупроводниковых слоев
Транзисторы состоят из трех слоев полупроводников.
Тиристоры состоят из четырех слоев полупроводников.
Номинальная мощность
Тиристоры могут использоваться в схемах, обеспечивающих большую мощность по сравнению с транзисторами .
Использование в качестве усилителя
Транзисторы могут использоваться как переключатели или усилители.
Тиристоры можно использовать как переключатели, но не как усилители.
Поддержание прямого тока
В транзисторах требуется постоянный вход для поддержания прямого тока.
В тиристорах импульс может заставить протекать прямой ток, и этот ток будет продолжать течь до тех пор, пока он не упадет ниже порогового значения, даже если больше нет входного тока.
Изображение предоставлено:
«Схема тиристора» от Riflemann ~ commonswiki (собственная работа) [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons (с изменениями)
«Вольт-амперная характеристика тиристора» Михаила Рязанова (собственная работа) [Public Domain], через Wikimedia Commons
В чем разница между транзистором, термистором, тиристором и резистором?
Последнее обновление: 17 марта ’20
В чем разница между транзистором, термистором, тиристором и резистором?
простым языком:
транзистор — это устройство, которое позволяет контролировать его сопротивление по напряжению или входному току.
термистор — это устройство, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры
тиристор — это устройство, которое быстро перешло от очень высокого сопротивления к очень низкому сопротивлению в зависимости от входного тока / напряжения. Вы должны выключить питание, чтобы сбросить его до высокого сопротивления.
сопротивление фиксированному сопротивлению — вы выбираете его при покупке!
чем отличаются кенгуру, кролик, кошка и белоголовый орлан? извините, не удержался. Вот простые для понимания эти компоненты:
транзисторы представляют собой 3-контактные полупроводниковые соединения 2 (pnp или npn), которые выполняют усиление сигнала, согласование импеданса схемы, сигнал преобразования уровня, включение / выключение сигнала и генерацию сигнала, например, вибраторов.Существуют bjt (двухпереходные транзисторы), fets (полевые транзисторы и mosfet (металлооксидные полупроводниковые шрифты), igfets (изолированные затворы) и ujts (однопереходные транзисторы). Также называемые scr (кремниевые выпрямители), представляют собой пассивные устройства, чьи сопротивление изменяется при повышении или понижении температуры окружающей среды. Тиристоры также являются полупроводниковыми приборами с 3-контактным переходом, но с 3-контактным переходом (pnpn), предназначенными для работы в качестве переключателей с высоким сопротивлением при очень низком напряжении в зависимости от входного напряжения расцепителя. источник питания должен быть выключен или выключен, чтобы выключить scr, если он используется в конфигурации источника питания, это пассивные устройства, которые могут иметь фиксированное сопротивление или переменный резистор, такой как потенциометр, такие устройства используются в объеме и Резисторы контролируют величину переменного тока.цепи, используются в делителях напряжения и в устройствах связи сигналов цепи. они используются в обратных цепях и в частотно-зависимых устройствах, для ограничения тока светодиодов, сигналов нарастания или спада и схем согласования импеданса.
В чем разница между транзистором и тиристором?
В чем разница между веб-сайтом и порталом?
Сайтов
Определение, вероятно, к настоящему времени немного расплывчато, но это самый простой способ отличить веб-сайт…
В чем разница между бисексуалом и метросексуалом?
Сексуальность
Если вы бисексуал, это означает, что вас привлекают как мужчины, так и женщины — в отличие от гомосексуалистов, которые …
В чем разница между часами и часами?
Часы
А Часы на теле не носят? Он либо стоит на стене, либо на полке, либо на шкафу. Часы тоже носят…
В чем разница между CNA и CMA?
Классы CNA
CNA = сертифицированный помощник медсестры, что означает, что вы выполняете 98% работы и получаете только 5% от заработной платы …
В чем разница между равниной и долиной?
География
Равнина — это ровный участок земли. Долина — это удлиненная область, более или менее окруженная холмами или возвышенностями…
В чем разница между реликвией и артефактом?
Археология
И артефакт сделан руками человека, и реликвия найдена ….
В чем разница между вакуумными трубками и транзисторами?
Электроника
Первый — усилитель тока с относительно низким входным сопротивлением. Второй — усилитель тока …
В чем разница между заголовком и заголовком?
Компьютеры
Название книги, пьесы или музыки — это имя, данное лицом, написавшим или сочинившим ее.Заголовок …
В чем разница между тиристором и диодом?
Энергетика
Тиристоры — это, по сути, диод, который необходимо «включить». В отличие от диодов не проводят электричество …
В чем разница между головной болью и мигренью?
Заболевания и состояния
С моим опытом работы с мигрантами я испытал neusa, рвоту, чувствительность к свету.

В чем отличие работы тиристора и транзистора? — Радиомастер инфо

Чем отличается транзистор от тиристора

Чем симистор отличается от тиристора

Разница между транзистором и тиристором

Основное отличие — транзистор против тиристора

Что такое транзистор

Что такое тиристор

В чем отличие работы тиристора и транзистора?

Разница между транзистором и тиристором — Разница Между

Основное отличие — транзистор против тиристора

Что такое транзистор

Что такое тиристор

Транзистор и тиристор отличие — Яхт клуб Ост-Вест

Тиристор – краткий обзор полупроводника

Тиристор в цепи постоянного напряжения

Преимущества и недостатки использования тиристора

Тиристор в цепи переменного тока

Управление половинной волной

Полный технический расклад тиристора

Транзистор и тиристор отличие — Topsamoe.ru

Основное отличие – транзистор против тиристора

Что такое транзистор

Что такое тиристор

Отличие транзистора от тиристора

Тиристор – краткий обзор полупроводника

Тиристор в цепи постоянного напряжения

Преимущества и недостатки использования тиристора

Тиристор в цепи переменного тока

Управление половинной волной

Полный технический расклад тиристора

Чем отличается тиристор от симистора

Что такое симистор?

Описание принципа работы и устройства

Особенности

Применение

Как проверить работоспособность симистора?

Схема управления мощностью паяльника

Разница между транзистором и тиристором

Свойства и характеристики транзисторов и тиристоров

12 Разница между транзистором и тиристором

Что такое транзистор?

Что вам нужно Знайте о транзисторе

Что такое тиристор?

Что вам нужно Знайте о тиристоре

Разница Между транзистором и тиристором в табличной форме

Разница между транзистором и тиристором

Топ-7 важных отличий транзисторов от тиристоров

Ключевое отличие транзисторов от тиристоров

Транзистор

Прочие полезные документы

Разница между транзистором и тиристором

Основное отличие — транзистор и тиристор

Что такое транзистор

Что такое тиристор

В чем разница между транзистором и тиристором

Количество полупроводниковых слоев

Номинальная мощность

Использование в качестве усилителя

Поддержание прямого тока

В чем разница между транзистором, термистором, тиристором и резистором?

В чем разница между транзистором, термистором, тиристором и резистором?

В чем разница между транзистором и тиристором?

Читайте также

Что делать, если грудничок не спит днем: советы по налаживанию режима сна

Антигистаминные препараты для новорожденных: лечение и профилактика аллергии у грудничков

Методика «Цветоник» М. Лазарева для музыкального развития детей

Добавить комментарий Отменить ответ