Le module thyristor utilise un multimètre pour distinguer les trois électrodes du thyristor
SilicON Controlled Rectifier, SCR est devenu une grande famille depuis sa sortie dans les années 1950, et ses principaux membres comprennent des thyristors unidirectionnels, des thyristors bidirectionnels, des thyristors contrôlés par la lumière, des thyristors à conduction inverse, des thyristors à désactivation, des thyristors rapides, etc. attendez. Aujourd'hui, tout le monde utilise un thyristor unidirectionnel, ce que les gens appellent souvent un thyristor ordinaire. Il est composé de quatre couches de matériaux semi-conducteurs, avec trois jonctions PN et trois électrodes externes : l'électrode tirée de la première couche de semi-conducteur de type P est appelée anode A. , l'électrode tirée de la troisième couche de semi-conducteur de type P est appelée électrode de commande G, et l'électrode tirée de la quatrième couche de semi-conducteur de type N est appelée cathode K. On peut voir d'après le symbole de circuit du thyristor qu'il s'agit d'un dispositif conducteur unidirectionnel comme une diode, et la clé est qu'il a une électrode de commande supplémentaire G, ce qui lui donne des caractéristiques de fonctionnement complètement différentes de la diode.
Les trois électrodes du thyristor peuvent être distinguées avec un multimètre
Les trois électrodes des thyristors ordinaires peuvent être mesurées avec l'engrenage R × 100 du multimètre. Comme nous le savons tous, il existe une jonction pN entre les thyristors G et K (Figure 2(a)), qui équivaut à une diode, G est le pôle positif et K est le pôle négatif. Par conséquent, selon la méthode de test de la diode, découvrez deux des trois pôles. Un pôle, mesurez sa résistance avant et arrière, la résistance est petite, le stylo noir du multimètre est connecté au pôle de commande G, le stylo rouge est connecté à la cathode K, et le reste est l'anode A. Pour tester que le thyristor soit bon ou mauvais, vous pouvez utiliser le circuit de la carte d'enseignement qui vient d'être démontré (Figure 3). Lorsque l'alimentation SB est connectée, l'ampoule est bonne si elle brille, et elle est mauvaise si elle ne brille pas.
Comment identifier les trois pôles d'un redresseur contrôlé au silicium
La méthode d'identification des trois pôles du thyristor est très simple. Selon le principe de la jonction pN, il suffit d'utiliser un multimètre pour mesurer la valeur de résistance entre les trois pôles.
La résistance directe et inverse entre l'anode et la cathode est supérieure à quelques centaines de milliers d'ohms, et la résistance directe et inverse entre l'anode et l'électrode de commande est supérieure à quelques centaines de milliers d'ohms (il y a deux jonctions pN entre elles, et le sens Au contraire, donc les sens positif et négatif de l'anode et du pôle de commande ne sont pas connectés).
Il existe une jonction pN entre l'électrode de commande et la cathode, de sorte que sa résistance directe est comprise entre plusieurs ohms et des centaines d'ohms, et la résistance inverse est supérieure à la résistance directe. Cependant, les caractéristiques de la diode du pôle de commande ne sont pas idéales. Le sens inverse n'est pas complètement bloqué et un courant relativement important peut passer. Par conséquent, la résistance inverse du pôle de commande mesurée est parfois relativement faible, ce qui ne signifie pas que les caractéristiques du pôle de commande ne sont pas bonnes. . De plus, lors de la mesure de la résistance directe et inverse du pôle de commande, le multimètre doit être placé dans le bloc R*10 ou R*1 pour éviter la panne inverse du pôle de commande lorsque la tension est trop élevée.
S'il est mesuré que la cathode et l'anode du composant ont été court-circuitées, ou que l'anode et le pôle de commande sont en court-circuit, ou que le pôle de commande et la cathode sont court-circuités en sens inverse, ou que le pôle de commande et le cathode sont en circuit ouvert, cela signifie que le composant est endommagé.
Thyristor est l'abréviation d'élément redresseur contrôlé au silicium, qui est un dispositif semi-conducteur de haute puissance avec une structure à quatre couches de trois jonctions pN. En fait, la fonction du thyristor n'est pas seulement le redressement, il peut également être utilisé comme non-interrupteur pour allumer ou éteindre rapidement le circuit, réaliser l'inversion du courant continu en courant alternatif et changer le courant alternatif d'une fréquence dans une autre fréquence AC, etc. Les SCR, comme les autres dispositifs à semi-conducteurs, présentent les avantages d'une petite taille, d'un rendement élevé, d'une bonne stabilité et d'un fonctionnement fiable. Son apparition a fait passer la technologie des semi-conducteurs du domaine de l'électricité faible au domaine de l'électricité forte et est devenue un composant avidement utilisé dans l'industrie, l'agriculture, les transports, la recherche scientifique militaire, ainsi que les appareils électriques commerciaux et civils.
La structure et les caractéristiques du thyristor
Le thyristor a trois électrodes - l'anode (A), la cathode (C) et la grille (G). Il a une matrice avec une structure à quatre couches composée de conducteurs de type p et de conducteurs de type n qui se chevauchent, et il y a trois jonctions pN au total. Son diagramme de structure et ses symboles.
Les thyristors ont une structure très différente des diodes de redressement au silicium avec une seule jonction pN. La structure à quatre couches du thyristor et la référence du pôle de commande ont jeté les bases de ses excellentes caractéristiques de contrôle de "contrôler le grand avec le petit". Lors de l'utilisation d'un redresseur contrôlé au silicium, tant qu'un petit courant ou une petite tension est appliqué au pôle de commande, un grand courant ou une grande tension d'anode peut être contrôlé. A l'heure actuelle, des éléments à thyristors d'une capacité de courant de plusieurs centaines d'ampères voire de milliers d'ampères ont été fabriqués. Généralement, le thyristor inférieur à 5 ampères est appelé thyristor basse puissance et le thyristor supérieur à 50 ampères est appelé thyristor haute puissance.
Pourquoi le thyristor a-t-il la capacité de "contrôler le grand avec le petit" ? Ci-dessous, nous utilisons le graphique -27 pour analyser brièvement le principe de fonctionnement du thyristor.
Tout d'abord, nous pouvons voir que les première, deuxième et troisième couches de la cathode sont un transistor de type NpN, tandis que les deuxième, troisième et quatrième couches forment un autre transistor de type pNp. Parmi eux, les deuxième et troisième couches sont partagées par deux tubes qui se chevauchent. De cette manière, le schéma de circuit équivalent du graphique -27 (C) peut être dessiné pour analyse. Lorsqu'une tension directe Ea est appliquée entre l'anode et la cathode, et qu'un signal de déclenchement positif est entré entre l'électrode de commande G et la cathode C (équivalent à l'émetteur de base de BG1), BG1 générera un courant de base Ib1, à travers Amplifié, BG1 aura un courant de collecteur IC1 grossi de 1 fois. Comme le collecteur de BG1 est connecté à la base de BG2, IC1 est le courant de base Ib2 de BG2. BG2 amplifie le courant de collecteur IC2 de 2 à Ib2 (Ib1) et le renvoie à la base de BG1 pour amplification. Ce cycle est amplifié jusqu'à ce que BG1 et BG2 soient complètement allumés. En fait, ce processus est un processus de "déclenchement à la volée". Pour le thyristor, le signal de déclenchement est ajouté à l'électrode de commande et le thyristor est activé immédiatement. Le temps de conduction est principalement déterminé par les performances du thyristor. Une fois que le thyristor est déclenché et allumé, en raison de la rétroaction circulaire, le courant circulant dans la base de BG1 n'est pas seulement l'Ib1 initial, mais le courant amplifié par BG1 et BG2 ( 1* 2*Ib1), qui est beaucoup plus grand supérieur à Ib1, suffisamment pour maintenir BG1 allumé en permanence. A ce moment, même si le signal de déclenchement disparaît, le thyristor reste passant. Ce n'est que lorsque l'alimentation Ea est coupée ou que Ea est abaissée de sorte que le courant de collecteur dans BG1 et BG2 est inférieur à la valeur minimale pour maintenir la conduction, le thyristor peut être désactivé. Bien sûr, si la polarité de Ea est inversée, BG1 et BG2 seront dans l'état de coupure en raison de la tension inverse. À ce moment, même si le signal de déclenchement est entré, le thyristor ne peut pas fonctionner. A l'inverse, Ea est connecté au sens positif, tandis que le signal de déclenchement est négatif, et le thyristor ne peut pas être activé. De plus, si le signal de déclenchement n'est pas ajouté et que la tension d'anode positive dépasse une certaine valeur, le thyristor sera également activé, mais il s'agit déjà d'une situation de travail anormale.
La caractéristique contrôlable du thyristor pour contrôler la conduction (un courant important traverse le thyristor) via un signal de déclenchement (petit courant de déclenchement) est une caractéristique importante qui le distingue des diodes de redressement au silicium ordinaires.
L'utilisation principale des thyristors dans les circuits
L'utilisation la plus élémentaire des thyristors ordinaires est le redressement contrôlé. Le circuit de redressement à diode familier appartient au circuit de redressement incontrôlable. Si la diode est remplacée par un thyristor, un circuit de redressement contrôlable, un onduleur, une régulation de la vitesse, une excitation du moteur, un interrupteur sans contact et une commande automatique peuvent être formés. Maintenant, je dessine le circuit de redressement contrôlable monophasé demi-onde le plus simple [Figure 4 (a)]. Pendant le demi-cycle positif de la tension alternative sinusoïdale U2, s'il n'y a pas d'entrée d'impulsion de déclenchement Ug au pôle de commande de VS, VS ne peut toujours pas être activé. Ce n'est que lorsque U2 est dans le demi-cycle positif et que l'impulsion de déclenchement Ug est appliquée au pôle de commande que le thyristor est déclenché pour conduire. Maintenant, dessinez son diagramme de forme d'onde [Figure 4 (c) et (d)], on peut voir que seulement lorsque l'impulsion de déclenchement Ug arrive, il y a une sortie de tension UL sur la charge RL (la partie ombrée sur le diagramme de forme d'onde) . Si Ug arrive en avance, le thyristor s'allumera en avance ; si Ug arrive en retard, le thyristor s'allumera plus tard. En modifiant l'heure d'arrivée de l'impulsion de déclenchement Ug sur le pôle de commande, la valeur moyenne UL de la tension de sortie sur la charge (la zone de la partie ombrée) peut être ajustée. Dans la technologie électrotechnique, le demi-cycle du courant alternatif est souvent défini sur 180 degrés, appelé angle électrique. Ainsi, à chaque demi-période positive de U2, l'angle électrique subi depuis la valeur nulle jusqu'au moment où arrive l'impulsion de déclenchement est appelé angle de commande ; l'angle électrique auquel le thyristor est activé à chaque demi-cycle positif est appelé angle de conduction θ. De toute évidence, et θ sont utilisés pour représenter la plage d'activation ou de blocage du thyristor dans le demi-cycle de la tension directe. En modifiant l'angle de commande ou l'angle de conduction θ, la valeur moyenne UL de la tension continue pulsée sur la charge est modifiée et le redressement contrôlable est réalisé.
