جامعه مهندسی پزشکی شیراز

جامعه مهندسی پزشکی شیراز:
@bme_society
✅تریستور:
تریستور یک نیمه هادی قدرت است و به صورت یک قطعهٔ چهار لایه‌ای P-N-P-N ساخته می‌شود که نقش کلید را دارد. تریستورها ۳ پایانهٔ آند، کاتد و گیت دارند. پایهٔ آند با A، کاتد با K و گیت آن با G نمایش داده می‌شوند که از این میان آند و کاتد به مدار قدرت متصل می‌شوند و گیت جریان کمتری دارد. تریستورها در دو حالت پایدار روشن و خاموش مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند.
برای اینکه تریستور در وضعیت هدایت قرار بگیرد باید شرایط زیر برقرار باشد
✳️1-ولتاژ آند نسبت به کاتد مثبت باشد
✳️2-گیت یک پالس مثبت دریافت کند (ولتاژ گیت بیشتر از ولتاژ کاتد شود)
✳️3-برای روشن‌ماندن تریستور جریان آند باید به اندازه کافی زیاد باشد.
مداری که پالس جریان گیت را تولید می‌کند مدار آتش می‌نامند. پس از روشن‌شدن تریستور ولتاژ آند کاتد بسیار ناچیز خواهد شد به طوری که در مقاصد عملی VAK≈0 در نظر می‌گیرند و می‌توان گفت که تریستور در هنگام هدایت تقریباً مانند یک اتصال‌کوتاه عمل می‌کند. تریستور بسیار سریع روشن می‌شود، به مدت‌زمان لازم برای روشن‌سازی تریستور زمان روشن‌سازی می‌گویند که با ton نمایش داده می‌شود و حدود ۱ تا ۳ میکروثانیه است. پهنای پالس اعمالی به جریان گیت که برای روشن‌شدن تریستور استفاده می‌شود حدود ۱۰ تا ۵۰ میکروثانیه است و دامنه‌ای حدود ۲۰ تا ۲۰۰ میلی‌آمپر دارد.
برای شکل موج‌های متناوب ورودی می‌توان محور افقی را برحسب درجه از صفر تا ۳۶۰ تقسیم‌بندی کرد. اگر شرط مثبت‌بودن آند نسبت به کاتد برقرار باشد، می‌توان پالس اعمالی به گیت را به گونه‌ای تنظیم کرد که در لحظه‌ای بخصوص از شکل موج ورودی تریستور روشن شود که این لحظه معادل زاویه‌ای معین خواهد بود. به این زاویه، زاویه آتش تریستور می‌گویند. با تعیین زاویه آتش مناسب می‌توان مقدار مؤثر ولتاژ خروجی را تغییر داد که در کاربردهای مختلفی استفاده میشود. @bme_society
اگر به صورت ناگهانی ولتاژ مستقیم زیادی به تریستور اعمال شود، حتی بدون وجود جریان گیت، تریستور ممکن است روشن شود، این پدیده را روشن‌سازی dv/dt می‌نامند که ممکن است در عملکرد مدارها مشکل ایجاد کند. برای جلوگیری از این اتفاق از یک مدار حفاظتی) مدار اسنابر مقاومتی-خازنی (RC)) به همراه تریستور استفاده می‌شود.
به روش‌های خاموش‌کردن تریستور کموتاسیون می‌گویند. در مدارهای جریان متناوب به علت تغییر خودکار پلاریتهٔ دو سر آند و کاتد تریستور به صورت خودکار خاموش می‌شود که به این حالت کموتاسیون طبیعی می‌گویند. در مقابل اگر جریان بالاجبار صفر شود کموتاسیون اجباری رخ داده است.
برای خاموش‌کردن تریستوری که روشن‌شده است باید یکی از شرایط زیر برقرار شود:
✳️1.ولتاژ آند نسبت به کاتد منفی شود.
✳️2.جریان عبوری از آند قطع شود (به کمتر از مقدار بحرانی برسد(
اگر تریستور روشن شده باشد، با صفرشدن جریان گیت تریستور خاموش نخواهد شد. در روش اول خاموش کردن تریستور، دو پیوند از سه پیوند آن در گرایش معکوس قرار می‌گیرند و پیوند سوم گرایش مستقیم خواهد داشت، در این حالت تریستور جریان نشتی کمی از خود نشان می‌دهد. اگر ولتاژ معکوس بیش از حد زیاد شود و مقدار آن به ولتاژ فروپاشی معکوس برسد، پدیدهٔ بهمنی در تریستور رخ خواهد داد که در صورت محدودنشدن، بر اثر تلفات توان ممکن است به تریستور آسیب برسد. در روش دوم، به جریان بحرانی آند که اگر از آن عبور کنیم تریستور خاموش می‌شود جریان نگهدارندهمی‌گویند و آن را با Ih نمایش می‌دهند؛ در این حالت تریستور به حالت سدکنندهٔ مستقیم بازمی‌گردد.
در شکل پست نمودار ولت آمپر تریستور نشان داده شده است، اگر جریان گیت تریستور (ig) صفر و ولتاژ اعمال‌شده به پایهٔ آند بیشتر از کاتد باشد، دو پیوند از سه‌پیوند نیمه‌هادی‌های موجود در تریستور در گرایش مستقیم قرار می‌گیرند، اما یکی از پیوندها در گرایش معکوس است و تریستور در مقابل جریان مقاومت زیادی از خود نمایش می‌دهد. اگر افزایش ولتاژ آند نسبت به گیت ادامه پیدا کند، به ولتاژ بحرانی خواهد رسید و تریستور به مرحلهٔ هدایت قوی می‌رسد. این ولتاژ بحرانی را در تریستور ولتاژ شکست مستقیم یا ولتاژ فروپاشی می‌گویند. در شکل رو به رو این ولتاژ با VBO نمایش داده شده است. با اعمال جریان به پایانهٔ گیت می‌توان ولتاژ فروپاشی مستقیم را کاهش داد و در صورتی که این افزایش به اندازهٔ کافی زیاد باشد ناحیهٔ سد مستقیم به کلی از بین خواهد رفت و تریستور مشابه یک دیود عمل خواهد کرد.
اگر نرخ تغییرات جریان تریستور (di/dt) زیاد باشد، باعث سوختن آن خواهد شد. برای حفاظت تریستور در برابر تغییرات ناگهانی جریان از یک سلف قبل از آن استفاده می‌کنند. میزان مجاز di/dt توسط کارخانه‌های سازندهٔ تریستور اعلام می‌شود.
@bme_society

915 views15:19