Qu'est-ce que le thyristor et comment ça marche?

En général, les thyristors sont également des dispositifs de commutation similaires aux transistors. Comme nous l'avons déjà mentionné, les transistors sont le petit composant électronique qui a changé le monde, aujourd'hui nous pouvons les trouver dans tous les appareils électroniques comme les téléviseurs, les mobiles, les ordinateurs portables, les calculatrices, les écouteurs, etc. Ils sont adaptables et polyvalents, mais cela ne signifie pas que ils peuvent être utilisés dans toutes les applications, nous pouvons les utiliser comme appareil d'amplification et de commutation mais ils ne peuvent pas gérer un courant plus élevé, un transistor nécessitant également un courant de commutation continu. Donc, pour tous ces problèmes et pour surmonter ces problèmes, nous utilisons des thyristors.

Généralement, SCR et Thyristor sont utilisés de manière interchangeable, mais SCR est une sorte de thyristor. Le thyristor comprend de nombreux types de commutateurs, certains d'entre eux sont SCR (redresseur contrôlé par silicium), GTO (désactivation de la porte) et IGBT (transistor bipolaire contrôlé par porte isolée), etc. également à SCR. Simplement, SCR est une sorte de thyristor .

SCR ou Thyristor est un dispositif de commutation semi-conducteur à quatre couches et à trois jonctions. Il a trois bornes anode, cathode et grille. Le thyristor est également un dispositif unidirectionnel comme une diode, ce qui signifie qu'il ne fait circuler le courant que dans une seule direction. Il se compose de trois jonctions PN en série car il est de quatre couches. Borne de porte utilisée pour déclencher le SCR en fournissant une petite tension à cette borne, que nous avons également appelée méthode de déclenchement de porte pour activer le SCR.

En quoi le thyristor est-il différent du MOSFET?

Le thyristor et le MOSFET sont tous deux des interrupteurs électriques et sont les plus couramment utilisés. La différence fondamentale entre les deux est que les commutateurs MOSFET sont des appareils contrôlés en tension et ne peuvent commuter que du courant continu, tandis que les commutateurs à thyristors sont des appareils contrôlés par le courant et peuvent commuter à la fois le courant continu et le courant alternatif.

Il y a quelques autres différences entre Thyristor et MOSFET sont données ci-dessous dans le tableau:

Propriété	Thyristor	MOSFET
Course thermique	Oui	Non
Sensibilité à la température	Moins	haute
Type	Dispositif haute tension à courant élevé	Appareil à courant moyen haute tension
Éteindre	Un circuit de commutation séparé est nécessaire	Non requis
Allumer	Impulsion unique requise	Aucune alimentation continue n'est requise sauf lors de la mise sous et hors tension
Vitesse de commutation	faible	haute
Impédance d'entrée résistive	faible	haute
Contrôle	Dispositif contrôlé par courant	Dispositif contrôlé en tension

En quoi le thyristor est-il différent du transistor?

Le thyristor et le transistor sont tous deux des commutateurs électriques, mais la capacité de gestion de la puissance des thyristors est bien meilleure que celle du transistor. En raison de la puissance élevée du thyristor, exprimée en kilowatts, la puissance des transistors est en watts. Un thyristor est considéré comme une paire fermée de transistors en analyse. La principale différence entre le transistor et le thyristor est que le transistor a besoin d'une alimentation de commutation continue pour rester allumé, mais dans le cas du thyristor, nous devons le déclencher une seule fois et il reste allumé. Pour les applications comme le circuit d'alarme qui doivent se déclencher une fois et rester allumé pour toujours, ne peut pas utiliser de transistor. Donc, pour surmonter ces problèmes, nous utilisons Thyristor.

Il y a quelques autres différences entre le thyristor et le transistor sont données ci-dessous dans le tableau:

Propriété	Thyristor	Transistor
Couche	Quatre couches	Trois couches
Terminaux	Anode, cathode et porte	Émetteur, collecteur et base
Fonctionnement sur tension et courant	Plus haute	Inférieur au thyristor
Allumer	Juste besoin d'une impulsion de porte pour s'allumer	Alimentation continue requise du courant de commande
Perte d'alimentation interne	Inférieur au transistor	plus haute

VI Caractéristiques du thyristor ou du SCR

Le circuit de base pour l'obtention des caractéristiques du Thyristor VI est donné ci-dessous, l'anode et la cathode du Thyristor sont connectées à l'alimentation principale via la charge. La grille et la cathode du thyristor sont alimentées à partir d'une source Es, utilisée pour fournir un courant de grille de grille à cathode.

Selon le diagramme caractéristique, il existe trois modes de base de SCR: mode de blocage inverse, mode de blocage avant et mode de conduction directe.

Mode de blocage inverse:

Dans ce mode, la cathode est rendue positive par rapport à l'anode avec l'interrupteur S ouvert. Les jonctions J1 et J3 sont polarisées en sens inverse et J2 est polarisée en direct. Lorsque la tension inverse appliquée à travers le thyristor (doit être inférieure à V _BR), l'appareil offre une impédance élevée dans le sens inverse. Par conséquent, Thyristor est traité comme un interrupteur ouvert en mode de blocage inverse. V _BR est la tension de claquage inverse où se produit l'avalanche, si la tension dépasse V _BR peut endommager le thyristor.

Mode de blocage avant:

Lorsque l'anode est rendue positive par rapport à la cathode, avec l'interrupteur de porte ouvert. On dit que le thyristor est polarisé en direct, les jonctions J1 et J3 sont polarisées en direct et J2 est polarisée en sens inverse comme vous pouvez le voir sur la figure. Dans ce mode, un petit courant circule appelé courant de fuite direct, car le courant de fuite direct est petit et insuffisant pour déclencher le SCR. Par conséquent, SCR est traité comme un commutateur ouvert même en mode de blocage avant.

Mode de conduction avant:

Lorsque la tension directe est augmentée avec le circuit de porte restant ouvert, une avalanche se produit au niveau de la jonction J2 et le SCR passe en mode de conduction. Nous pouvons activer le SCR à tout moment en donnant une impulsion de grille positive entre la grille et la cathode ou par une tension de commutation directe à travers l'anode et la cathode du thyristor.

Méthodes de déclenchement du SCR ou du thyristor

Il existe de nombreuses méthodes pour déclencher le SCR comme:

• Déclenchement de tension directe
• Déclenchement de la porte
• déclenchement dv / dt
• Déclenchement de température
• Déclenchement léger

Déclenchement de tension directe:

En appliquant une tension directe entre l'anode et la cathode, tout en maintenant le circuit de grille ouvert, la jonction J2 est polarisée en inverse. En conséquence, la formation d'une couche d'appauvrissement se produit à travers J2. À mesure que la tension directe augmente, une étape survient lorsque la couche d'épuisement disparaît, et J2 est censé avoir une panne d'avalanche. Par conséquent, Thyristor vient en état de conduction. La tension à laquelle l'avalanche se produit appelé comme tension de retournement vers l' avant V _BO.

Déclenchement de la porte:

C'est l'un des moyens les plus courants, les plus fiables et les plus efficaces d'allumer le thyristor ou le SCR. Lors du déclenchement de la grille, à l'activation d'un SCR, une tension positive est appliquée entre la grille et la cathode, ce qui donne lieu au courant de grille et la charge est injectée dans la couche P interne et un basculement vers l'avant se produit. Lorsque le courant de grille est élevé, la tension de coupure directe diminue.

Comme le montre la figure, il y a trois jonctions dans un SCR,. En utilisant la méthode de déclenchement de porte, lorsque l'impulsion de porte est appliquée, la jonction J2 se rompt, la jonction J1 et J2 est polarisée en direct ou le SCR entre en état de conduction. Par conséquent, il permet au courant de circuler à travers l'anode vers la cathode.

Selon le modèle à deux transistors, lorsque l'anode est rendue positive par rapport à la cathode. Le courant ne circulera pas à travers l'anode vers la cathode jusqu'à ce que la goupille de porte soit déclenchée. Lorsque le courant circule dans la broche de grille, il active le transistor inférieur. Lorsque le transistor inférieur conduit, il active le transistor supérieur. Il s'agit d'une sorte de rétroaction positive interne, donc en fournissant une impulsion à la porte pendant une fois, le thyristor est resté en état de marche. Lorsque les deux transistors sont activés, le courant commence à passer à travers l'anode vers la cathode. Cet état est appelé conducteur direct et c'est ainsi qu'un transistor «verrouille» ou reste allumé en permanence. Pour désactiver le SCR, vous ne pouvez pas l'éteindre simplement en supprimant le courant de grille, à cet état le thyristor devient indépendant du courant de grille. Donc, pour éteindre, vous devez faire un circuit de coupure.

Déclenchement dv / dt:

Dans la jonction polarisée en inverse, J2 acquiert la caractéristique de condensateur en raison de la présence d'une charge à travers la jonction, la jonction J2 se comporte comme une capacité. Si la tension directe est appliquée soudainement, un courant de charge à travers la capacité de jonction Cj conduit à activer le SCR.

Le courant de charge i _C est donné par;

i _C = dQ / dt = d (Cj * Va) / dt (où Va est la tension directe apparaît aux bornes de la jonction J2) i _C = (Cj * dVa / dt) + (Va * dCj / dt) car la capacité de jonction est presque constant, dCj / dt est nul, alors i _C = Cj dVa / dt

Par conséquent, si la vitesse d'augmentation de la tension directe dVa / dt est élevée, le courant de charge i _C serait supérieur. Ici, le courant de charge joue le rôle de courant de porte pour activer le SCR même si le signal de porte est nul.

Déclenchement de température:

Lorsque le thyristor est en mode de blocage direct, la majeure partie de la tension appliquée s'accumule sur la jonction J2, cette tension associée à un courant de fuite. Ce qui augmente la température de la jonction J2. Ainsi, avec l'augmentation de la température, la couche d'appauvrissement diminue et à une température élevée (dans la limite de sécurité), la couche d'appauvrissement se rompt et le SCR passe à l'état ON.

Déclenchement léger:

Pour déclencher un SCR avec de la lumière, un évidement (ou creux) est formé d'une couche p intérieure comme indiqué sur la figure ci-dessous. Le faisceau de lumière d'une longueur d'onde particulière est dirigé par des fibres optiques pour l'irradiation. Lorsque l'intensité de la lumière dépasse une certaine valeur, le SCR s'allume. Ce type de SCR est appelé SCR Light Activated (LASCR). Parfois, ces SCR se sont déclenchés en utilisant à la fois la source lumineuse et le signal de porte en combinaison. Un courant de grille élevé et une intensité lumineuse plus faible sont nécessaires pour activer le SCR.

LASCR ou SCR déclenché par la lumière sont utilisés dans le système de transmission HVDC (High Voltage Direct Current).