توضیحات

سرفصل ها

۱-۱-تریستور یا یکسو کننده قابل کنترل( p-n-p-n )

(الف) مدلهای دیودی تریستور

(ب)مدل دو ترانزیستوری تریستور

۱-۲-مشخصات تریستور

۱-۲-۱-بایاس معکوس تریستور (کاتد نسبت به آند مثبت)

۱-۲-۲-تریستور بایاس مستقیم و مسدود (آند نسبت به کاتد مثبت)

۱-۲-۳-تریستور بایاس مستقیم و هدایت

(الف) روشن کردن توسط نور

(ب) روشن کردن توسط علائم الکتریکی اعمال شده به دریچه :

(پ) روشن کردن با ولتاژ شکست

(ت) روشن کردن  dv/dt

۱-۲-۴-خاموش شدن تریستور

الف) جابجایی طبیعی

ب)خاموش یا بایاس معکوس :

(الف) خود جابه جایی توسط مدار تشدید

(ب) خاموش کردن تریستور توسط مدار تشدید کمکی

(پ)خاموش کردن تریستور توسط خازن موازی

(ت)خاموش کردن تریستور توسط خازن سری

۱-۲-۵-زمان خاموشی تریستور

۱-۲-۶-مدارهای محافظ گیت :

۱-۲-۷-حفاظت در برابر dv/dt  :

۱-۲-۸-حفاظت در برابر di/dt :

۱-۳-مشخصات تریستور BT151 :

۲-۱-بلوک دیاگرام کلی مدار

۲-۲-تفاوتهای مدار عملی با مدار شبیه سازی شده :

۲-۳-تحلیل و شبیه سازی مدار توسط شبیه ساز Circuitmaker :

۲-۳-۱-طبقه ترانس کاهنده :

۲-۳-۲-طبقه آشکارساز عبور از صفر :

۲-۳-۳-طبقه تولید RAMP :

۲-۳-۴-طبقه Zero-span :

۲-۳-۵-طبقه مقایسه گر (u2c) و مشتق گیر :

۲-۳-۶-طبقه تقویب جریان و ایزولاسیون :

۲-۴-مدار عملی ساخته شده همراه با نرم افزار :

۲-۴-۱-طبقه D/A :

۲-۴-۲-نرم افزار میکرو :

بخشی از مقاله

 ۱-۱-تریستور یا یکسو کننده قابل کنترل( p-n-p-n )

 تریستور یک وسیله نیمه هادی چهار لایه سه اتصالی با سه خروجی است و از لایه های نوع p و n سیلیکونی که به طور متناوب قرار گرفته اند ساخته شده اند .. ناحیه p انتهایی آند ، ناحیه n انتهای کاتد و ناحیه p داخلی دریچه یا گیت است . آند از طریق مدار به طور سری به کاتد وصل می شود . این وسیله اساساً یک کلید است و همواره تا زمانی که به پایانه های آند و دریچه ولتاژ مثبت مناسبی به کاتد اعمال نشده است در حالت قطع (حالت ولتاژ مسدود کننده) باقی می ماند و امپدانس بینهایتی از خود نشان خواهد داد . در حالت وصل و عبور جریان بدون احتیاج به علامت (یا ولتاژ) بیشتری روی دریچه به عبور جریان ادامه خواهد داد .

در این حالت به طور ایده آل هیچ امپدانسی در مسیر جریان از خود نشان نمی دهد . برای قطع کلید و یا برگرداندن تریستور به حالت خاموشی بایستی روی دریچه علامت و یا ولتاژی نباشد و جریان در مسیر آند به کاتد به صفر تقلیل یابد . تریستور عبور جریان را فقط در یک جهت امکان پذیر می سازد .

اگر به پایانه های تریستور ولتاژ بایاس خارجی اعمال نشود ، حاملهای اکثریت در هر لایه تا زمانی که ولتاژ الکتروستاتیکی داخلی به وجود آمده از انتشار بیشتر حاملها جلوگیری کند ، منتشر می شوند . اما بعضی از حاملهای اکثریت انرژی کافی جهت عبور از سد تولید شده توسط میدان الکتریکی ترمزکن هر اتصال را دارد . این حاملها پس از عبور ، تبدیل به حاملهای اقلیت می شوند و می توانند با حاملهای اکثریت ترکیب شوند . حاملهای اقلیت هر لایه نیز می توانند توسط میدان الکتریکی ثابتی در هر یک از اتصالها شتابدار شوند ، ولی چون در این حالت (از خارج ولتاژی اعمال نمی شود) مدار خارجی وجود ندارد مجموع جریانهای حاملهای اقلیت و اکثریت بایستی صفر شود .

حال اگر یک ولتاژ بایاس با یک مدار خارجی برای حمل جریانهای داخلی منظور شود ، این جریان ها شامل قسمتهای زیر خواهند بود.

جریان I1 ناشی از :

۱-عبور حاملهای اکثریت (حفره ها ) از اتصال J1

۲-عبور حاملهای اقلیت از اتصال J1

۳-حفره های تزریق شده به اتصال J2 که از طریق ناحیه n اشاعه می یابند اتصال J1 را قطع می کند .

۴-حامل های اقلیت از اتصال J2 که از طریق ناحیه n اشاعه یافته و از اتصال  J1 عبور کرده است . عیناً  نیز از شش قسمت و I3  از چهار قسمت تشکیل خواهد یافت .

برای تشریح اصول کار تریستور از دو روش متشابه مدلهای دیودی و یا دو ترانزیستوری می توان استفاده کرد .

(الف) مدلهای دیودی تریستور

تریستور که یک نیمه هادی سه اتصالی ، شبیه سه دیودی است که به طور سری اتصال یافته اند . اگر دریچه بایاس نشود ولی به دو سر آند و کاتد ولتاژ بایاسی اعمال شود این ولتاژ هر قطبیتی که داشته باشد همواره حداقل یک اتصال معکوس بایاس شده ، وجود خواهد داشت تا از هدایت تریستور جلوگیری کند .

اگر کاتد توسط ولتاژ منبع تغذیه (نسبت به آند ) منفی شود و دریچه نسبت به کاتد به طور مثبت بایاس شود لایه p دریچه توسط کاتد از الکترون لبریز می شود و خاصیت خودش را به عنوان لایه p از دست می دهد . در نتیجه تریستور به دیود هدایتی معادلی تبدیل می شود .

(ب)مدل دو ترانزیستوری تریستور

پولک p-n-p-n را می توان به صورت دو ترانزیستور با دو ناحیه پایه در نظر گرفت . کلکتور ترانزیستور n-p-n ، جریان محرکی برای پایه ترانزیستور p-n-p که جریان کلکتورش اضافه جریان دریچه به مثابه جریان محرک پایه ترانزیستور n-p-n است ، مهیا کند .

برای روشن کردن تریستور جریان دریچه به جزء خیلی حساس ترانزیستور n-p-n از اتصال p-n-p-n اعمال می شود . اولین ده درصد افزایش جریان آند ، در اصل جریان کلکتور ترانزیستور n-p-n است . پایه n ترانزیستور p-n-p توسط جریان کلکتور ترانزیستور n-p-n باردار می شود . در نتیجه فیدبک مثبتی توسط جریان کلکتور ترانزیستور p-n-p به منظور افزایش

بارهای ایجاد شده در پایه p ترانزیستور n-p-n دایر می شود . به این ترتیب جریان تریستور شروع به افزایش می کند ، به سرعت به مقدار اشباع می رسد و جریان تریستور فقط توسط امپدانس بار محدود می شود .

بهتر است به منظور تشریح مشخصه و خواص تریستور حالتهای مختلف آن را (از نظر بایاس ) مورد بررسی قرار دهیم .

۱-۲-مشخصات تریستور

برای اینکه بتوان وسیله های الکترونیکی را با کیفیت کافی مورد استفاده قرار داد و از آنها محافظت کرد بایستی مشخصات و خواص آنها کاملا معلوم شوند . مشخصات تریستور را می توان با ملاحظه سه حالت مختلف اصلی این وسیله تعیین کرد :

• شرایط بایاس معکوس
• بایاس مستقیم و مسدود
• بایاس مستقیم و هدایت

۱-۲-۱-بایاس معکوس تریستور (کاتد نسبت به آند مثبت)

در این حالت اتصالات اول و سوم به طور معکوس  اتصال دوم به طور مستقیم بایاس می شوند و درست مثل یک اتصال p-n مقدار کمی جریان نشتی از کاتد به آند عبور خواهد کرد .

اعمال ولتاژ محرک مثبتی به دریچه تریستور در حالی که آند هنوز منفی است سبب می شود که تریستور رفتاری شبیه ترانزیستور داشته باشد و جریان معکوس نشتی آند تا مقدار قابل ملاحظه مقایسه ای با جریان دریچه افزایش یابد ، از این رهگذر اتلاف قدرت قابل ملاحظه ای در تریستور وقوع خواهد یافت . زیاد گرم شدن اتصال می تواند سبب افسار گسیختگی حرارتی شود .

جریان آند با جریان اشباع معکوس اتصال اول به اضافه کسری از جریان دریچه برابر است . جریان اشباع بستگی به درجه حرارت دارد . بنابراین بالا رفتن درجه حرارت اتصال باعث افزایش جریان اشباع می شود که آن نیز موجب گرم شدن بیشتر اتصال می شود . ولتاژ بیشینه دریچه در شرایط بایاس معکوس غالباً توسط سازندگان برای محدود کردن اثر حرارت معین می شود .

افزایش ولتاژ بایاس معکوس باعث پهن شدن لایه های تهی اتصالات اول و سوم می شود . اتصال اول معمولاً بخش اعظم ولتاژ آند به کاتد را مسدود می کند ، لذا منطقه تهی این اتصال غالباً پهن است . به خاطر اینکه ولتاژ مسیر سوراخ کنی توسط تماس لایه های تهی اتصالات  و  به وجود نیاید لایه n وسطی را کمی  پهن می سازند .

تومان۵,۰۰۰خرید