Thyristors

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le zone di lavoro di un dispositivo thyristor

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Thyristors

  1. 1. Thyristors
  2. 2. Diodo Shockley Q1 Q2
  3. 3. Feedback positivo • Ogni variazione di corrente in qualsiasi punto dell’anello di collegamento viene amplificata e ritorna al punto di partenza con la medesima fase • Ad esempio se la corrente di base Ib2 aumenta, cresce la corrente di collettore Ic2=βxIb2, ma Ic2=Ib1, questa è la Ib1 ossia la corrente di base di Q1. Questa Ib1, a sua volta, fa aumentare la Ic1 perché Ic1=βxIb1. Ma Ic1 = ib2, pertanto si ha un aumento continuo di tutte le correnti finchè non si arriva alle correnti massime permesse. In questo caso, il circuito si comporta come un circuito chiuso. • Se invece qualcosa causa una diminuzione della corrente di base Ib2, ciò si ripercuote nella diminuzione della correnti di collettore Ic2. Ma Ib1=Ic2, pertanto si riduce la corrente di base Ib1. A sua volta si ha una diminuzione della corrente di collettore Ic1. Ciò riduce ancora la corrente di base Ib2, perché Ib2=Ic1. questo feedback positivo continua fintantochè entrambi i transistor sono portati all’interdizione. Pertanto il circuito si comporta come un interruttore aperto.
  4. 4. Questo diodo è stabile in uno dei due stati. Q1 Q2 Latch On state Off state
  5. 5. Latch (lucchetto) • Questo circuito può trovarsi in uno dei due possibili stati: aperto o chiuso. • Rimane indefinitamente in uno dei due stati • Se il circuito è chiuso vi rimane finchè una causa esterna fa diminuire la corrente • Se è aperto vi rimante finchè una causa esterna forza un aumento di corrente. • Questo circuito è stato chiamato latch
  6. 6. La caratteristica VoltAmpere
  7. 7. Four-layer diode breakover I IH V VK VB
  8. 8. Breakover characteristic • Il dispositivo ha due regioni di lavoro: ON (c’è la corrente) e OFF (la corrente è nulla) • Quando è OFF, opera nella linea più bassa senza corrente e con tensione inferiore a VB. • Se la tensione anodo-catodo diventa maggiore di VB, allora la zona di lavoro commuta lungo la linea tratteggiata dalla zona OFF a quella ON. • La linea tratteggiata indica una condizione temporanea e instabile. Il dispositivo, quando cambia zona di lavoro, può avere valori di corrente e di tensione in questa linea tratteggiata, ma solo per un tempo piccolissimo • Quando è ON opera nella linea superiore • Se la corrente I diventa inferiore a IH, il dispositivo si sposta lungo la linea tratteggiata nella regione OFF.
  9. 9. Le zone di lavoro • Zona ON: I > IH, V = Vk • Zona OFF: I < IH, V < VB
  10. 10. Per accendere il diodo • Breakover: si usa una tensione anodo- collettore maggiore della tensione di breakover VB.
  11. 11. Per spegnere il diodo • Per spegnere il diodo è necessario che la corrente anodo-catodo scenda al di sotto della corrente di sostentamento IH
  12. 12. Semplice applicazione
  13. 13. The silicon controlled rectifier (SCR) Anode Anode Q1 Gate Gate Q2 Cathode Cathode
  14. 14. SCRs • Il tiristore più usato • usa gate triggering for turn-on invece del breakover triggering • Data sheets indicano gate trigger voltage (VGT) e gate trigger current (IGT) • Turn-off richiede di ridurre la corrente aldisotto della soglia holding current (IH)
  15. 15. Chiusura del latch • Triggering: si applica al gate un impulso di corrente • La minima corrente di input necessaria a far partire la conduzione del scr è la corrente di trigger. • Breakover: si usa una tensione anodo- collettore maggiore della tensione di breakover VB.
  16. 16. Un SCR non si spegne alla fine dell’impulso di trigger +VAA Load +VAA A B C D A B C D
  17. 17. Scr off • Esso agisce come un diodo perché permette alla corrente di fluire in una sola direzione dall’anodo al catodo • Quando il circuito è alimentato, ma non c’è tensione al gate la corrente è nulla
  18. 18. Scr on • Quando il circuito è alimentato e la tensione del gate è elevata, la corrente scorre dall’anodo al catodo.
  19. 19. Scr latched on • La corrente continua a scorrere dall’anodo al catodo anche quando la tensione del gate ritorna a zero. • Pertanto basta un impulso di tensione al gate per accendere questo dispositivo.
  20. 20. Spegnere lo scr • Il solo modo per spegnere il tiristore, e quindi riportare la corrente a zero, è quello di abbassare la tensione dell’anodo.
  21. 21. Accensione e spegnimento
  22. 22. Semplice applicazione
  23. 23. END

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