Modul thyristor menggunakan multimeter untuk membedakan ketiga elektroda thyristor
SilicON Controlled Rectifier, SCR telah berkembang menjadi keluarga besar sejak keluar pada tahun 1950-an, dan anggota utamanya termasuk thyristor searah, thyristor dua arah, thyristor yang dikendalikan cahaya, thyristor penghantar balik, thyristor turn-off, thyristor cepat, dll. Tunggu. Saat ini setiap orang menggunakan thyristor searah, yang sering disebut orang sebagai thyristor biasa. Ini terdiri dari empat lapisan bahan semikonduktor, dengan tiga persimpangan PN dan tiga elektroda eksternal: elektroda yang ditarik dari lapisan pertama semikonduktor tipe-P disebut anoda A., elektroda yang ditarik dari lapisan ketiga semikonduktor tipe-P adalah disebut elektroda kontrol G, dan elektroda yang diambil dari lapisan keempat semikonduktor tipe-N disebut katoda K. Dapat dilihat dari simbol rangkaian thyristor bahwa itu adalah perangkat konduktif searah seperti dioda, dan kuncinya adalah bahwa ia memiliki elektroda kontrol tambahan G, yang membuatnya memiliki karakteristik kerja yang sama sekali berbeda dari dioda.
Tiga elektroda thyristor dapat dibedakan dengan multimeter
Tiga elektroda thyristor biasa dapat diukur dengan roda gigi R×100 multimeter. Seperti yang kita semua tahu, ada sambungan pN antara thyristor G dan K (Gambar 2(a)), yang setara dengan dioda, G adalah kutub positif, dan K adalah kutub negatif. Oleh karena itu, menurut metode pengujian dioda, cari tahu dua dari tiga kutub. Satu kutub, ukur resistansi maju dan mundurnya, resistansinya kecil, pena hitam multimeter dihubungkan ke tiang kontrol G, pena merah dihubungkan ke katoda K, dan sisanya adalah anoda A. Untuk menguji apakah thyristor itu baik atau buruk, Anda dapat menggunakan rangkaian papan pengajaran yang baru saja ditunjukkan (Gambar 3). Saat catu daya SB terhubung, bohlam bagus jika menyala, dan buruk jika tidak menyala.
Cara mengidentifikasi tiga kutub penyearah yang dikontrol silikon
Metode mengidentifikasi tiga kutub thyristor sangat sederhana. Sesuai prinsip pN junction, cukup gunakan multimeter untuk mengukur nilai resistansi antara ketiga kutub.
Resistansi maju dan mundur antara anoda dan katoda lebih dari beberapa ratus ribu ohm, dan resistansi maju dan mundur antara anoda dan elektroda kontrol lebih dari beberapa ratus ribu ohm (ada dua persimpangan pN di antara mereka, dan arah Sebaliknya, sehingga arah positif dan negatif dari anoda dan tiang kontrol tidak terhubung).
Ada persimpangan pN antara elektroda kontrol dan katoda, sehingga resistansi maju berada dalam kisaran beberapa ohm hingga ratusan ohm, dan resistansi balik lebih besar dari resistansi maju. Namun, karakteristik dioda tiang kendali tidak ideal. Arah sebaliknya tidak sepenuhnya diblokir, dan arus yang relatif besar dapat melewatinya. Oleh karena itu, kadang-kadang resistansi balik kutub kendali yang diukur relatif kecil, yang tidak berarti bahwa karakteristik kutub kendali tidak baik. . Selain itu, saat mengukur resistansi maju dan mundur dari tiang kontrol, multimeter harus ditempatkan di blok R*10 atau R*1 untuk mencegah kerusakan terbalik pada tiang kontrol saat voltase terlalu tinggi.
Jika diukur bahwa katoda dan anoda komponen telah dihubung pendek, atau anoda dan tiang kontrol dihubung pendek, atau tiang kontrol dan katoda dihubung pendek secara terbalik, atau tiang kontrol dan katoda open-circuited, artinya komponen rusak.
Thyristor adalah singkatan dari elemen penyearah terkontrol silikon, yang merupakan perangkat semikonduktor berdaya tinggi dengan struktur empat lapis dari tiga sambungan pN. Faktanya, fungsi thyristor tidak hanya memperbaiki, tetapi juga dapat digunakan sebagai non-saklar untuk menghidupkan atau mematikan sirkuit dengan cepat, mewujudkan pembalikan arus searah menjadi arus bolak-balik, dan mengubah arus bolak-balik satu frekuensi. ke AC frekuensi lain, dll. SCR, seperti perangkat semikonduktor lainnya, memiliki keunggulan ukuran kecil, efisiensi tinggi, stabilitas yang baik, dan pengoperasian yang andal. Kemunculannya telah membawa teknologi semikonduktor dari bidang listrik lemah ke bidang listrik kuat, dan telah menjadi komponen yang banyak digunakan dalam industri, pertanian, transportasi, penelitian ilmiah militer, serta peralatan listrik komersial dan sipil.
Struktur dan karakteristik thyristor
Thyristor memiliki tiga elektroda - anoda (A), katoda (C) dan gerbang (G). Ini memiliki die dengan struktur empat lapis yang terdiri dari konduktor tipe-p dan konduktor tipe-n yang tumpang tindih, dan total ada tiga persimpangan pN. Diagram struktur dan simbolnya.
Struktur thyristor sangat berbeda dari dioda penyearah silikon dengan hanya satu sambungan pN. Struktur empat lapis thyristor dan referensi tiang kendali telah meletakkan dasar bagi karakteristik kendalinya yang sangat baik untuk "mengendalikan yang besar dengan yang kecil". Saat menggunakan penyearah yang dikontrol silikon, selama arus atau tegangan kecil diterapkan ke tiang kontrol, arus atau tegangan anoda yang besar dapat dikontrol. Saat ini, elemen thyristor dengan kapasitas arus beberapa ratus ampere atau bahkan ribuan ampere telah diproduksi. Umumnya, thyristor di bawah 5 ampere disebut thyristor daya rendah, dan thyristor di atas 50 ampere disebut thyristor daya tinggi.
Mengapa thyristor memiliki kemampuan kontrol "mengendalikan yang besar dengan yang kecil"? Di bawah ini kami menggunakan Bagan-27 untuk menganalisis secara singkat prinsip kerja thyristor.
Pertama-tama, kita dapat melihat bahwa lapisan pertama, kedua, dan ketiga dari katoda adalah transistor tipe NpN, sedangkan lapisan kedua, ketiga, dan keempat membentuk transistor tipe pNp lainnya. Diantaranya, lapisan kedua dan ketiga dibagi oleh dua tabung yang tumpang tindih. Dengan cara ini, diagram rangkaian ekuivalen Bagan-27(C) dapat digambar untuk analisis. Ketika tegangan maju Ea diterapkan antara anoda dan katoda, dan sinyal pemicu positif dimasukkan antara elektroda kontrol G dan katoda C (setara dengan basis-emitor BG1), BG1 akan menghasilkan arus basis Ib1, melalui Diperkuat, BG1 akan memiliki arus kolektor IC1 diperbesar 1 kali. Karena kolektor BG1 dihubungkan dengan basis BG2, IC1 adalah arus basis Ib2 dari BG2. BG2 memperkuat arus kolektor IC2 sebesar 2 dari Ib2 (Ib1) dan mengirimkannya kembali ke basis BG1 untuk amplifikasi. Siklus ini diperkuat hingga BG1 dan BG2 benar-benar dihidupkan. Faktanya, proses ini adalah proses "pemicu-on-the-fly". Untuk thyristor, sinyal pemicu ditambahkan ke elektroda kontrol, dan thyristor segera dihidupkan. Waktu konduksi terutama ditentukan oleh kinerja thyristor. Setelah thyristor dipicu dan dihidupkan, karena umpan balik melingkar, arus yang mengalir ke basis BG1 tidak hanya Ib1 awal, tetapi arus diperkuat oleh BG1 dan BG2 (1* 2*Ib1), yang jauh lebih besar dari Ib1, cukup untuk membuat BG1 terus menyala. Pada saat ini, meskipun sinyal pemicu menghilang, thyristor tetap menyala. Hanya ketika catu daya Ea terputus atau Ea diturunkan sehingga arus kolektor di BG1 dan BG2 kurang dari nilai minimum untuk menjaga konduksi, thyristor dapat dimatikan. Tentu saja, jika polaritas Ea dibalik, BG1 dan BG2 akan dalam keadaan terputus karena tegangan balik. Pada saat ini, meskipun sinyal pemicu dimasukkan, thyristor tidak dapat bekerja. Sebaliknya, Ea terhubung ke arah positif, sedangkan sinyal pemicunya negatif, dan thyristor tidak dapat dihidupkan. Selain itu, jika sinyal pemicu tidak ditambahkan, dan tegangan anoda positif melebihi nilai tertentu, thyristor juga akan dihidupkan, tetapi ini sudah merupakan situasi kerja yang tidak normal.
Karakteristik thyristor yang dapat dikontrol untuk mengontrol konduksi (arus besar melewati thyristor) melalui sinyal pemicu (arus pemicu kecil) adalah fitur penting yang membedakannya dari dioda penyearah silikon biasa.
Penggunaan utama thyristor di sirkuit
Penggunaan paling dasar dari thyristor biasa adalah rektifikasi terkontrol. Rangkaian penyearah dioda yang sudah dikenal termasuk dalam rangkaian penyearah yang tidak dapat dikontrol. Jika dioda diganti dengan thyristor, rangkaian penyearah yang dapat dikontrol, inverter, pengaturan kecepatan, eksitasi motor, sakelar non-kontak, dan kontrol otomatis dapat dibentuk. Sekarang saya menggambar rangkaian penyearah setengah gelombang terkontrol fase tunggal yang paling sederhana [Gambar 4 (a)]. Selama setengah siklus positif dari tegangan AC sinusoidal U2, jika tidak ada input pulsa pemicu Ug ke tiang kontrol VS, VS tetap tidak dapat dihidupkan. Hanya ketika U2 dalam setengah siklus positif dan pulsa pemicu Ug diterapkan ke tiang kontrol, thyristor dipicu untuk melakukan. Sekarang, gambarkan diagram bentuk gelombangnya [Gambar 4(c) dan (d)], dapat dilihat bahwa hanya ketika pulsa pemicu Ug tiba, terdapat keluaran tegangan UL pada beban RL (bagian yang diarsir pada diagram bentuk gelombang) . Jika Ug datang lebih awal, thyristor akan menyala lebih awal; jika Ug datang terlambat, thyristor akan menyala nanti. Dengan mengubah waktu kedatangan pulsa pemicu Ug pada tiang kontrol, nilai rata-rata UL tegangan keluaran pada beban (area bagian yang diarsir) dapat disesuaikan. Dalam teknologi elektroteknik, setengah siklus arus bolak-balik sering ditetapkan sebagai 180 derajat, yang disebut sudut listrik. Dengan cara ini, dalam setiap setengah siklus positif U2, sudut listrik yang dialami dari nilai nol hingga saat pulsa pemicu tiba disebut sudut kontrol ; sudut listrik di mana thyristor dihidupkan dalam setiap setengah siklus positif disebut sudut konduksi θ. Jelas, keduanya dan θ digunakan untuk mewakili rentang penyalaan atau blok thyristor dalam setengah siklus tegangan maju. Dengan mengubah sudut kontrol atau sudut konduksi θ, nilai rata-rata UL dari tegangan DC pulsa pada beban diubah, dan perbaikan yang dapat dikontrol direalisasikan.
