Tiristor

Tiristor — əsasını üç p — n keçidi təşkil edən yarımkeçirici elementdir. Belə cihazlar üçün ümumi cəhət onların Volt-Amper xarakteristikasında mənfi müqavimətli hissənin olmasıdır. Bu isə onlardan açar rejimində işləyən çevirici cihazlar kimi istifadə etməyə imkan verir. Belə açar rejimində işləyən çoxkeçidli cihazlardan praktikada ən çox istifadə olunanı tiristorlardır. Bunlar p − n − p − n sturukturlu dörd təbəqədən təşkil olunmuşdur. Tiristorlar, əsasən, silisiumdan hazırlanır. Tiristorlar quruluş və iş prinsiplərinə görə müxtəlifdir: dinistorlar, trinistorlar və simistorlar. İdarə olunmayan tiristor dinistorlar adlanır.

Adi diodlardakı kimi, iki elektroda malik olduğundan, çox vaxt, bu cihaza diod tiristoru da deyilir.

Yarımkeçirici cihazlar müasir radioelektron qurğuların əsas element bazasını təşkil edir. Bunlar kiçik ölçü və kütləyə malik olması, közərdilmə dövrələrinin lazım olmaması və etibarlılığı ilə elektrovakuum cihazlarından əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Bu cihazlar sinfinə müxtəlif yarımkeçirici diodlar, tranzistorlar, tiristorlar və s. daxildir. Bunların iş prinsipi yarımkeçiricilərdə baş verən elektrofiziki proseslərə əsaslanır. Hazırda istifadə olunan yarımkeçirici cihazlar, əsas etibarilə silisium (Si), germanium (Ge) selen (Se) və s. kimi elementar yarımkeçirici materiallardan və qalium arsenid (GaAs), silisium karbid (SiC), kadmium sulfid (CdS) və s. kimyəvi birləşmələrdən hazırlanır. Yarimkeşiricilər, məlum olduğu kimi, başqa materiallardan elektrik keçiriciliyi, kristalların energetik halı, elektrik xassələrinin temperatur, şüalanma və digər xarici təsirlərdən özünəməxsus asılılığı ilə fərqlənir. Yarımkeçirici materialların elektrofiziki xassələrini dəyişməklə onların əsasında hazırlanmış cihazlarda elektrik cərəyanını idarə etmək olur. Qeyd etmək lazımdır ki, yarımkeçirici cihazların bir sıra üstünlükləri ilə yanaşı, bəzi çatışmayan cəhətləri də vardır. Bunlara misal olaraq cihazın parametrlərinin temperaturdan asılı olmasını, kiçik giriş müqavimətlərə malik olmalarını, hazırlanma texnologiyasının mürəkkəbliyini və s. göstərmək olar. Elektron lampalarında isə göstərilən nöqsanlar, demək olar ki, mövcud deyil. Odur ki, yarımkeçirici cihazlarını elektrovakuum cihazlarına qarşı qoymaq lazım deyil; bu iki sinif cihazların hərəsinin öz tətbiq sahələri vardır və bunlar müəyyən mənada bir-birini tamamlayır.^[1]

Trinistorlar idarə olunan tiristorlara deyilir. Bu cihaz, triod lampasında olduğu kimi, idarəedici elektroda malikolduğundan, buna triod tiristoru da deyilir. VAX-nın həm düz, həm də əks qollarında mənfi müqavimətli hissələrə malik olan tiristorlar simistorlaradlanır.^[2]

Tiristorun Quruluşu və tranzistor birləşməsindəki şəkildə bir tiristorun quruluşu ilə tranzistor və diod birləşmələri verilmişdir. Tranzistor birləşmə dövrəsində də görüldüyü bir tiristorun dörd yarımkeçirici layından ibarət quruluşu bir-birinə bağlı bir PNP və NPN tranzistor cütünə bərabərdir. Bu cüt tranzistordan ibarət birləşmə dövrədə G ucuna bir cərəyan verilsə, NPN tranzistorun bazası impuls alır olur və tranzistorun açıq vəziyyətə keçməsiylə kollektor cərəyanı hərəkəti meydana gələr. NPN tranzistorun kollektor cərəyanı özünə bağlı olan PNP tranzistorun baza cərəyanını yaratmaqdadı və beləcə PNP tranzistoru açıq vəziyyətə keçər. PNP tranzistorun da aktivləşməsi nəticəsində bu tranzistorun emitter və kollektoru üzərindən keçən cərəyan ilə NPN tranzistorun bazası aktivləşir. Beləcə G ayağına bir dəfə tətbiq olunan bir cərəyan ilə PNP və NPN tranzistorlar bir-birini hərəkətə gətirərək aktiv halına keçərlər və bu dövr səbəbiylə G ayağına tətbiq olunan cərəyan kəsilsə belə aktiv qalarlar.^[3]

Tiristorlar funksiyalarına, strukturlarına və ya elektrod(ayaq) saylarına görə bir çox fərqli növdə hazırlanır. Tiristorların ortaq xüsusiyyətləri olaraq ən başda yarımkeçirici olduqları üçün ömürlərinin çox uzun olduğu, mexaniki zərbələrə qarşı həssas olmadıqları və baxım tələb etməməyidir. Bunun yanında Tiristorlar çox az istiləndikləri üçün çox bir soyutma problemləri yoxdur və çox az itki çalışdıqları üçün də səmərələri yüksəkdir. Tiristorların aktivləşməsi üçün kiçik gərginliklər kifayətdir və çox sürətli açılıb bağlana bilər.

Tiristorlar əsasən tək istiqamətli cərəyan çatdıran tiristor və cüt istiqamətli cərəyan çatdıran tiristor olmaqla iki qrupda araşdırıla bilər. Tək istiqamətli cərəyan çatdıran tiristorların başlıcaları; silisium idarəli düzləndiricilər (SCR), silisium tək istiqamətli açar (SUS) və proqramlaşdırıla bilən tək keçidli tiristorlardır (PUT).

Bunlara əlavə olaraq aşağı gərginlikli dövrələrdə istifadə edilən həssas tiristor, gate ayaqları anoda yaxın olan və mənfi pals ilə çalışan tamamlayıcı tiristor, iki gate-li tetrot tiristor, fototiristorlar, asimmetrik çox sürətli tiristor (ASCR) və gücləndirici gate-li tiristorlar var. Bunların yanında cüt istiqamətli cərəyan çatdıran dinistor və simistorlar da tiristor növündəndir.^[4]

Tiristorların ABVG-si üçün fərqli üsullar tətbiq olunur. Bunlardan ilki doğru istiqamətdə anod — katot gərginliyini aşaraq ABVG üsuludur. Bu üsulda tiristorun anod ucuna müsbət, katod ucuna mənfi bağlanır. Bu vəziyyətdə ikən dövrədən yalnız sızma cərəyanı keçər. Ancaq gərginlik müəyyən bir dəyərə qədər arttırılırsa tiristor açıq vəziyyətə keçər. Bir digər üsul yüksək dəyişmə dərəcəli anod — katod gərginliyi tətbiq etməkdir. Əgər anod və katod arasına doğru qütblənmə istiqamətində anod müsbət, katod əksi olacaq şəkildə sürətli dəyişmə göstərən bir gərginlik tətbiq olunsa, tiristorun quruluşundakı P və N təbəqələri kondensator təsiri göstərib üzərlərində gərginlik induksiyaladığına görə tiristor açıq vəziyyətə keçər. İstilik də tiristorları açıq vəziyyətə keçirə bilər. İstilik artımı səbəbiylə tiristorun layları arasındakı sızma cərəyanlar artar və müəyyən bir dəyərə çatdığında tiristor da açıq vəziyyətə keçər. Tiristor istilik ilə ötürülməsi keçməsi ümumiyyətlə istənməyən bir vəziyyətdir.

Fototiristorlar digər tiristorlardan fərqli olaraq işıq enerjisi ilə impulslanır. Bu vəziyyətdə diod və tranzistor da olduğu kimi işıq bir lupa köməyi ilə silisium quruluşa tətbiq edilir və beləcə foto elektrik təsiri ilə elektron hərəkəti başlayır. Tiristorun anod və katod qütbləri arasındakı daxili müqavimət azalır və tiristor açıq vəziyyətə keçər.

Sabit cərəyanda çalışan tiristor bir dəfə impulslandığında impuls gərginliyi verilmədiyində də açıq vəziyyətdə qalar. Bu səbəblə tiristorun bağlanması üçün ardıcıl açar ilə bağlamaq, paralel açar ilə bağlamaq ya da tutumlu bağlama üsullarından biri istifadə edilir.

• The Early History of the Silicon Controlled Rectifier – by Frank William Gutzwiller (of G. E.)
• THYRISTORS – from All About Circuits
• Universal thyristor driving circuit
• Thyristor Resources (simpler explanation)
• Thyristors of STMicroelectronics
• Thyristor basics ^{[ölü keçid]}