i TIRISTORI

i TIRISTORI
Contrariamente ai transistor
- che posseggono una zona di lavoro di tipo lineare -
I
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di
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co
V
i TIRISTORI
Contrariamente ai transistor
- che posseggono una zona di lavoro di tipo lineare i tiristori sono dispositivi di tipo on-off, al pari dei relè e degli interruttori.
ciò significa quindi che posseggono solo due stati:
saturo oppure interdetto
I
saturazione
interdizione
V
i TIRISTORI
vi sono vari tipi di tiristori:
- diodo di Shockley
- Silicon Controlled Rectifier
(SCR)
- TRIode Alterned Current
(TRIAC)
- DIode Alterned Current
(DIAC)
- Gate Turn-Off
(GTO)
- Light-Activated Scr
(LASCR)
- Unijunction Transistor
(UJT)
- Programmable Unijunction Transistor (PUT)
- Silicon Bilateral Switch
- Silicon Controlled Switch
- ecc...
(SBS)
(SCS)
diodo di Shockley
POLARIZZAZIONE DIRETTA
ANODO
P
N
P
N
CATODO
IAK
1µA
100V
VAK
diodo di Shockley
POLARIZZAZIONE DIRETTA
ANODO
P
N
P
N
CATODO
IAK
1µA
300V
VAK
diodo di Shockley
POLARIZZAZIONE DIRETTA
ANODO
P
N
P
N
CATODO
IAK
1µA
BDV!
500V V
AK
diodo di Shockley
POLARIZZAZIONE DIRETTA
ANODO
P
N
P
N
CATODO
IAK
1A
500V V
AK
diodo di Shockley
POLARIZZAZIONE INVERSA
ANODO
P
N
P
N
CATODO
IAK
800V
500V V
AK
SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR = diodo di Shockley con Gate
ANODO
P
N
P
N
CATODO
A
K
G
GATE
IAK
30mA
IGATE
20 10
5 0mA = diodo di
Shockley
800V
500V V
AK
SCR: la caratteristica I-V
VBO
IH
VH
ID
VT
IT
VDRM
VRRM
IAK
IT
VRRM
IH
ID
VH
VT
VBO
(VDRM)
VAK
SCR: il circuito equivalente
A
P
G
A
P
A
N NN
P PP
G
N
N
N
P
P
N
K
G
K
K
IG
IAK
t
t
La reazione positiva
fa sì che dopo un breve impulso di gate
l’SCR rimanga innescato
fino a quando non viene tolta l’alimentazione
SCR: ideale in alternata
Una volta innescato, l’SCR rimane nello stato di conduzione fino a quando
tensione o corrente non scendono al di sotto dei limiti VH e IH.
Per tale motivo, l’SCR non può essere usato nei circuiti in continua, ma risulta
ideale per i circuiti in alternata, dove ad ogni passaggio per lo zero avviene il
disinnesco automatico e quindi il blocco della corrente nel carico.
FASE
CARICO
in alternata
CIRCUITO
DI
CONTROLLO
NEUTRO
SCR: le forme d’onda
Vac
t
F
Vg
Ig
CARICO
IT
t
t
N
VT
t
la “parzializzazione di fase”
i circuiti per la parzializzazione di fase
i contenitori per gli SCR
esempi di packaging di tiristori
TRIAC (TRIode Alterned Current)
Il Triac è di tipo bidirezionale, e può essere innescato per VT sia positive che negative
Ciò significa che - potendo controllare entrambe le semionde con il Triac si può inviare ad un carico fino al 100% della potenza,
mentre con un SCR solo al massimo il 50%.
IT
A2, T2
ON
G
A1, T1
OFF
OFF
ON
VT
TRIAC
Ig
mentre però un SCR raggiunge i
3600 V e i 9600 A, un Triac
raggiunge solo i 1800 V e i 70 A
ciò significa che per un carico di
grossa potenza occorre usare
due SCR in antiparallelo
Vt
It
Po
100%
50%
TRIAC
i “quadranti” d’innesco
IV°
VG +
VT2
III° V G
VT2
VT2
VT2
VG
+
I°
VG +
+
II°
VG area di
innesco
sicura
VGT
area di
innesco
incerta
IGT
IG
TRIAC
area di innesco e caduta di tensione in conduzione per SCR e Triac
DIAC
T2
T1
GTO (Gate Turn-Off)
il GTO - analogo all’SCR - può essere bloccato da un impulso negativo di gate
Ig
t
IT
t
per tale motivo il GTO risulta estremamente
vantaggioso nelle applicazioni in continua, dove
a differenza dell’SCR può essere bloccato
facilmente, senza ricorrere a circuiti particolari
grazie al GTO è possibile infatti controllare la
velocità di un motore DC (ad esempio nella
trazione ferroviaria) utilizzando la tecnica PWM