Каталог
Тиристор
Тиристор — полупроводниковый прибор с четырьмя p-n-переходами (p-n-p-n структура), обладающий двумя устойчивыми состояниями проводимости: закрытым (высокое сопротивление) и открытым (низкое сопротивление). Представляет собой управляемый диод с дополнительным управляющим электродом (затвором). После открытия импульсом на затворе продолжает проводить ток от анода к катоду до его снижения ниже тока удержания, независимо от сигнала управления.
Устройство тиристора
Тиристор состоит из четырех чередующихся слоев: анод (p1) — n1 — p2 (база) — n4 (катод) с тремя p-n-переходами J1, J2, J3. Управляющий электрод G соединяется с областью p2 (обычно n-канальный) или p1 (p-канальный).
Конструктивные исполнения:
-
Таблеточные (дисковые): до 5000 А, 6–7 кВ, винтовое крепление
-
Планарные (TO-247, TO-263): до 100 А, 1200 В
-
Модульные: многопозиционные сборки
-
Студ-типа (таблетка на радиаторе): промышленные мощности
Выводы: A (анод), K (катод), G (затвор). Маркировка: Т, КУ, ТН, KU для импортных (BT, SKKT).
Принцип действия
В закрытом состоянии (Uak < Uзакр) J1 и J3 заперты, J2 открыт — ток удержания I0 < 10 мА. При подаче на затвор положительного импульса Ig (10–200 мА, 0,5–2 мкс) область p2 инжектирует носители, вызывая лавинный пробой J2. Переход J1 открывается, регенеративный процесс переводит все переходы в проводящее состояние. Напряжение падения Uak ≈ 1–2 В, сопротивление <0,01 Ом.
Открытое состояние устойчиво до снижения анодного тока ниже Iутр (10–100 мА). Выключение происходит при tq (время выключения) 10–500 мкс естественным обнулением тока или принудительно (конденсаторные схемы).
Симметричный тиристор проводит в обе полярности, асимметричный — только прямой ток.
Режимы работы
-
Запертый (Uak < Uбо): Iak ≈ 0
-
Открытый (Ig>0): Uak ≈ 1,5 В, Iak до 5000 А
-
Пробой (Uak > Uбо): лавинный переход в открытое состояние
-
Функция диода (Ig=0, Uak > Uп): прямое включение нагрузкой
Основные параметры
| Параметр | Обозначение | Значение | Единица |
|---|---|---|---|
| Напряжение блокировки | Uбо | 400–8000 | В |
| Средний ток | Iср | 10–5000 | А |
| Пикетный ток | Iт.пик | 100–50 000 | А |
| Ток удержания | Iутр | 10–200 | мА |
| Ток управления | Iг | 10–500 | мА |
| Время включения | tвкл | 0,1–5 | мкс |
| Время выключения | tq | 10–1000 | мкс |
| Мощность затвора | Pг | 0,1–5 | Вт |
Температура: –40…+125 °C. Частота: 50 Гц – 20 кГц.
Классификация
По управлению:
-
SCR (Silicon Controlled Rectifier): положительный затвор
-
Симметристоры: двунаправленные
-
GTO (Gate Turn-Off): принудительное выключение отрицательным Ig
По конструкции:
-
Таблеточные (T-типа): высоковольтные промышленные
-
Планарно-эпитаксиальные: до 1200 В, 100 А
-
С реверсивным затвором: высокоскоростные
По току:
-
Маломощные (Т122, Т15): 0,8–15 А
-
Средние (КУ202, Т250): 15–250 А
-
Силовые (Т253, SKKT): 250–5000 А
Популярные модели:
| Тип | Iср, А | Uбо, В | Частота | Применение |
|---|---|---|---|---|
| КУ202 | 15 | 400 | 400 Гц | Диммеры |
| Т122 | 2 | 600 | 50 Гц | Регуляторы |
| Т40 | 40 | 800 | 1 кГц | Инверторы |
| SKKT106 | 110 | 1600 | 500 Гц | Промышленность |
Сферы применения
Управление мощностью:
-
Регуляторы освещения (диммеры)
-
Регуляторы скорости двигателей
-
Электропечи, сварочники
Преобразовательная техника:
-
Выпрямители с фазовым регулированием
-
Инверторы, частотные преобразователи
-
Зарядные устройства аккумуляторов
Защита:
-
Предохранители, ограничители перенапряжений
-
Системы автозапуска
Промышленность:
-
Подъемно-транспортное оборудование
-
Металлообработка, литейное производство
-
Электротранспорт
Тиристоры обеспечивают бесступенчатое регулирование мощности с КПД 98–99%, заменяя контактные реле в мощных системах до 100 МВт. Массовое применение началось с 1960-х годов в энергетике и промышленности.
