Tirisztor

A tirisztor egy félvezető áramköri elem, amely kapcsolóként működik; bizonyos alkalmazásokban vezérelt egyenirányítóként is használják. A vezérlőelektróda és a katód lábai közé kapcsolt vezérlőjel hatására a tirisztor „begyújt”, vagyis áramot vezető állapotba kerül. Az átfolyó áram csak akkor szűnik meg, ha a tirisztor anód-katód lábai között az átfolyó áram megszűnik, amely állapot több esetben fordul elő a gyakorlatban; a legjellegzetesebbek:

• szinuszos jel egyenirányításakor a szinuszjel nullátmenetének pillanatában
• több különböző fázisú szinuszos feszültség egyenirányításakor, hídkapcsolásban, a kommutáció pillanatában (mikor két fázis feszültségkülönbsége nulla), ha a tirisztor 0 gyújtáskésleltetéssel működik
• egyenirányított szinuszos jel esetén a szűretlen, úgynevezett lüktető egyenáram nullába futásakor

A felhasználásakor a triachoz hasonlóan, ha nem a szinuszjel elején lesz „begyújtva” a tirisztor, így elkerülendő a tirisztor begyújtásakor keletkező túl gyors áram-, illetve feszültség-emelkedés, ezzel a módszerrel teljesítményszabályozó, illetve lágyindító áramkör készíthető, amelyben a tirisztor minimális disszipációval rendelkezik, ezáltal jó a hatásfoka és csak csekély hűtést igényel.

Megjegyzés: ha éppen triac áll rendelkezésünkre, az is beépíthető a tirisztor helyére. A triac másik félperiódusbeli viselkedése ebben az esetben nem lesz kihasználva.

Felépítése

A tirisztor három p-n átmenetet tartalmaz. Ebből kettő nyitóirányú, egy pedig záróirányú. A tirisztornak három érintkezője van: anód, katód, és vezérlőelektróda. Amennyiben a vezérlést az elektromos áram mindkét periódusára szeretnénk alkalmazni, két tirisztort szemben, egymással párhuzamosan kapcsolva alkalmazunk. Ennek az eszköznek az áramköri neve a triac.

A tirisztor egy vezérlőelektródával (G-gate, kapu) ellátott négyrétegű dióda. Pozitív anódfeszültség esetén a vezérlőelektródára adott pozitív feszültség csökkenti a középső p-n átmenet lezárását, így már kisebb U_AK feszültség mellett bekövetkezik a billenés (gyújtás). Nagyobb U_G vezérlőfeszültség mellett – mivel tovább csökken a középső p-n átmenet záró hatása – még kisebb U_AK feszültség szükséges a billenéshez. Mivel a billenés után a négyrétegű dióda és így a tirisztor is bekapcsolt állapotban marad, a vezérlőfeszültséget nem szükséges tartósan a G elektródán hagyni. A gyújtófeszültség ezért egy pozitív feszültségimpulzus is lehet, de gyakorlatban, inkább impulzus-sorozatot alkalmaznak. A tirisztor kikapcsolása úgy lehetséges, hogy az I_A áramot a tartóáram értéke alá csökkentjük.

Források

• Cambridge enciklopédia. Szerk. David Crystal. A magyar kiadást szerk. Szelle Béla. Ford. Acsády Judit et al. Budapest: Maecenas. 1992. ISBN 963-7425-65-9
• Application Manual Power Semiconductors 2015 (PDF), 2nd, Nuremberg: Semikron (2015). ISBN 978-3-938843-83-3. Hozzáférés ideje: 2019. december 2. 
• Thyristor Theory and Design Considerations; ON Semiconductor; 240 pages; 2006; HBD855/D. (Free PDF download)
• Ulrich Nicolai, Tobias Reimann, Jürgen Petzoldt, Josef Lutz: Application Manual IGBT and MOSFET Power Modules, 1. Edition, ISLE Verlag, 1998, ISBN 3-932633-24-5. (Free PDF download)
• SCR Manual; 6th edition; General Electric Corporation; Prentice-Hall; 1979.