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i TIRISTORI
Contrariamente ai transistor
I
V
retta di carico
zona lineare
- che posseggono una zona di lavoro di tipo lineare -
I
V
i TIRISTORI
- che posseggono una zona di lavoro di tipo lineare -
ciò significa quindi che posseggono solo due stati:
i tiristori sono dispositivi di tipo on-off, al pari dei relè e degli interruttori.
saturazione
saturo
Contrariamente ai transistor
oppure interdetto
interdizione
i TIRISTORI
vi sono vari tipi di tiristori:
- diodo di Shockley
- Silicon Controlled Rectifier (SCR)
- TRIode Alterned Current (TRIAC)
- DIode Alterned Current (DIAC)
- Light-Activated Scr (LASCR)
- Unijunction Transistor (UJT)
- Programmable Unijunction Transistor (PUT)
- Gate Turn-Off (GTO)
- Silicon Bilateral Switch (SBS)
- Silicon Controlled Switch (SCS)
- ecc...
diodo di Shockley
P PN NANODO CATODO
regione di svuotamento
POLARIZZAZIONE DIRETTA
IAK
VAK
1µA
100V
diodo di Shockley
P NANODO CATODO
regione di svuotamento
POLARIZZAZIONE DIRETTA
IAK
VAK
PN
300V
1µA
diodo di Shockley
P NANODO CATODO
regione di svuotamento
POLARIZZAZIONE DIRETTA
IAK
VAK
PN
500V
1µA
BDV!
diodo di Shockley
P NANODO CATODO
regione di svuotamento
POLARIZZAZIONE DIRETTA
IAK
VAK
PN
500V
1AINNESCO 2 VF
diodo di Shockley
P NANODO CATODO
IAK
VAK
PN
500V
2 regioni di svuotamento
POLARIZZAZIONE INVERSA
800V
SCR (Silicon Controlled Rectifier)
P NANODO CATODO
IAK
VAK
PN
500V
800V
51020 0mA
IGATE
30mA
A K
G
= diodo di Shockley
GATE
SCR = diodo di Shockley con Gate
IAK
VAKVBOVH
IH
VBO = tensione di break-overIH = corrente di holdingVH = tensione di holdingID = corrente di fugaVT = caduta di tens. in on-stateIT = corrente di lavoroVDRM = tensione max diretta VRRM = tensione max inversa
(VDRM)
VRRM
IT
VT
ID
SCR: la caratteristica I-V
SCR: il circuito equivalente
P
N
A
K
P
NG
P
N
A
K
P
NG
P
N
A
K
G
IG
IAKt
t
La reazione positivafa sì che dopo un breve impulso di gatel’SCR rimanga innescatofino a quando non viene tolta l’alimentazione
P
N
A
K
GP
N
P
N
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
NEUTRO
CIRCUITODI
CONTROLLO
CARICOin alternata
SCR: le forme d’onda
Vac
t
VgIg
tIT
t
VT
t
F
N
GENERATOREDI
IMPULSI
CARICO
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
G
A1, T1
A2, T2IT
VT
ON
OFF
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%.
ON
OFF
TRIAC
mentre però un SCR raggiunge i 3600 V e i 9600 A, un Triac raggiunge solo i 1800 V e i 70 A
Ig
It
Po
Vt
100%
50%
ciò significa che per un carico di grossa potenza occorre usare due SCR in antiparallelo
TRIAC
VT2 +VG +
VT2 +VG -
VT2 -VG -
VT2 -VG +
i “quadranti” d’innesco
I°
II°III°
IV°
VG
VGT
IGT IG
area di innesco sicura
area di innesco incerta
TRIAC
area di innesco e caduta di tensione in conduzione per SCR e Triac
DIAC
T1T2
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