i tiristori contrariamente ai transistor i v retta di carico zona lineare - che posseggono una zona...

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