Cấu Tạo Của Thyristor Scr Là Gì ? Chi Tiết Nhất Về Scr Nguyên Lý Hoạt Động, Ứng Dụng Của Scr

Ở bài viết trước chúng ta đã tìm hiểu về một linh kiện chỉ cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều, đó là diode. Bài viết hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu về một loại linh kiện có chức năng tương tự nhưng có thể điều khiển được đó là SCR hay còn gọi là thyristor. Vậy SCR hay thyristor là gì? Tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, ký hiệu, nguyên lý hoạt động, mạch điều khiển, đặc tính, mạch kích của thyristor (scr).

Đang xem: Scr là gì

Mục Lục

4. Tính chất và trạng thái cơ bản của SCR5. Tính chất động của SCR là gì7. Mạch kích thyristor là gì

1. Thyristor là gì? SCR là gì?

Thyristor hay SCR (Silicon Controlled Rectifier – chỉnh lưu có điều khiển) là linh kiện điện tử bán dẫn có điều khiển, đóng vai trò như một van điện tử có điều khiển. SCR là linh kiện điện tử công suất chủ yếu và tạo nên bước phát triển nhảy vọt trong kỹ thuật điện tử công suất.

*

Thyristor (SCR) là gì

2. Cấu tạo và ký hiệu của thyristor

Cấu tạo của thyristor gồm 3 lớp PN và mắc vào mạch ngoài gồm 3 cổng: cực dương A, cực âm C và cổng điều khiển G. Về mặt lý thuyết tồn tại cấu trúc thyristor PNPN và NPNP, nhưng trong thực tế người ta chỉ phát triển và sử dụng loại PNPN.

Ký hiệu của SCR là một diode bán dẫn có thêm cực điều khiển G.

*

Cấu tạo và ký hiệu của Thyristor hay SCR là gì

3. Nguyên lý hoạt động của Thyristor là gì

Ta thấy SCR có thể coi như tương tương với hai transistor PNP và NPN liên kết với nhau qua ngõ nền và thu.

READ:  Báo Điện Tử Tiếng Anh Là Gì, Báo Chí Điện Tử Tiếng Anh Là Gì

*

Nguyên lý hoạt động của Thyristor (SCR) là gì

Khi đưa vào mạch G, K (tương ứng với B – E của transistor NPN) một xung dòng IG, transistor sẽ đóng. Dòng điện dẫn tiếp tục qua mạch E – B của transistor PNP và đóng nó. Các transistor sẽ tiếp tục đóng ngay cả khi dòng IG bị ngắt.

Dòng qua cực C của một transistor cũng chính là dòng đi qua cực B của transistor thứ hai và ngược lại. Các transistor vì vậy cùng nhau duy trì ở trạng thái đóng.

4. Tính chất và trạng thái cơ bản của SCR

4.1 Trạng thái cơ bản của SCR

Khi thyristor bị ngắt (không dẫn điện) thì cực A có thể chịu được điện áp dương so với cực K (tức ở trạng thái khóa), hoặc điện áp âm so với cực K (trạng thái nghịch).

– Hiện tượng đóng SCR: Quá trình chuyển từ trạng thái ngắt sang trạng thái dẫn thỏa mãn 2 điều kiện:

+ Khi thyristor ở trạng thái khóa (UAK > 0)

+ Khi có xung dòng điện kích iG đủ lớn.

– Hiện tượng ngắt SCR: Quá trình chuyển từ trạng thái dẫn diện sang không dẫn điện (tức trạng thái nghịch hoặc trạng thái khóa). Quá trình này gồm 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn làm dòng thuận bị triệt tiêu bằng cách thay đổi điện trở hoặc điện áp giữa cực A và K.

+ Giai đoạn khôi phục khả năng khóa của thyristor. Sau khi dòng thuận bị triệt tiêu, cần có một thời gian ngắt để chuyển thyristor vào trạng thái khóa.

4.2 Đặc tính V – A của thyristor

Đặc tính V – A được biểu diễn như hình bên dưới. Gồm có 3 nhánh:

*

Đặc tính V – A của SCR là gì

– Nhánh thuận (1): thyristor ở trạng thái dẫn điện. Độ sụt áp giữa A-K nhỏ không đáng kể.

+ Thông thường, ta đóng thyristor bằng xung dòng qua mạch G, K. Điện trở thuận rT và điện áp thuận UTO được định nghĩa tương tự như trường hợp ở diode.

+ Khác với diode, các nhánh thuận của thyristor không bắt đầu từ góc zero của hệ trục mà từ giá trị iH (holding current) dòng duy trì ở trạng thái dẫn. Nếu giá trị dòng giảm nhỏ hơn iH thì thyristor trở về trạng thái khóa.

READ:  Tìm hiểu về công ty CP Acecook Việt Nam và mã cổ phiếu công ty CP Acecook Việt Nam

Xem thêm: Các Đối Tượng Dự Thi Là Gì, Điều Kiện Dự Thi Thpt Quốc Gia Quy Định Thế Nào

+ Ngay sau khi đóng thyristor, trước khi dòng cổng iG tắt, đòi hỏi dòng thuận phải đạt đến giá trị dòng chốt iL (Latching), trong đó iL > iH.

– Nhánh nghịch (3): ứng với trạng thái nghịch.

Tương tự như diode, dòng qua thyristor chỉ là dòng ngược bão hòa có giá trị rất nhỏ. Nếu điện áp phân cực ngược đạt đến giá trị điện áp đánh thủng (UBR) thì dòng qua thyristor tăng động ngột, lớp tiếp giáp của thyristor bị đánh thủng.

Khi thyristor ở trạng thái nghịch việc kích vào cổng G sẽ làm tăng dòng nghịch một cách vô ích.

Nhánh khóa (2): ứng với trạng thái khóa.

Nếu dòng iG = 0 thì dạng nhánh khóa tương tự như nhánh nghịch. Tương tự ta có điện áp đóng uBO thay vì điện áp đánh thủng uBR. Khi điện áp đạt đến giá trị uBO, thyristor sẽ chuyển từ trạng thái khóa sang trạng thái dẫn điện.

Khi iG thay đổi, tùy thuộc vào độ lớn iG mà giá trị của điện thế khóa thay đổi theo, điện thế khóa sẽ giảm khi iG tăng. Hiện tượng thyristor dẫn diện do tác dụng điện áp vượt quá uBO (iG = 0) là sự cố do quá điện áp xuất hiện trên điện lưới gây ra.

5. Tính chất động của SCR là gì

Tác dụng điện áp khóa uV về bản chất đó là tác dụng điện áp nghịch lên lớp bán dẫn. Lúc đó, nó hoạt động như một tụ điện, điện dung của nó phụ thuộc vào độ lớn điện áp đặt vào.

5.1 Chuyển mạch đóng

Việc đóng Thyristor không xảy ra ngay khi xung dòng iG đi vào cổng. Thoạt tiên dòng dẫn iV qua một phần nhỏ của tiết diện của Thyristor ở chỗ nối với cổng G. Sau đó, điện tích dẫn tăng dần lên của tiết diện phiến bán dẫn, điện áp khóa giảm dần. Đối với các thyristor, thông thường thời gian đóng điện ở khoảng 3 – 10us.

READ:  Backlog Là Gì ? Đặc Điểm Cơ Bản Của Một Product Backlog Backlog Là Gì

Khi dòng dẫn tăng quá nhanh, chỉ có một phần tiết diện chung quanh mạch cổng G dẫn diện và dẫn đến quá tải. Có thể làm tăng nhiệt độ lên đến giá trị làm hỏng linh kiện.

5.2 Ngắt thyristor

Ở giai đoạn đầu việc ngắt thyristor diễn ra tương tự như khi ngắt diode.

*

Biểu đồ khi ngắt thyristor

Sau khi phục hồi điện trở nghịch, quá trình ngắt vẫn chưa chấm dứt, cần có thêm thời gian để khôi phục khả năng khóa. Vì vậy ta định nghĩa thêm tq là thời gian ngắt tối thiểu cần thiết mà SCR cần duy trì áp ngược để khôi phục khả năng khóa.

Thời gian ngắt tối thiểu bắt đầu từ khi dòng điện thuận trở về 0 cho đến khi điện áp khóa tác dụng trở lại mà không làm SCR đóng lại (IG = 0). Nếu ta tác dụng điện áp khóa lên sớm hơn khoảng thời gian tq, SCR có thể đóng ngoài ý muốn dù chưa có xung kích đưa vào cực cổng.

Thời gian ngắt phụ thuộc vào các điều kiện ngắt như nhiệt độ chất bán dẫn, dòng bị ngắt, tốc độ giảm dòng và điện áp nghịch. Các thyristor thường có tq trong khoảng từ vài us đến hàng trăm us.

6. Khả năng chịu tải của SCR

Khả năng chịu áp và dòng, khả năng quá tải được xem xét tương tự như diode. Điện thế nghịch cực đại lặp lại URRM và điện thế khóa UDRM thường bằng nhau và cho biết các giá trị điện áp lớn nhất tức thời cho phép xuất hiện trên thyristor. Bởi vì điện thế cực đại không lặp lại của thyristor thường không được biết.

Xem thêm: “Xem Ngay” Áo Bra Là Gì ? Giúp Người Mặc Bra Có Tư Thế Đúng “Tất Tần Tật” Những Điều Cần Biết Về Bra

Khả năng chịu áp của thyristor đạt đến hàng chục kV, thông thường ở mức 5 – 7 kV. Dòng điện trung bình đạt đến khoảng 5000A. Độ sụt áp khi dẫn điện nằm trong khoảng 1,5 – 3V. Phần lớn các thyristor được làm mát bằng không khí.

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: tin tổng hợp

Bài viết hay nhất