Τι είναι το Thyristor;

Το θυρίστορ είναι ένα εξάρτημα στερεάς κατάστασης που χρησιμοποιείται για την εναλλαγή και τον έλεγχο της ροής του ηλεκτρικού ρεύματος. Γνωστό και ως ανορθωτής ελεγχόμενου πυριτίου (SCR), το θυρίστορ είναι ένα ισχυρό ηλεκτρονικό εξάρτημα που χρησιμοποιείται σε εφαρμογές ροής υψηλού ρεύματος. Αποτελούνται από τέσσερα στρώματα εναλλασσόμενων υλικών ημιαγωγών τύπου n και p εξοπλισμένα με ακροδέκτες ανόδου, καθόδου και πύλης. Τα θυρίστορ αρχίζουν να αγώγουν όταν λάβουν μια προκαθορισμένη τάση στον ακροδέκτη της πύλης τους και, υπό την επιφύλαξη πολλών μεταβλητών, θα συνεχίσουν να αγώγουν ακόμη και αν αφαιρεθεί η τάση πύλης. Αυτές οι μεταβλητές λειτουργίας και ένα ευρύ φάσμα ονομαστικής ισχύος καθιστούν τα θυρίστορ εξαιρετικά χρήσιμους ελεγκτές ρεύματος.

Αν και τα θυρίστορ μπορούν να ταξινομηθούν ευρέως ως απλές συσκευές μεταγωγής ρεύματος, το εύρος των λειτουργικών μεταβλητών που διαθέτουν τα καθιστά πολύ χρήσιμα σε διάφορες εφαρμογές ελέγχου. Ουσιαστικά τα θυρίστορ είναι συσκευές μεταγωγής υψηλού ρεύματος που αποτελούνται από τέσσερα εναλλασσόμενα στρώματα p και n. Μια άνοδος βρίσκεται στο πρώτο στρώμα p, ένα τερματικό πύλης στο δεύτερο στρώμα p και μια κάθοδος στο τελευταίο στρώμα n. Όταν είναι σε αδράνεια, δεν υπάρχει μεταφορά ρεύματος κατά μήκος της διαδρομής ανόδου/καθόδου. Το εξάρτημα απαιτεί μια τάση της καθορισμένης τιμής που εφαρμόζεται στο στρώμα πύλης για να το ενεργοποιήσει και να προκαλέσει την παροχή ρεύματος.

Το γεγονός ότι το εξάρτημα δεν θα ενεργοποιηθεί εάν η τάση πύλης υπολείπεται της ονομαστικής τιμής κατωφλίου της είναι μία από τις χρήσιμες μεταβλητές που διαθέτει ένα θυρίστορ. Αυτό επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο των συνθηκών μεταγωγής του εξαρτήματος. Μόλις ενεργοποιηθεί το θυρίστορ, θα παραμείνει ενεργό ακόμα κι αν αφαιρεθεί η τάση πύλης και το ρεύμα που περνά δεν πέσει κάτω από την τιμή συγκράτησης του εξαρτήματος. Αυτή η γνωστή τάση συγκράτησης είναι ένα άλλο εύχρηστο χαρακτηριστικό των θυρίστορ. Εάν η τιμή της τάσης της ανόδου είναι κάτω από το επίπεδο συγκράτησης, το θυρίστορ δεν θα ενεργοποιηθεί ακόμη και αν λάβει παλμό πύλης.

Τα Thyristors μπορούν να χειριστούν άνετα τις εξαιρετικά υψηλές τιμές τάσης και ρεύματος. Χρησιμοποιούνται συνήθως σε ελεγκτές μηδενικού εναλλασσόμενου ρεύματος (AC), τροφοδοτικά, ελεγκτές με λειτουργία φάσης και εγκαταστάσεις μετάδοσης ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτή η τελευταία εφαρμογή διαθέτει τεράστιες τράπεζες θυρίστορ διατεταγμένες σε διαμορφώσεις γέφυρας Graetz, οι οποίες είναι ικανές να αλλάζουν αξιόπιστα τιμές ισχύος πολλών μεγαβάτ (1,000,000 watt). Στο άλλο άκρο της κλίμακας, τα μικρά τροφοδοτικά AC/DC μπορεί να χρησιμοποιούν θυρίστορ ονομαστικής ισχύος 20 Watt ή λιγότερο. Αυτή η ευελιξία και το εύρος τιμών ισχύος λειτουργίας καθιστούν το θυρίστορ έναν από τους πιο χρήσιμους ελεγκτές ροής ρεύματος στο οπλοστάσιο του σχεδιαστή κυκλώματος.