تریستور چیست؟
تریستور چیست؟ تریستور قطعه‌ای نیمه رسانا است و مورد استفاده در مدارهای الکترونیک قدرت و الکترونیک صنعتی می‌باشد. تریستور، یکسوساز کنترل شده یا سیلیکون یا CSR نیز نامیده می‌شود.
کارایی تریستور
برای روشن شدن قطعه پسیو، باید به پایه گیت آن یک سیگنال اعمال کند. در واقع با اعمال سیگنال گیت یک دیود یکسو داریم و این هم راستا با کلمه یکسوساز در SCR می‌باشد. نماد مداری تریستور یک دیود قابل کنترل می‌باشد.
تريستور كه يك قطعه نيمه‌هادي چهارلايه است و سه پيوند PN دارد. برخلاف ديود پيوندي كه قطعه‌اي نيمه رسانا دو لايه و يا ترانزيستور دو قطبي سه لايه مي‌باشد. تريستور همانند ديود تك جهته مي‌باشد و جريان را فقط در يك جهت هدايت مي‌كند.
اما برخلاف ديود، تريستور با توجه به چگونگي سيگنال اعمالي به گيتش به عنوان يك كليد مدار بار عمل مي‌كند.
در واقع تریستور ها مي‌توانند در حالت كليدزني عمل كنند و به عنوان تقويت كنندگي به كاربرده نمي‌شوند.
يكسوساز كنترل شده با سيليكون يا SCR در كنار ترياك (TRIAC)، دياك ( DIAC) و ترانزيستور تك پيوندي (UJT) از قطعاتي نيمه رساناي قدرت هستند كه مي‌توانند مانند كليدهاي AC حالت جامد بسيار سريع، براي كنترل ولتاژها و جريان‌هاي AC بزرگ انجام شوند.
پایه های تشکیل دهنده تریستور
تریستور سه پايه و با پايه‌هاي آند (ANODE)، كاتد (CATHODE) و گيت (GATE) تشكيل شده است. داراي سه پيوند PN مي‌باشد و مي‌تواند با سرعت بالا روشن و خاموش شود.
همچنین توانايي تحويل مقدار مشخصي از توان براي متغيیرهاي زماني در نيم تناوب‌ها را دارد.
درک بهتر عملکرد تریستور
براي درك بهتر عملكرد تريستور به شكل زير توجه كنيد:
در شكل بالا مدار دو ترانزيستور نشان داده مي‌شود كه جريان كلكتور ترانزيستور NPN يا TR2 مستقيما بيس ترانزيستور NPN يا TR1 را تغذيه مي‌كند. از آن‌جايي كه دو ترانزيستور در يك حلقه فيدبك احياگر متصل شده‌اند بسيار سريع يك‌ديگر را به حالت هدايت اشباع مي‌برند.
مقاومت مستقيم تريستور هنگام هدايت به مقادير پايين‌تري از يك اهم مي‌رسد و ولتاژ و توان اتلافي نيز كم‌تر مي‌شود. هنگامي كه فرمان هدايت داده مي‌شود، جريان گذرنده از آند به كاتد با مقاومت مدار خارجي محدود مي‌شود.
در شكل زير يك تريستور نشان داده مي‌شود:
مزایا
- قدرت بالا در کنترل جریان: تریستورها توانایی کنترل بزرگی از جریان را دارند و به خوبی در کاربردهایی که نیاز به جریان بالا دارند، مانند اینورترها و کنترل دستگاه‌های الکتریکی صنعتی کارآمد هستند.
- سادگی در ساختار: تریستورها دارای ساختار ساده‌ای هستند و این امر باعث ایجاد قیمت مناسبی برای آنها می‌شود.
- دقت در کنترل الکتریکی: تریستورها دقت بالایی در کنترل الکتریکی دارند و امکان تنظیم دقیق جریان و ولتاژ را فراهم می‌کنند.
- عملکرد پایدار: تریستورها به عنوان دستگاه‌های نیمه‌هادی در مقایسه با کمیت‌های مکانیکی، عملکرد پایدارتری دارند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند.
معایب
- فشار ولتاژ متغیر: تریستورها برای عملکرد به حداقل ولتاژ مشخصی نیاز دارند و در صورت عبور ولتاژ کمتر از این مقدار، قادر به کنترل جریان نخواهند بود.
- نیاز به کنترل پالسی: تریستورها برای تغییر وضعیت خود (روشن یا خاموش) نیاز به کنترل پالسی (مثل یک ایمپالس ورودی) دارند و این امر ممکن است پیچیدگی در کنترل آنها را افزایش دهد.
- تراکم گرما: تریستورها در طول عملکرد خود گرم می‌شوند و نیاز به سیستم‌های خنک‌کننده دارند تا دما به حد مطلوبی کنترل شود.
- سرعت محدود: تریستورها در مقایسه با ترانزیستورها به سرعت کنترل پایین‌تری دارند و برای برخی کاربردها ممکن است مناسب نباشند.
می‌توان گفت که تریستورها به عنوان دستگاه‌های الکترونیکی نیمه‌هادی، نقش مهمی در مجموعه‌ای از کاربردهای الکترونیکی و صنعتی ایفا می‌کنند. آنها دارای مزایا و معایب خاصی هستند که به نیازها و شرایط خاص هر کاربرد و سیستم وابسته است. مزایا از دقت در کنترل الکتریکی، قدرت بالا در کنترل جریان، و عملکرد پایدار تا سادگی در ساختار و قیمت مناسب می‌شوند. معایب شامل نیاز به فشار ولتاژ مشخص، کنترل پالسی، تراکم گرما و سرعت محدود هستند.
تریستورها برای کاربردهایی مانند کنترل دستگاه‌های الکتریکی، انتقال توان الکتریکی، و کاربردهایی که نیاز به کنترل جریان بالا دارند، بسیار مفید هستند. انتخاب و استفاده صحیح از تریستورها نیاز به شناخت دقیق نیازها و مشکلات هر کاربرد دارد و با توجه به مزایا و معایب آنها، می‌تواند به بهبود کارایی و کارایی سیستم‌های الکترونیکی و صنعتی کمک کند.
