Luận văn tốt nghiệp Mô hình mạch Thyristor

Thyristor còn gọi là SCR là loại linh kiện 4 lớp P-N đặt xen kẽ nhau. Để tiện việc phân tích các lớp bán dẫn này người ta đặt là P1, N1, P2, N2 giữa các lớp bán dẫn hình thành các chuyển tiếp lần lượt từ trên xuống dưới là J1, J2, J3.Có thể mô phỏng một thyristor bằng hai transistor Q1, Q2 như hình H.I.Id. transistor Q1 ghép kiểu PNP, còn Q2 kiểu NPN.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn tốt nghiệp "Mô hình mạch Thyristor" Luận văn tốt nghiệpMÔ HÌNH MẠCH THYRISTORLuËn V¨n Tèt NghiÖp Nguyenvanbientbd47@gmail.com PHAÀN B NOÄI DUNG Chöông 1 GIÔÙI THIEÄU SÔ LÖÔÏC VEÀ THYRISTOR I - Caáu taïo – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa Thyristor 1 - Caáu taïo Thyristor coøn goïi laø SCR (Sillcon – Controlled – Rectifier) laø loaïi linh kieän 4 lôùp P –N ñaët xen keõ nhau. Ñeå tieän vieäc phaân tích caùc lôùp baùn daãn naøy ngöôøi ta ñaët laø P1, N1,P2, N2, giöõa caùc lôùp baùn daãn hình thaønh caùc chuyeån tieáp laàn löôït töø treân xuoáng döôùi laøJ1, J2, J3. Sô ñoà caáu truùc, kyù hieäu, sô ñoà töông ñöông vaø caáu taïo cuûa thyristor ñöôïc trìnhbaøy H1 H.I.1a. H.I.1b H.I.1c H.I.1d A : Anoát K : catoát G : Cöïc ñieàu khieån J1, J3 : Maët tieáp giaùp phaùt ñieän tích J2 : Maët tieáp giaùp trung gian H.I.1a : Sô ñoà kyù hieäu cuûa SCR H.I.1b : Sô ñoà caáu truùc boán lôùp cuûa SCR H.I.1c : Sô ñoà moâ taû caáu taïo cuûa SCR H.I.1d : Sô ñoà töông ñöông cuûa SCR 2. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa thyristor: Coù theå moâ phoûng moät Thyristor baèng hai transistor Q1, Q2 nhö H.I.1d.Transistor Q1 gheùp kieåu PNP, coøn Q2 kieåu NPN. Goïi α1, α2 laø heä soá truyeàn ñieän tích cuûa Q1vaø Q2. Khi ñaët ñieän aùp U leân hai ñaàuA &K cuûa Thyristor, caùc maët tieáp giaùp J1 & J3 chuyeån dòch thuaän, coøn maët tieáp giaùp J2chuyeån dòch ngöôïc ( J2 maët tieáp giaùp chung cuûa Q1 & Q2 ). Do ñoù doøng chaûy qua J2 laøIJ2 IJ2 = α1 Ie1 + α2Ie2 + Io. I0 : Laø doøng ñieän roø qua J2 Trang 1LuËn V¨n Tèt NghiÖp Nguyenvanbientbd47@gmail.com Nhöng vì Q1 & Q2 gheùp thaønh moät toång theå ta coù: Ie1 = Ie2 = IJ2 = I. Do ñoù IJ2 = I = α1 I + α2 I + Io Suy ra => I = Io / [1-( α1 + α2 )] (1) Do J2 chuyeån dòch ngöôïc neân haïn cheá doøng chaûy qua noù, daãn ñeán α1, α2 cuøngñieàu coù giaù trò nhoû, I ≈ Io, caû hai transistor ôû traïng thaùi ngaét. Töø bieåu thöùc (1) ta thaáy raèng doøng ñieän chaûy qua Thyristor phuï thuoäc vaøo heä soátruyeàn ñieän tích α1 & α2. Moái quan heä giöõa α vaø doøng emiter ñöôïc trình baøy ôû H.I.2.Nhö vaäy khi α1 + α2 taêng daàn ñeán 1 thì I taêng raát nhanh. Theo sô ñoà töông ñöôngcuûa SCR H.I.1d ta coù theå giaûi thích nhö sau: - Doøng IC1 chaûy vaøo cöïc B cuûa Q2 laøm cho Q2 α daãn vaø IC2 taêng, töùc IB1 cuõng taêng (IC2 = IB1) khieán Q1 daãn maïnh -> IC1 taêng vaø cöù tieáp dieãn nhö theá. Hieän 1 töôïng naøy goïi laø hoài tieáp döông veà doøng, taïo ñieàu kieän Ie laøm taêng tröôûng nhanh doøng ñieän chaûy qua Thyristor. 0 - Doøng Ie1 taêng laøm cho α1 taêng (H.I.2), H.I.2 coøn taêng Ie2 laøm cho α2 taêng. Cuoái cuøng thöcï hieän ñöôïc ñieàu kieän (α1 + α2) -> 1, caû hai transistor chuyeån sang traïng thaùi môû, luùc naøy noäi trôû giöõa A vaø K cuûa SCR raát nhoû. Vaäy muoán laøm cho Q1, Q2 töø traïng thaùi ngaét chuyeån sang traïng thaùi baõo hoaø(hay muoán môû Thyristor) chæ caàn laøm taêng IB2. Ñeå laøm ñöôïc vieäc naøy ngöôøi ta thöôøngcho moät doøng ñieàu khieån Iñk chaûy vaøo cöïc coång cuûa Thyristor, ñuùng theo chieàu IB2 treânH.I.1d. Trang 2LuËn V¨n Tèt NghiÖp Nguyenvanbientbd47@gmail.com II. Ñaëc tuyeán Volt - Ampere cuûa Thyristor: H.I.3 H.I.3 Ñaëc tuyeán Volt - Ampere cuûa Thyristor Ith max : Giaù trò cöïc ñaïi doøng thuaän Uth : Ñieän aùp thuaän Ung : Ñieän aùp ngöôïc Udt : Ñieän aùp ñaùnh thuûng Ing : Doøng ngöôïc. Io : Doøng roø qua Thyristor Idt : Doøng duy trì. ∆u: Ñieän aùp rôi treân Thyristor Ñeå giaûi thích ñöôïc yù nghóa vaät lyù cuûa ñöôøng ñaëc tuyeán Volt - Ampere Thyristor,ngöôøi ta chia ra laøm boán ñoaïn ñaùnh soá la maõ nhö H.I. 3b - Ñoaïn ( I) öùng vôùi traïng thaùi ngaét cuûa Thyristor. Trong ñoaïn naøy (α1 + α2 ) <1, coù doøng roø qua Thyristor I ≈ Io, vieäc taêng giaù trò U ít coù aûnh höôûng ñeán giaù trò doøngI. Khi U taêng ñeán giaù trò Uch (ñieän aùp chuyeån maïch) thì baét daàu quaù trình taêng tröôûngnhanh choùng cuûa doøng ñi ...