Thyristor Perangkat Semikonduktor Solid-State empat lapis dengan material tipe P serta N. Setiap kali gerbang mendapatkan arus pemicu, akan mulai bekerja hingga tegangan diperangkat thyristor berada di bawah bias maju.
Sebagai Saklar Bistable. Untuk mengontrol jumlah arus yg besar dari dua sadapan tersebut, harus merancang tiga thyristor timbal dengan menggabung kan sejumlah kecil arus ke arus itu.
Menghidupkan serta Mematikan kemampuan Thyristor
Diklasifikasikan ke dalam jenis berikut:
➤ Unidirectional Thyristors with Turn-On Capability➥ Phase-Controlled Thyristors (SCR)
➥ Amplifying Gate Thyristors (SCR)
➥ Fast Switching Thyristors (SCR)
➥ Asymmetric Silicon Controlled Rectifier (ASCR)
➥ Light Activated Silicon-Controlled Rectifiers (LASCR)
➥ FET–Controlled Thyristors (FET-CTH)
➥ Reverse Conducting Thyristors (RCT)
➥ Solid State Relay (SSR)
➤ Unidirectional Thyristors with Turn Off Capability
➥ Gate Turn-Off Thyristors (GTO)
➥ MOS Turn-Off Thyristors (MTO)
➥ Emitter Turn-Off Thyristors (ETO)
➥ Integrated Gate-Commutated Thyristors (IGCT)
➥ MOS–Controlled Thyristors (MCT)
➥ Static Induction Thyristors (SITH)
➤ Bidirectional Control Thyristors
➥ Bidirectional Triode Thyristors (TRIAC)
➥ DIode Alternating Current (DIAC)
➥ Bidirectional Phase-Controlled Thyristors (BCT)
➥ Unijunction transistor (UJT)
➥ Gate Assisted Turn-Off Thyristor (GATT)
➥ Light Triggered Thyristor (LTT)
➥ SIlicon Diode Alternating Current (SIDAC)
➥ Breakover Diode (BOD)
➥ Base Resistance Controlled Thyristor (BRT)
➥ Light Activated Semiconducting Switch (LASS)
Phase-Controlled Thyristors (PCT / SCR)
PCT beroperasi pada garis Frekuensi. Komunikasi alami dipakai untuk mematikan. Ketika gerbang dipicu yg diterapkan ke gerbang-katoda, thyristor mulai konduksi ke arah depan serta cepat kait ke konduksi penuh dengan drop tegangan rendah ke depan.
Ketika arus anoda ke nol, thyristor berhenti melaksanakan dalam beberapa puluh mikrodetik serta memblokir tegangan balik. Waktu turn-off tq yakni dari urutan 50 hingga 100µs.
PCT untuk aplikasi switching berkecepatan rendah serta dikenal sebagai Thyristor Konvertor.
Output yg dipersenjatai dari TA diterapkan sebagai sinyal gerbang ke thyristor TM utama. Gerbang penguat memungkinkan karakteristik dinamis tinggi dengan tipikal dv / dt 1000 V / µs serta di / dt 500 A / µs. Ini mengurangi nilai di / dt membatasi induktor serta dv / dt kapasitor.
Tegangan VT on-state bervariasi sekitar 1.15V - 2.5V tergantung arus. Tersedia hingga 5-6 kV serta arus maksimum 4-6 kV. Karena biaya rendah, efisiensi tinggi, kekasaran, serta kemampuan tegangan serta arus yg tinggi.
Thyristor secara ekstensif dipakai dalam konverter bergantian komutator. untuk transmisi tegangan tinggi DC (HVDC) serta Drive DC Tegangan Tinggi.
Thyristor secara ekstensif dipakai dalam konverter bergantian komutator. untuk transmisi tegangan tinggi DC (HVDC) serta Drive DC Tegangan Tinggi.
Fitur
Umpan balik positif - perangkat Latching
Perangkat pembawa minoritas
Injeksi ganda mengarah ke resistansi yg sangat rendah, sehingga
Tegangan maju yg rendah turun pada perangkat tegangan sangat tinggi
Tidak bisa aktif dimatikan oleh kontrol gerbang
Sakelar dua-kuadran dua arah tegangan
Perangkat 5kV- 6kV, 1kA - 2 kA
Aplikasi
Line Commutated Converters
DC Motors Drives
AC/DC Static Switches
SVC – Static Var Compensator
Amplifying Gate Thyristors (SCR)
Pada Frekuensi tinggi, Operasi Thyristor memerlukan pertimbangan kemampuan Waktu Turn-Off, di/dt serta dv/dt. Frekuensi operasi serta jenis sirkuit menentu kan Waktu Turn-Off serta dv / dt yg diperlukan.
Parameter ditetapkan oleh doping emas yg sesuai untuk mengendalikan umur pembawa minoritas serta memakai teknik "Korsleting Pemendek" untuk mengolah alfa perangkat yg rendah.
Pada Arus serta Tegangan yg tinggi, kemampuan Thyristor untuk menahan Wave-Front curam, Pulsa arus tinggi (Kemampuan di/dt) sering terbukti menso faktor pembatas utama dalam aplikasinya.
Karakteristik ditentukan oleh suhu sambungan seketika. Bahwa pemanasan lokal diminimalkan. Masalah diperparah oleh peningkatan disipasi yg dihasilkan dari masa hidup lebih rendah, yg diharapkan untuk mencapai waktu turn-off yg singkat.
Fast Switching Thyristors (SCR)
Waktu Turn-Off dari Thyristor, dalam kisaran 5 hingga 50 µs. Matikan waktu tergantung pada rentang tegangan. Ini dipakai dalam aplikasi switching berberkecepatan tinggi dengan pergantian paksa.
Misalnya
DC choppers, inverter bermutasi paksa serta Inverter Resonansi. Thyristor ini dikenal sebagai Thyristor Inverter. Penurunan maju ke depan bervariasi kira-kira sebagai fungsi invers dari waktu Turn-Off.
Thyristor ini mempunyai dv/dt tinggi biasanya 1000 V / µs serta di / dt dari 1000 A / µs. Cepat Turn-Off serta tinggi di/dt mengurangi ukuran serta berat komponen sirkuit Reaktif. Tegangan On-State dari 1800-V, 2200-A thyristor biasanya 1,7 V.
Aplikasi DC–DC Converters for Small Power Drives
Converters for Resistive Welding
Forced Commutated inverters
Induction Heating
Asymmetric Silicon Controlled Rectifier (ASCR)
ASCR yakni versi modifikasi dari Thyristor. Cepat beralih Thyristor dengan kemampuan pemblokiran terbalik sangat terbatas, biasanya 10 V. Pansertagan penampang serta karakteristik vi dari ASCR.
Kapasitas pemblokiran terbalik berkurang dalam ASCR dengan menciptakan lapisan tengah ‗n 'lebih tipis daripada SCR. Lapisan tengah ‗n ‘terdiri dari wilayah resistivitas rendah (n +) serta wilayah resistivitas tinggi (n-) ibarat yg ditunjukkan dalam struktur.
Matikan waktu ASCR jauh lebih pendek daripada SCR, biasanya 3 hingga 5 µs. Karena peralihan cepat; ASCR cocok dalam inverter serta kesannya disebut pun sebagai Inverter Thyristor.
Selama pemulihan balik sementara pemikiran arus balik menimbulkan lubang untuk disuntikkan melintasi persimpangan J2 dari tempat p2 ke tempat n1. Lubang ini harus menghilang, terutama oleh rekombinasi, sebelum persimpangan J2, yg merupakan persimpangan yg bertanggung jawab untuk memblokir tegangan ke depan, memulihkan kemampuan nya.
Aplikasi
Frequency converters Induction heating
Resistive welding, electrical heating
DC motors control
Forced commutated inverters
Asynchronous drives
Battery Charging equipment
Light Activated Silicon Controlled Rectifiers (LASCR)
Sebagai Thyristors Trigger Cahaya (LTT). Dalam LASCR, partikel cahaya (foton) dibentuk untuk menyerang persimpangan bias terbalik, yg menimbulkan peningkatan jumlah pasangan elektron-lubang yg memicu thyristor. Untuk thyristor yg dipicu cahaya, slot dibentuk di lapisan-P bab dalam. Jika intensitas cahaya lebih besar dari nilai kritis tertentu, thyristor akan menyala.
Terminal gerbang pun disediakan secara eksternal. Untuk aplikasi praktis, penghambat dihubungkan antara gerbang serta katoda untuk mengurangi sensitivitas gerbang. Ini meningkatkan kemampuan dv/dt.
LASCR menunjukkan isolasi listrik lengkap antara sumber pemicu cahaya serta perangkat switching dari konverter daya, yg mengapung pada potensi setinggi beberapa ratus kilovolt. Karena kemampuan isolasi listrik, LASCR dipakai dalam aplikasi tegangan tinggi serta arus tinggi.
Contoh
Transmisi HVDC serta daya reaktif statis atau kompensasi VAR. Peringkat tegangan dari LASCR bisa setinggi 4 kV pada 1500A dengan kekuatan pemicu cahaya kurang dari 100 mW. Karena energi turn-on yg rendah ini, beberapa gerbang penguatan bergradasi secara lateral diintegrasikan untuk mencapai kenaikan arus awal Sederhana terbatas pada 300A/μs. Yang khas di/dt yakni 250 A/µs serta dv/dt bisa setinggi 2000 V/µs.
Contoh
Transmisi HVDC serta daya reaktif statis atau kompensasi VAR. Peringkat tegangan dari LASCR bisa setinggi 4 kV pada 1500A dengan kekuatan pemicu cahaya kurang dari 100 mW. Karena energi turn-on yg rendah ini, beberapa gerbang penguatan bergradasi secara lateral diintegrasikan untuk mencapai kenaikan arus awal Sederhana terbatas pada 300A/μs. Yang khas di/dt yakni 250 A/µs serta dv/dt bisa setinggi 2000 V/µs.
Aplikasi
HVDC Transmission Equipment
Reactive Power Compensators
High Voltage Drives
High Power Pulse Generators
FET–Controlled Thyristors (FET-CTH)
Perangkat FET-CTH berisi inbuilt peningkatan N-Channel MOSFET di seluruh Thyristor. Diaktifkan dengan menerapkan tegangan yg cukup, biasanya 3 V, di seberang gerbang katoda.
Memicu arus Thyristor utama dihasilkan secara Internal. Karena keperluan drive perangkat tegangan yg dikendalikan dari SCR.
Thyristor ini tidak sanggup dimatikan oleh kontrol gerbang. Memiliki berkecepatan switching yg tinggi, tinggi di/dt, serta dV/dt tinggi.
Thyristor ini tidak sanggup dimatikan oleh kontrol gerbang. Memiliki berkecepatan switching yg tinggi, tinggi di/dt, serta dV/dt tinggi.
Reverse Conducting Thyristors (RCT)
Thyristor Daya Tinggi yg normal, RCT tidak sanggup melaksanakan pemblokiran terbalik alasannya dioda balik. Jika menggunakan Freewheel atau Reverse Diode maka akan lebih menguntungkan untuk jenis perangkat ini. Karena Dioda serta SCR tidak pernah melaksanakan secara bersamaan tidak menghasilkan panas.
Aplikasi
RCT melaksanakan aplikasi thyristor di inverter frekuensi serta penukar, dipakai di pengendali AC dengan mengguna kan Sirkuit Snubbers.
Melindungi elemen semikonduktor dari lebih dari tegangan yakni dengan meyesuaikan kapasitor serta resistor secara paralel ke Switch secara individual.
Komponennya selalu terlindung
dari Over Voltage
dari Over Voltage
Keuntungan
Kekompakan konverter diperoleh alasannya inbuilt diode.
Efek induktansi loop yg tidak diinginkan dihilangkan.
Transien tegangan balik yg tidak diinginkan akan berkurang
yg menghasilkan pergantian yg makin bagus.
Aplikasi
DC Drives for Traction Applications
High Power Choppers and Inverters
➤ Solid State Relay (SSR)
Gate Turn-Off Thyristors (GTO)
Jenis khusus perangkat semikonduktor daya tinggi yakni GTO (Gerbang Turn-Off Thyristor). Terminal gerbang mengontrol saklar untuk AKTIF serta NONAKTIF.
Jika tegangan Pulsa Positif diterapkan antara katoda serta terminal Gerbang, maka perangkat akan AKTIF. Katoda serta terminal gerbang sebagai persimpangan PN serta ada tegangan kecil relatif antara terminal. Ini tidak sanggup mendapatkan amanah sebagai SCR. Untuk meningkatkan keandalan, harus mempertahankan sedikit arus gerbang positif.
Jika tegangan Pulsa Negatif diterapkan antara gerbang serta terminal Katoda, perangkat akan NONAKTIF. Menginduksi tegangan gerbang katoda beberapa arus maju, yg pada gilirannya menimbulkan arus maju sanggup jatuh serta secara otomatis GTO akan bertransisi ke kondisi pemblokiran.
Aplikasi Drive motor berkecepatan variabel
Inverter serta traksi daya tinggi
Aplikasi GTO pada
Drive Kecepatan Variabel
Drive Kecepatan Variabel
Emitter Turn-Off Thyristors (ETO)
Dua alasan utama untuk pencetus berkecepatan yg sanggup diadaptasi yakni percakapan serta kontrol energi proses. Dan mengatakan operasi yg lebih mulus. Frekuensi tinggi melaksanakan pembalikan GTO dalam aplikasi ini.
Jenis Thyristor akan ON serta OFF dengan memakai MOSFET. Memanfaat kan kegunaan MOSFET serta GTO. Terdiri dari dua gerbang, satu gerbang untuk MENGAKTIFKAN serta gerbang lain dengan seri MOSFET untuk MENGAKTIFKAN.
Jika gerbang 2 diterapkan dengan beberapa tegangan positif serta akan MENGAKTIFKAN MOSFET yg dihubungkan secara seri dengan terminal katoda thyristor PNPN. MOSFET yg terhubung ke terminal gerbang thyristor akan mati dikala kita menerapkan tegangan positif ke gerbang 1.
Kelemahan MOSFET menghubungkan secara seri dengan terminal gerbang bahwa penurunan tegangan total meningkat dari 0.3V ke 0.5V serta kerugian yg terkait dengannya.
Aplikasi
Perangkat ETO dipakai untuk pembatas arus gangguan serta pemutus sirkuit Solid-State alasannya interupsi kemampuannya yg tinggi, Kecepatan Switching yg cepat, struktur yg kompak serta kehilangan konduksi yg rendah.
Karakteristik Operasi ETO
di Circuit Breaker Solid State
di Circuit Breaker Solid State
Jika ketimbang dengan switchgear elektromekanik pemutus sirkuit solid-state sanggup mengatakan kegunaan dalam seumur hidup, fungsionalitas serta berkecepatan. Selama waktu mematikan sementara kita sanggup mengamati karakteristik operasi dari saklar daya semikonduktor ETO.
MOS Turn-Off Thyristors (MTO)
Emitter Turn Off Thyristor (ETO) yakni sejenis thyristor yg memakai MOSFET untuk dihidupkan serta dimatikan. Ini menggabungkan kegunaan dari kedua GTO serta MOSFET. Ia mempunyai dua gerbang - satu gerbang normal untuk menyala serta satu lagi dengan seri MOSFET untuk dimatikan.
ETO DIAKTIFKAN dengan menerapkan tegangan positif ke gerbang, gerbang 1 serta gerbang 2. Ketika tegangan positif diterapkan ke gerbang 2, ternyata pada MOSFET yg dihubungkan secara seri dengan terminal katoda struktur thyristor PNPN. Tegangan positif yg diterapkan ke gerbang 1 mematikan MOSFET yg terhubung ke terminal gerbang Thyristor.
TURN-OFF
Ketika sinyal tegangan negatif turn-off diterapkan ke MOSFET terhubung ke katoda, itu mematikan serta mentransfer semua arus dari katoda (N-emitor dari transistor NPN di thyristor) ke gerbang basis melalui MOSFET terhubung ke gerbang dari thyristor. Ini menghentikan proses pelekatan regeneratif serta menghasilkan perputaran yg cepat.
Kedua MOSFET terhubung ke katoda serta MOSFET terhubung ke gerbang Thyristor tidak mengalami tegangan tegangan tinggi terlepas dari besarnya tegangan pada ETO, alasannya struktur Internal Thyristor mengandung sambungan P-N.
Kelemahan menghubungkan MOSFET secara seri yakni harus membawa arus thyristor utama serta meningkatkan penurunan tegangan total sekitar 0,3 hingga 0,5V serta kerugiannya.
Kelemahan menghubungkan MOSFET secara seri yakni harus membawa arus thyristor utama serta meningkatkan penurunan tegangan total sekitar 0,3 hingga 0,5V serta kerugiannya.
Mirip dengan GTO, ETO mempunyai ekor Turn-Off yg panjang. Akhir Turn-Off serta Turn-On berikutnya harus menunggu hingga muatan sisa pada sisi anode dihamburkan melalui proses Rekombinasi.
Perangkat semikonduktor daya, yg dipakai untuk beralih arus listrik dalam peralatan industri.
Thyristor Gerbang Turn-Off (GTO). Dikembangkan oleh Mitsubishi serta ABB. Seperti Thyristor GTO, IGCT yakni sakelar daya yg sepenuhnya sanggup dikontrol, yg berarti sanggup dinyalakan serta dimatikan oleh terminal kontrolnya (gerbang). Gerbang drive elektronik terintegrasi dengan perangkat Thyristor.
IGCT - Tipe khusus thyristor yg ibarat dengan Gerbang Turn-Off Thyristor (GTO). Dapat dihidupkan serta dimatikan oleh sinyal gerbang, mempunyai kerugian konduksi yg lebih rendah ketimbang dengan GTO, serta menahan tingkat kenaikan tegangan lebih tinggi (dv/dt), sehingga tidak ada snubber diharapkan disebagian Aplikasi.
Menangani 100 A pada 1.000 V dengan mematikan waktu di bawah 2 mdetik serta waktu pengaktifan 200 nsec. Memiliki tegangan penahan rendah. dikontrol Voltase.
MCT serupa dalam operasi Thyristor GTO, tetapi mempunyai gerbang terisolasi tegangan terkendali. Memiliki dua MOSFET tipe konduktivitas yg berlawanan di sirkuit.
Satu untuk Turn-On serta Turn-Off. Thyristor dengan hanya satu MOSFET di sirkuit, yg hanya sanggup dihidupkan (SCR normal), disebut Thyristor MOS-Gated.
Thyristor yg dikendalikan MOSFET Tegangan positif pada terminal gerbang sehubungan dengan katoda mengubah thyristor pada keadaan.
Tegangan Negatif terminal gerbang sehubungan dengan anoda, yg akrab dengan tegangan katoda selama keadaan nyala, mengubah thyristor menso mati.
Static Induction Thyristor (SIT, SITh), Thyristor struktur gerbang terkubur di mana elektroda gerbang ditempatkan di tempat N-Base. Elektroda gerbang harus bias Negatif untuk menahan Off-State.
Memiliki kebisingan rendah, distorsi rendah, kemampuan daya frekuensi audio yg tinggi. Waktu Turn-On serta Turn-Off sangat singkat, biasanya 0,25 mikrodetik.
Teknologi listrik berdenyut meliputi teknik pulsa berdaya tinggi cepat, dipakai dalam akselerator partikel, sumber plasma, laser gas berdenyut, sumber cahaya panjang gelombang pendek.
Perangkat Switching, yg dapat mengontrol tegangan tinggi serta arus tinggi, mengatakan dampak besar dalam performa generator listrik berdenyut. Untuk tegangan tinggi serta saklar arus tinggi, switch tipe discharge ibarat celah percikan atau hidrogen thyratrons telah biasanya digunakan.
Integrated Gate-Commutated Thyristors (IGCT)
Perangkat semikonduktor daya, yg dipakai untuk beralih arus listrik dalam peralatan industri.
IGCT - Tipe khusus thyristor yg ibarat dengan Gerbang Turn-Off Thyristor (GTO). Dapat dihidupkan serta dimatikan oleh sinyal gerbang, mempunyai kerugian konduksi yg lebih rendah ketimbang dengan GTO, serta menahan tingkat kenaikan tegangan lebih tinggi (dv/dt), sehingga tidak ada snubber diharapkan disebagian Aplikasi.
MOS–Controlled Thyristors (MCT)
Thyristor MOS-dikendalikan (MCT) menambahkan berkecepatan untuk beralih daya. Mirip dengan Thyogor Gerbang Turn-Off (GTO), kekuatan drive jauh lebih sedikit untuk mematikan MCT alasannya arus kecil mengalir ke gerbang.
MCT serupa dalam operasi Thyristor GTO, tetapi mempunyai gerbang terisolasi tegangan terkendali. Memiliki dua MOSFET tipe konduktivitas yg berlawanan di sirkuit.
Satu untuk Turn-On serta Turn-Off. Thyristor dengan hanya satu MOSFET di sirkuit, yg hanya sanggup dihidupkan (SCR normal), disebut Thyristor MOS-Gated.
Tegangan Negatif terminal gerbang sehubungan dengan anoda, yg akrab dengan tegangan katoda selama keadaan nyala, mengubah thyristor menso mati.
Static Induction Thyristors (SITH)
Static Induction Thyristor (SIT, SITh), Thyristor struktur gerbang terkubur di mana elektroda gerbang ditempatkan di tempat N-Base. Elektroda gerbang harus bias Negatif untuk menahan Off-State.
Teknologi listrik berdenyut meliputi teknik pulsa berdaya tinggi cepat, dipakai dalam akselerator partikel, sumber plasma, laser gas berdenyut, sumber cahaya panjang gelombang pendek.
Perangkat Switching, yg dapat mengontrol tegangan tinggi serta arus tinggi, mengatakan dampak besar dalam performa generator listrik berdenyut. Untuk tegangan tinggi serta saklar arus tinggi, switch tipe discharge ibarat celah percikan atau hidrogen thyratrons telah biasanya digunakan.
➤ Bidirectional Triode Thyristors (TRIAC)
➤ DIode Alternating Current (DIAC)
Bidirectional Phase Controlled Thyristors (BCT)
One Directional Thyristor
Sebagai Silicon Controller Rectifier (SCR), bekerjsama tidak lebih dari empat perangkat pengontrol arus sederhana yg memungkinkan arus yg lewat hanya pada satu arah. Ini mempunyai tiga persimpangan serta tiga terminal. Perangkat beroperasi kalau arus melewati gerbang thyristor yg terhubung ke material tipe-p yg terdekat dengan katoda.
Bi-Directional Thyristor
Sebagai TRIAC untuk arus bolak-balik yakni perangkat yg melaksanakan arus dua arah. Baik positif atau negatif sanggup mengaktifkan pemikiran serta aktif elektroda gerbangnya.
Setelah perangkat dipicu, kemudian berhenti melaksanakan kalau nilai turun dari nilai ambang yg dikenal sebagai Holding Current.
Setelah perangkat dipicu, kemudian berhenti melaksanakan kalau nilai turun dari nilai ambang yg dikenal sebagai Holding Current.
Gate Assisted Turn-Off Thyristor (GATT)
Light Triggered Thyristor (LTT)
SIlicon Diode Alternating Current (SIDAC)
Breakover Diode (BOD)
Base Resistance Controlled Thyristor (BRT)
Light Activated Semiconducting Switch (LASS)
Silicon Unilateral Switch (SUS)
[ Avionics Knowledge ] - [ The Computer Networking ]
