थाइरिस्टर मॉड्यूल, थाइरिस्टर के तीन इलेक्ट्रोडों को अलग करने के लिए एक मल्टीमीटर का उपयोग करता है
सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर, एससीआर 1950 के दशक में सामने आने के बाद से एक बड़े परिवार के रूप में विकसित हुआ है, और इसके मुख्य सदस्यों में यूनिडायरेक्शनल थाइरिस्टर, द्विदिशात्मक थाइरिस्टर, प्रकाश-नियंत्रित थाइरिस्टर, रिवर्स-कंडक्टिंग थाइरिस्टर, टर्न-ऑफ थाइरिस्टर, फास्ट थाइरिस्टर आदि शामिल हैं। इंतज़ार। आज हर कोई एक यूनिडायरेक्शनल थाइरिस्टर का उपयोग करता है, जिसे लोग अक्सर साधारण थाइरिस्टर कहते हैं। यह अर्धचालक सामग्रियों की चार परतों से बना है, जिसमें तीन पीएन जंक्शन और तीन बाहरी इलेक्ट्रोड हैं: पी-प्रकार अर्धचालक की पहली परत से निकाले गए इलेक्ट्रोड को एनोड ए कहा जाता है। पी-प्रकार अर्धचालक की तीसरी परत से निकाले गए इलेक्ट्रोड को एनोड ए कहा जाता है। नियंत्रण इलेक्ट्रोड जी कहा जाता है, और एन-प्रकार अर्धचालक की चौथी परत से खींचे गए इलेक्ट्रोड को कैथोड के कहा जाता है। इसे थाइरिस्टर के सर्किट प्रतीक से देखा जा सकता है कि यह डायोड की तरह एक यूनिडायरेक्शनल प्रवाहकीय उपकरण है, और कुंजी है इसमें एक अतिरिक्त नियंत्रण इलेक्ट्रोड जी है, जो इसे डायोड से पूरी तरह से अलग कार्यशील विशेषताएं बनाता है।
थाइरिस्टर के तीन इलेक्ट्रोडों को मल्टीमीटर से अलग किया जा सकता है
साधारण थाइरिस्टर के तीन इलेक्ट्रोड को मल्टीमीटर के R×100 गियर से मापा जा सकता है। जैसा कि हम सभी जानते हैं, थाइरिस्टर जी और के (चित्रा 2 (ए)) के बीच एक पीएन जंक्शन है, जो एक डायोड के बराबर है, जी सकारात्मक ध्रुव है, और के नकारात्मक ध्रुव है। अत: डायोड के परीक्षण की विधि के अनुसार तीन में से दो ध्रुव ज्ञात कीजिए। एक ध्रुव, इसके आगे और पीछे के प्रतिरोध को मापें, प्रतिरोध छोटा है, मल्टीमीटर का काला पेन नियंत्रण ध्रुव जी से जुड़ा है, लाल पेन कैथोड K से जुड़ा है, और शेष एक एनोड ए है। परीक्षण करने के लिए चाहे थाइरिस्टर अच्छा हो या ख़राब, आप अभी प्रदर्शित शिक्षण बोर्ड सर्किट का उपयोग कर सकते हैं (चित्र 3)। जब बिजली आपूर्ति एसबी जुड़ा होता है, तो बल्ब चमकता है तो अच्छा है, और अगर नहीं चमकता है तो बुरा है।
सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर के तीन ध्रुवों की पहचान कैसे करें
थाइरिस्टर के तीन ध्रुवों की पहचान करने की विधि बहुत सरल है। पीएन जंक्शन के सिद्धांत के अनुसार, तीन ध्रुवों के बीच प्रतिरोध मान को मापने के लिए बस एक मल्टीमीटर का उपयोग करें।
एनोड और कैथोड के बीच आगे और रिवर्स प्रतिरोध कुछ लाख ओम से अधिक है, और एनोड और नियंत्रण इलेक्ट्रोड के बीच आगे और रिवर्स प्रतिरोध कुछ सौ हजार ओम से अधिक है (उनके बीच दो पीएन जंक्शन हैं, और दिशा इसके विपरीत है, इसलिए एनोड और नियंत्रण ध्रुव की सकारात्मक और नकारात्मक दिशाएं जुड़ी नहीं हैं)।
नियंत्रण इलेक्ट्रोड और कैथोड के बीच एक पीएन जंक्शन होता है, इसलिए इसका आगे का प्रतिरोध कई ओम से सैकड़ों ओम की सीमा में होता है, और रिवर्स प्रतिरोध आगे के प्रतिरोध से बड़ा होता है। हालाँकि, नियंत्रण पोल डायोड की विशेषताएँ आदर्श नहीं हैं। विपरीत दिशा पूरी तरह से अवरुद्ध नहीं है, और अपेक्षाकृत बड़ी धारा प्रवाहित हो सकती है। इसलिए, कभी-कभी मापा नियंत्रण पोल रिवर्स प्रतिरोध अपेक्षाकृत छोटा होता है, जिसका मतलब यह नहीं है कि नियंत्रण पोल की विशेषताएं अच्छी नहीं हैं। . इसके अलावा, नियंत्रण पोल के आगे और रिवर्स प्रतिरोध को मापते समय, वोल्टेज बहुत अधिक होने पर नियंत्रण पोल के रिवर्स ब्रेकडाउन को रोकने के लिए मल्टीमीटर को आर * 10 या आर * 1 ब्लॉक में रखा जाना चाहिए।
यदि यह मापा जाता है कि घटक के कैथोड और एनोड शॉर्ट-सर्किट हो गए हैं, या एनोड और नियंत्रण पोल शॉर्ट-सर्किट हो गए हैं, या नियंत्रण पोल और कैथोड रिवर्स में शॉर्ट-सर्किट हो गए हैं, या नियंत्रण पोल और कैथोड ओपन-सर्किट हैं, इसका मतलब है कि घटक क्षतिग्रस्त है।
थाइरिस्टर सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर तत्व का संक्षिप्त रूप है, जो तीन पीएन जंक्शनों की चार-परत संरचना वाला एक उच्च शक्ति अर्धचालक उपकरण है। वास्तव में, थाइरिस्टर का कार्य न केवल सुधार करना है, इसका उपयोग सर्किट को जल्दी से चालू या बंद करने के लिए एक गैर-स्विच के रूप में भी किया जा सकता है, प्रत्यावर्ती धारा में प्रत्यक्ष धारा के व्युत्क्रम का एहसास करना, और एक आवृत्ति के प्रत्यावर्ती धारा को बदलना अन्य आवृत्ति एसी आदि में, एससीआर, अन्य अर्धचालक उपकरणों की तरह, छोटे आकार, उच्च दक्षता, अच्छी स्थिरता और विश्वसनीय संचालन के फायदे हैं। इसकी उपस्थिति ने अर्धचालक प्रौद्योगिकी को कमजोर बिजली के क्षेत्र से मजबूत बिजली के क्षेत्र में ला दिया है, और एक ऐसा घटक बन गया है जिसका उद्योग, कृषि, परिवहन, सैन्य वैज्ञानिक अनुसंधान, साथ ही वाणिज्यिक और नागरिक विद्युत उपकरणों में उत्सुकता से उपयोग किया जाता है।
थाइरिस्टर की संरचना और विशेषताएं
थाइरिस्टर में तीन इलेक्ट्रोड होते हैं - एनोड (ए), कैथोड (सी) और गेट (जी)। इसमें ओवरलैपिंग पी-टाइप कंडक्टर और एन-टाइप कंडक्टर से बनी चार-परत संरचना वाला एक डाई है, और कुल तीन पीएन जंक्शन हैं। इसकी संरचना आरेख और प्रतीक.
थाइरिस्टर केवल एक पीएन जंक्शन के साथ सिलिकॉन रेक्टिफायर डायोड से संरचना में बहुत भिन्न होते हैं। थाइरिस्टर की चार-परत संरचना और नियंत्रण ध्रुव के संदर्भ ने "छोटे के साथ बड़े को नियंत्रित करने" की उत्कृष्ट नियंत्रण विशेषताओं की नींव रखी है। सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर का उपयोग करते समय, जब तक नियंत्रण ध्रुव पर एक छोटा करंट या वोल्टेज लगाया जाता है, तब तक एक बड़े एनोड करंट या वोल्टेज को नियंत्रित किया जा सकता है। वर्तमान में, कई सौ एम्पीयर या यहां तक कि हजारों एम्पीयर की वर्तमान क्षमता वाले थाइरिस्टर तत्वों का निर्माण किया गया है। आम तौर पर, 5 एम्पीयर से नीचे के थाइरिस्टर को लो-पावर थाइरिस्टर कहा जाता है, और 50 एम्पीयर से ऊपर के थाइरिस्टर को हाई-पावर थाइरिस्टर कहा जाता है।
थाइरिस्टर में "बड़े को छोटे से नियंत्रित करने" की नियंत्रणीयता क्यों है? नीचे हम थाइरिस्टर के कार्य सिद्धांत का संक्षेप में विश्लेषण करने के लिए चार्ट-27 का उपयोग करते हैं।
सबसे पहले, हम देख सकते हैं कि कैथोड से पहली, दूसरी और तीसरी परतें एक NpN प्रकार का ट्रांजिस्टर हैं, जबकि दूसरी, तीसरी और चौथी परतें एक अन्य pNp प्रकार का ट्रांजिस्टर बनाती हैं। उनमें से, दूसरी और तीसरी परतें दो अतिव्यापी ट्यूबों द्वारा साझा की जाती हैं। इस प्रकार, विश्लेषण के लिए चार्ट-27(C) का समतुल्य सर्किट आरेख तैयार किया जा सकता है। जब एनोड और कैथोड के बीच एक फॉरवर्ड वोल्टेज ईए लगाया जाता है, और नियंत्रण इलेक्ट्रोड जी और कैथोड सी (बीजी1 के बेस-एमिटर के बराबर) के बीच एक सकारात्मक ट्रिगर सिग्नल इनपुट होता है, तो बीजी1 एक बेस करंट आईबी1 उत्पन्न करेगा। प्रवर्धित, BG1 में संग्राहक धारा IC1 को 1 गुना बढ़ाया जाएगा। चूँकि BG1 का संग्राहक BG2 के आधार से जुड़ा है, IC1 BG2 का आधार धारा Ib2 है। BG2, Ib2 (Ib1) की तुलना में 2 के कलेक्टर वर्तमान IC2 को बढ़ाता है और इसे प्रवर्धन के लिए BG1 के आधार पर वापस भेजता है। यह चक्र तब तक बढ़ाया जाता है जब तक कि बीजी1 और बीजी2 पूरी तरह से चालू न हो जाएं। वास्तव में, यह प्रक्रिया एक "ट्रिगर-ऑन-द-फ्लाई" प्रक्रिया है। थाइरिस्टर के लिए, ट्रिगर सिग्नल को नियंत्रण इलेक्ट्रोड में जोड़ा जाता है, और थाइरिस्टर तुरंत चालू हो जाता है। चालन समय मुख्य रूप से थाइरिस्टर के प्रदर्शन से निर्धारित होता है। एक बार जब थाइरिस्टर चालू हो जाता है और चालू हो जाता है, तो गोलाकार प्रतिक्रिया के कारण, बीजी1 के आधार में प्रवाहित होने वाली धारा न केवल प्रारंभिक आईबी1 होती है, बल्कि बीजी1 और बीजी2 (1* 2*आईबी1) द्वारा प्रवर्धित धारा होती है, जो बहुत बड़ी होती है Ib1 की तुलना में, BG1 को लगातार चालू रखने के लिए पर्याप्त है। इस समय, भले ही ट्रिगर सिग्नल गायब हो जाए, थाइरिस्टर चालू रहता है। केवल जब बिजली की आपूर्ति ईए काट दी जाती है या ईए को कम कर दिया जाता है ताकि बीजी1 और बीजी2 में कलेक्टर करंट चालन बनाए रखने के लिए न्यूनतम मूल्य से कम हो, तो थाइरिस्टर को बंद किया जा सकता है। बेशक, यदि ईए की ध्रुवता उलट जाती है, तो रिवर्स वोल्टेज के कारण बीजी1 और बीजी2 कट-ऑफ स्थिति में होंगे। इस समय, भले ही ट्रिगर सिग्नल इनपुट हो, थाइरिस्टर काम नहीं कर सकता। इसके विपरीत, ईए सकारात्मक दिशा से जुड़ा है, जबकि ट्रिगर सिग्नल नकारात्मक है, और थाइरिस्टर को चालू नहीं किया जा सकता है। इसके अलावा, यदि ट्रिगर सिग्नल नहीं जोड़ा गया है, और सकारात्मक एनोड वोल्टेज एक निश्चित मूल्य से अधिक है, तो थाइरिस्टर भी चालू हो जाएगा, लेकिन यह पहले से ही एक असामान्य कामकाजी स्थिति है।
ट्रिगर सिग्नल (छोटे ट्रिगर करंट) के माध्यम से चालन (थाइरिस्टर के माध्यम से एक बड़ा करंट गुजरता है) को नियंत्रित करने के लिए थाइरिस्टर की नियंत्रणीय विशेषता एक महत्वपूर्ण विशेषता है जो इसे सामान्य सिलिकॉन रेक्टिफायर डायोड से अलग करती है।
सर्किट में थाइरिस्टर का मुख्य उपयोग
साधारण थाइरिस्टर का सबसे बुनियादी उपयोग नियंत्रित सुधार है। परिचित डायोड रेक्टिफिकेशन सर्किट अनियंत्रित रेक्टिफिकेशन सर्किट से संबंधित है। यदि डायोड को थाइरिस्टर से बदल दिया जाता है, तो एक नियंत्रणीय सुधार सर्किट, इन्वर्टर, गति विनियमन, मोटर उत्तेजना, गैर-संपर्क स्विच और स्वचालित नियंत्रण बनाया जा सकता है। अब मैं सबसे सरल एकल-चरण अर्ध-तरंग नियंत्रणीय सुधार सर्किट बनाता हूं [चित्र 4(ए)]। साइनसॉइडल एसी वोल्टेज यू2 के सकारात्मक आधे चक्र के दौरान, यदि वीएस के नियंत्रण ध्रुव पर कोई ट्रिगर पल्स यूजी इनपुट नहीं है, तो वीएस को अभी भी चालू नहीं किया जा सकता है। केवल जब U2 सकारात्मक आधे चक्र में होता है और ट्रिगर पल्स Ug को नियंत्रण ध्रुव पर लगाया जाता है, तो थाइरिस्टर को संचालन के लिए ट्रिगर किया जाता है। अब, इसका वेवफॉर्म आरेख बनाएं [चित्र 4(सी) और (डी)], यह देखा जा सकता है कि केवल जब ट्रिगर पल्स यूजी आता है, तो लोड आरएल (वेवफॉर्म आरेख पर छायांकित भाग) पर वोल्टेज यूएल आउटपुट होता है। . यदि उग जल्दी आता है, तो थाइरिस्टर जल्दी चालू हो जाएगा; यदि उग देर से आता है, तो थाइरिस्टर बाद में चालू होगा। नियंत्रण ध्रुव पर ट्रिगर पल्स यूजी के आगमन समय को बदलकर, लोड पर आउटपुट वोल्टेज का औसत मूल्य यूएल (छायांकित भाग का क्षेत्र) समायोजित किया जा सकता है। इलेक्ट्रोटेक्निकल तकनीक में, प्रत्यावर्ती धारा का आधा चक्र अक्सर 180 डिग्री पर सेट किया जाता है, जिसे विद्युत कोण कहा जाता है। इस प्रकार, U2 के प्रत्येक सकारात्मक आधे चक्र में, शून्य मान से ट्रिगर पल्स आने के क्षण तक अनुभव किए जाने वाले विद्युत कोण को नियंत्रण कोण कहा जाता है; वह विद्युत कोण जिस पर प्रत्येक सकारात्मक आधे चक्र में थाइरिस्टर चालू होता है, चालन कोण θ कहलाता है। जाहिर है, दोनों और θ का उपयोग फॉरवर्ड वोल्टेज के आधे चक्र में थाइरिस्टर की टर्न-ऑन या ब्लॉक रेंज का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है। नियंत्रण कोण या चालन कोण θ को बदलने से, लोड पर पल्स डीसी वोल्टेज का औसत मूल्य यूएल बदल जाता है, और नियंत्रणीय सुधार का एहसास होता है।
