تریستور BT152-600R

یکسوساز کنترل شده ی سیلیکونی (SCR) یا تریستور

تریستورها یا یکسوسازهای کنترل شده ی سیلیکونی (SCR) کاربردهای زیادی در الکترونیک و به طور خاص با هدف کنترل توان یافته اند.

تریستورها می توانند مقادیر بالای توان را سوئیچ نمایند، به همین دلیل در گستره ی وسیعی از کاربردها استفاده می شوند. تریستورها حتی در صنایع الکترونیک با توان پائین نیز مورد استفاده قرار می گیرند. آن ها در بسیاری از مداها از دیمرهای روشنایی تا محافظ ولتاژ منابع تغذیه، به کار می روند. عبارت یکسوساز کنترل شده ی سیلیکونی (SCR) به عنوان مترادف تریستور به کار می رود.

 اکتشاف SCR

ایده ی تریستور برای اولین بار در سال 1950 میلادی توسط شاکلی (Shockley) ارائه شد، که به صورت یک ترانزیستور دو قطبی با یک کنترل کننده ی P-N بیان شد. مکانیسم عملکرد در سال 1952 توسط ایبرز ( Ebers) بیشتر تجزیه و تحلیل شد.

سپس در سال 1956 مول (Moll)مکانیسم سوئیچینگ تریستور را توسعه داد. توسعه و پیشرفت ادامه یافت و مسائل بیشتری در مورد این قطعه آموزش داده شد به طوری که اولین یکسو سازهای کنترل شده ی سیلیکونی در اوایل دهه ی 1960 در دسترس قرار گرفتند و محبوبیت قابل ملاحظه ای به عنوان سوئیچ های قدرت به دست آوردند.

کاربردهای تریستور

تریستورها، یا یکسو سازهای کنترل شده ی سیلیکونی در بخش های مختلفی از صنایع الکترونیکی استفاده می شوند. برخی از کاربردهای متداول آن ها به شرح زیر است :

• کنترل توان AC (مانند لامپ ها، موتورها و …)
• اهرم حفاظتی اضافه ولتاژ در منابع تغذیه
• سوئیچ های قدرت AC
• عناصر کنترلی در کنترل کننده های فاز
•  درون ساختمان فلش های عکاسی که به عنوان سوئیچی برای دشارژ ولتاژ ذخیره شده درون فلش لامپ، استفاده می شوند و در زمان لازم آن را قطع می کند.

تریستورها قادر هستند ولتاژهای بالا را سوئیچ کنند و می توانند در مقابل ولتاژهای معکوس مقاومت کنند که این مسئلع آن ها را برای کاربردهای سوئیچینگ مخصوصا سناریوهای AC مناسب می سازد.

مبانی تریستور

تریستور یا SCR دارای تعدادی ویژگی های غیر معمول است. این قطعه دارای سه ترمینال می باشد : آند، کاتد و گیت که یاد آور تکنولوژی لوله ی گرمایونی است (لوله ی الکترونی که در آن الکترون به وسیله ی حرارت دادن به الکترود منتشر می شود). همان طور که انتظار می رود گیت ترمینال کنترل کننده است در حالی که جریان اصلی بین ترمینال های آند و کاتد جاری می شود.

همان طور که با توجه به نماد مداری که در ادامه نشان داده شده است، می توان تصور نمود که این قطعه یک قطعه ی “یک طرفه” می باشد. بنابراین وقتی از این قطعه در حالت AC استفاده می شود، حداکثر یک نیم سیکل را می تواند عبور دهد.

در عمل تریستور یا SCR در ابتدا هدایت نمی کند، بلکه لازم است مقدار معینی جریان درون گیت آن جاری شده تا روشن شود. بعد از روشن شدن تریستور در حالت هدایت باقی می ماند تا ولتاژ دو سر آند و کاتد حذف شود. واضح است این مسئله در پایان نیم سیکلی که در آن تریستور هدایت می کند اتفاق می افتد. نیم سیکل بعدی به دلیل عملکرد یکسو کننده بلوک می شود. برای این که SCR مجددا روشن شود باید جریان لازم در گیت آن جاری شود.