بررسی تفاوت تریستور با نیمه هادی ها

بررسی تفاوت تریستور با نیمه هادی‌

در این مقاله قصد داریم بررسی تفاوت تریستور با نیمه هادی‌ ها تا از جمله ترانزیستور، دیود، آی جی بی تی و ماسفت به لحاظ ساختاری و عملکرد داشته باشیم. همچنین به طور اجمالی درباره نوع کاربرد تریستورهای فست دیسکی و تریستورهای فازی دیسکی در صنعت صحبت می‌کنیم.

بررسی تفاوت تریستور با نیمه هادی

تفاوت تریستور و ترانزیستور

ترانزیستور یک قطعه الکتریکی استاندارد است که برای روشن و خاموش کردن سیگنال های الکتریکی و تقویت آنها استفاده می‌شود. فناوری استفاده از ترانزیستور در اوایل قرن بیستم موجب توسعه و پیشرفت تلفن و رادیو از راه دور شد. علیرغم مزیت ساخت این قطعات، برای جریان های ولتاژ بالا به درستی کار نمی‌کنند، اما برای جریان های چندین میلی آمپر کم توان مناسب هستند. در مقابل تریستورها می‌توانند با سطوح بسیار بالا قدرت، یعنی میزان جریان 5 الی 10 آمپر و 100 الی 1000 ولت نیز کار کنند.

همچنین ترانزیستورها برای عملکرد صحیح متکی به ورودی برق ثابت هستند. در یک ترانزیستور، سطح پایین جریان،هنگام ورودی تقویت می‌شود در حالیکه در بعضی دستگاه‌ها این میزان تقویت جریان کافی نیست.

بررسی تفاوت تریستور با نیمه هادی

تفاوت تریستور و دیود

دیودها قطعات نسبتا ساده و ارزان با دو پایانه(یکی مثبت و دیگری منفی)، یک آند (که به عنوان صفحه شناخته می‌شود) و دیگری کاتد می‌باشد. در دیودها شار الکتریکی تنها در یک جهت است. دراصطلاح الکتریکی، دیودها به جای بایاس معکوس فقط بایاس مستقیم هستند. دیودها عمدتا برای سوئیچینگ یا تبدیل جریان استفاده می‌شوند. دارای دو لایه_ یک لایه مثبت و یک لایه منفی_ با یک اتصال الکتریک واحد بین شان.

در مقابل اکثر تریستورها دارای سه ترمینال و چهار لایه که با سه اتصال این چهار لایه را جدا کرده است. دیودها برای کاربردهای ولتاژ پایین طراحی شده اما برخلاف تریستورها برای فعال کردن آنها نیازی به پالس گیت ندارند.

بررسی تفاوت تریستور با نیمه هادی:

تفاوت تریستور و IGBT

تریستور و IGBT هر دو جز تجهیزات نیمه هادی با سه ترمینال و هر دو برای کنترل جریان استفاده می‌شوند. هر دو قطعه دارای یک ترمینال کنترلی به نام “گیت” بوده ولی اصول عملکردی متفاوتی دارند.

در آی جی بی تی چهار لایه متناوب P-N-P-N با یک اتصال PN، توسط ساختار گیت MOS (فلز-اکسید-نیمه هادی) کنترل می‌شود در حالیکه تریستور SCR با چهار لایه و سه اتصال ساخته و طراحی می‌شوند.

در واقع IGBT دارای ویژگی ترکیبی ماسفت و ترانزیستور می‌باشد که می‌تواند قدرت بالاتری را تحمل کند، سرعت سوئیچینگ بیشتر و کارایی مناسبتری دارد.  همچنین دارای ویژگی قدرت انتقال جریان بالا و سهولت کنترل برخوردار می‌باشد.

بررسی تفاوت تریستور با نیمه هادی:

تفاوت تریستور و ماسفت

• در ماسفت سرعت سوئیچینگ بالا و امپدانس وردی بالا است در حالیکه در تریستور سرعت سوئیچینگ کم و امپدانس ورودی مقاومتی بالا می‌باشد.
• تریستور فقط یک پالس برای روشن کردن دارد، اما ماسفت برای نگهداشتن هدایت نیازی به DC جز هنگام روشن و خاموش کردن، ندارد.
• تریستور را می‌توان به راحتی با مدار یکسان کننده ولتاژ به صورت سری وصل کرد، در حالیکه در اتصال سری ماسفت با مدار یکسان کننده ولتاژ دشوار است.
• تریستور حساسیت کمتری به دما و حرارت دارد، بدون شکست ثانویه، اما در ماسفت دارای حساسیت دمایی بیشتر و حساسیت کمتر به شکست ثانویه است.
• تریستور تجهیزی مقاوم و محکم در حالیکه ماسفت از مقاومت کمتری برخوردار است.
• تریستور تجهیزی برای کار با ولتاژ بالا و جریان بالا است، در حالیکه ماسفت تجهیزی برای کار با ولتاژ متوسط و جریان بالا است.
• تریستور داری افت ولتاژ کمتر ، در حالیکه ماسفت دارای افت ولتاژ بالاتر در مرحله روشن شدن می‌باشند.

انواع تریستور

• اینورتر تریستور
• تریستورکنترل فاز
• تریستور سوئیچینگ بالا
• تریستور خاموش کننده گیت
• تریستور Light-Triggered
• تریستور نامتقارن

تریستور دیسکی فست

تریستور سوئیچینگ بالا یا تریستور فست دیسکی برای کار در فرکانس های بالاتر طراحی شده و زمان خاموش شدن تریستورها بسیار سریع است.  این نوع تریستورها در کوره القایی، کوره ذوب، جوشکاری، سیستم UPS، حملو نقل الکتریکی، درایورهای AC و سایر سیستم هایی که نیازمند زمان خاموش و روشن شدن سریع دارند.

جهت خنک سازی در حین کار تریستورهای قدرت، آنها را با خنک کننده ها یا هیت سینک نصب می‌کنند. بسته به مقدار گرمای تولید شده و شرایط کار نیمه هادی می‌توان از خنک کننده جریان هوای طبیعی یا خنک کننده اجباری استفاده کرد.

تریستور دیسکی کنترل فاز

تریستورهای دیسکی کنترل فاز دارای قابلیت اطمینان بالا و پایداری استثنایی در دمای بالا هستند. این تریستورهای دیسکی به طور گسترده در منبع تغذیه صنعتی، گرمایش القایی، کوره القایی، کنترل موتور، جوشکاری UPS، باتری شارژی، سافت استارتر و سایر صنعت ها که نیازمند به کنترل فاز می‌باشد، مورد نیاز است. محدوده جریان این تایستورها از 400 آمپر الی 1200 آمپر با میزان ولتاژ 2200 ولت می‌باشد.

مزیت تریستورها

• سرعت و توانایی سوئیچ جریان در میکروثانیه
• قابلیت کنترل ولتاژ بالا و سطح بالای توان
• قابلیت اطمینان بالا
• عدم وجود قطعات متحرک
• امکان کنترل تجهیزات جریان مستقیم نه فقط جریان متناوب معمولی
• کارکرد آسان و راحت
• قیمت مناسب نسبت به نوع عملکرد
• سهولت عملکرد
• سایز کوچک

خرید تریستور

فروشگاه راد الکتریک بین الملل نماینده تریستور westcode (تریستور وستکد) و تریستور IXYS (تریستور آی ایکس وای اس)، انواع تریستور دیسکی یا تریستور کپسولی ، ماژول تریستور، تریستور دوبل را با نوع تریستور فست (تریستور سوئیچینگ بالا) و تریستور فازی عرضه می‌کند.

مترجم:  مهسا نادری