Was ist ein Thyristor?
Ein Thyristor ist eine Festkörperkomponente, die zum Schalten und Steuern des elektrischen Stromflusses verwendet wird. Ein Thyristor, der auch als Silizium-Gleichrichter (SCR) bezeichnet wird, ist eine robuste elektronische Komponente, die in Anwendungen mit hohem Stromfluss verwendet wird. Sie bestehen aus vier Schichten alternierender n- und p-Halbleitermaterialien, die mit Anoden-, Kathoden- und Gateanschlüssen ausgestattet sind. Thyristoren beginnen zu leiten, wenn sie eine voreingestellte Spannung an ihrem Gate-Anschluss erhalten, und leiten, abhängig von mehreren Variablen, auch dann weiter, wenn die Gate-Spannung entfernt wird. Diese Betriebsgrößen und ein weiter Leistungsbereich machen Thyristoren zu äußerst nützlichen Stromreglern.
Obwohl Thyristoren allgemein als einfache Stromschaltvorrichtungen klassifiziert werden können, sind sie aufgrund ihres Bereichs von Betriebsvariablen für eine Reihe von Steuerungsanwendungen sehr nützlich. Im Wesentlichen sind Thyristoren Hochstromschaltvorrichtungen, die aus vier abwechselnden p- und n-Schichten bestehen. Auf der ersten p-Schicht befindet sich eine Anode, auf der zweiten p-Schicht ein Gate-Anschluss und auf der letzten n-Schicht eine Kathode. Im Leerlauf erfolgt keine Stromübertragung über den Anoden- / Kathodenpfad. Die Komponente benötigt eine Spannung mit einem eingestellten Wert, die an die Gate-Schicht angelegt wird, um sie einzuschalten und Strom zu leiten.
Die Tatsache, dass die Komponente nicht aktiv wird, wenn die Gate-Spannung ihren Nennschwellenwert unterschreitet, ist eine der nützlichen Variablen, die ein Thyristor besitzt. Dies ermöglicht eine präzise Steuerung der Schaltzustände des Bauteils. Sobald der Thyristor eingeschaltet wurde, bleibt er aktiv, auch wenn die Gate-Spannung entfernt wird und der Strom, den er durchläuft, nicht unter den Haltewert des Bauteils fällt. Diese bekannte Haltespannung ist ein weiteres handliches Merkmal von Thyristoren. Liegt der Anodenspannungswert unter dem Haltepegel, schaltet der Thyristor auch dann nicht ein, wenn er einen Gateimpuls empfängt.
Thyristoren können problemlos mit extrem hohen Spannungs- und Stromwerten umgehen. Sie werden üblicherweise in Nulldurchgangswechselstrom-Controllern (AC-Controllern), Stromversorgungen, phasenbefeuerten Controllern und Energieübertragungseinrichtungen für große Entfernungen verwendet. Diese letzte Anwendung enthält riesige Thyristorbänke, die in Graetz-Brückenkonfigurationen angeordnet sind und in der Lage sind, Leistungswerte von mehreren Megawatt (1.000.000 Watt) zuverlässig zu schalten. Am anderen Ende der Skala werden bei kleinen AC / DC-Netzteilen möglicherweise Thyristoren mit einer Nennleistung von 20 Watt oder weniger verwendet. Diese Flexibilität und der Leistungsbereich machen den Thyristor zu einem der nützlichsten Stromflussregler im Arsenal des Schaltungsdesigners.