थाइरिस्टर
| File:SCR1369.jpg थाइरिस्टर | |
| प्रकार | सक्रिय |
|---|---|
| First production | 1956 |
| Pin configuration | धनाग्र (एनोड), गेट और कैथोड (ऋणाग्र) |
| Electronic symbol | |
| File:IEEE 315-1975 (1993) 8.5.8.1.c.svg | |
थाइरिस्टर (/θaɪˈrɪstər/) एक ठोस-अवस्था अर्धचालक उपकरण है जिसमें उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयोग की जाने वाली पी- (P) और एन (N) प्रकार की पदार्थ की चार परतें होती हैं।[1] यह विशेष रूप से बिस्टेबल स्विच (या एक कुंडी) के रूप में कार्य करता है,[2] जब गेट विद्युत प्रवाह ट्रिगर प्राप्त करता है तो वह तब तक काम करना जारी रखता है जब तक कि पूरे डिवाइस में वोल्टेज प्रवाहित न हो, या जब तक किसी अन्य माध्यम से वोल्टेज हटा नहीं दिया जाता है।[2] दो डिज़ाइन हैं, जो ट्रिगरिंग अवस्था में भिन्न हैं। तीन-लीड थाइरिस्टर में, इसके गेट लीड पर एक छोटे विद्युत धनाग्र (एनोड) से कैथोड पथ तक बड़े प्रवाह को नियंत्रित करता है। दो-लीड थाइरिस्टर में, चालन तब प्रारम्भ होता है जब विद्युत धनाग्र और कैथोड के बीच संभावित अंतर पर्याप्त रूप से बड़ा होता है (ब्रेकडाउन वोल्टेज)।
कुछ स्रोत सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर (SCR) और थाइरिस्टर को पर्यायवाची के रूप में परिभाषित करते हैं।[3] अन्य स्रोत थाइरिस्टर को अधिक जटिल उपकरणों के रूप में परिभाषित करते हैं जो वैकल्पिक N-टाइप और P-टाइप सब्सट्रेट की कम से कम चार परतों को सम्मिलित करते हैं।
वर्ष 1956 में पहला थाइरिस्टर डिवाइस व्यावसायिक रूप से जारी किया गया था। चूंकि थाइरिस्टर एक छोटे उपकरण के साथ अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में बिजली और वोल्टेज को नियंत्रित कर सकते हैं, इसलिए वे बिजली के नियंत्रण में व्यापक अनुप्रयोग पाते हैं, जिसमें लाइट डिमर्स और इलेक्ट्रिक मोटर स्पीड कंट्रोल से लेकर हाई-वोल्टेज डायरेक्ट-करंट पावर ट्रांसमिशन तक शामिल हैं। थाइरिस्टर का उपयोग पावर-स्विचिंग परिपथ, रिले-रिप्लेसमेंट परिपथ, इन्वर्टर परिपथ, दोलक परिपथ, लेवल-डिटेक्टर परिपथ, चॉपर परिपथ, लाइट डिमिंग परिपथ, लो-कॉस्ट टाइमर परिपथ, लॉजिक परिपथ, स्पीड कंट्रोल परिपथ, फेज कंट्रोल परिपथ आदि में किया जा सकता है। मूल रूप से, थाइरिस्टर उन्हें बंद करने के लिए केवल करंट रिवर्सल पर भरोसा करते थे, जिससे उन्हें डायरेक्ट करंट के लिए आवेदन करना मुश्किल हो जाता था; नियंत्रण गेट सिग्नल के माध्यम से नए उपकरण प्रकारों को चालू और बंद किए जा सकता हैं। उत्तरार्द्ध को गेट टर्न-ऑफ थाइरिस्टर, या जीटीओ थाइरिस्टर के रूप में जाना जाता है। ट्रांजिस्टर के विपरीत, थाइरिस्टर में दो-मूल्यवान स्विचिंग विशेषता होती है, जिसका अर्थ है कि एक थाइरिस्टर केवल पूरी तरह से चालू या बंद हो सकता है, जबकि एक ट्रांजिस्टर चालू और बंद राज्यों के बीच में झूठ बोल सकता है। यह थाइरिस्टर को अनुरूप प्रवर्धक (एनालॉग एम्पलीफायर) के रूप में अनुपयुक्त बनाता है, लेकिन स्विच के रूप में उपयोगी होता है।
परिचय
थाइरिस्टर चार-स्तरित, तीन-टर्मिनल अर्धचालक उपकरण है, जिसमें प्रत्येक परत में वैकल्पिक N-प्रकार या P-प्रकार की सामग्री होती है, उदाहरण के लिए पी-एन-पी-एन (P-N-P-N) है। मुख्य टर्मिनल, एनोड और कैथोड लेबल, सभी चार परतों में हैं। नियंत्रण टर्मिनल, जिसे गेट कहा जाता है, कैथोड के पास पी-टाइप सामग्री से जुड़ा होता है। (SCS-सिलिकॉन नियंत्रित स्विच नामक एक संस्करण-सभी चार परतों को टर्मिनलों पर लाता है) एक थाइरिस्टर के संचालन को कसकर युग्मित द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर की एक जोड़ी के संदर्भ में समझा जा सकता है, जो एक स्व-लचिंग क्रिया का कारण बनता है:
- Error creating thumbnail:भौतिक और इलेक्ट्रॉनिक स्तर पर संरचना, और थाइरिस्टर प्रतीक।
थाइरिस्टर के तीन अवस्था हैं:
- रिवर्स ब्लॉकिंग मोड - वोल्टेज उस दिशा में लगाया जाता है जिसे डायोड द्वारा अवरुद्ध किया जाएगा
- फॉरवर्ड ब्लॉकिंग मोड - वोल्टेज उस दिशा में लगाया जाता है जिससे डायोड का संचालन होता है, लेकिन थाइरिस्टर को चालन में ट्रिगर नहीं किया गया है
- फॉरवर्ड कंडक्टिंग मोड - थाइरिस्टर को कंडक्शन में ट्रिगर किया गया है और तब तक कंडक्टिंग करता रहेगा जब तक कि फॉरवर्ड करंट "होल्डिंग करंट" के रूप में जाने जाने वाले थ्रेशोल्ड वैल्यू से नीचे न गिर जाए।
गेट टर्मिनल का कार्य
थाइरिस्टर में तीन P-N जंक्शन हैं (एनोड से क्रमानुसार J नामित1, J2, J3 नाम दिया जाता है)।
जब एनोड कैथोड के संबंध में एक सकारात्मक क्षमता VAK पर होता है, जिसमें गेट पर कोई वोल्टेज नहीं लगाया जाता है, तो जंक्शन J1 और J3 फॉरवर्ड बायस्ड होते हैं, जबकि जंक्शन J2 रिवर्स बायस्ड होता है। चूंकि J2 विपरीत पक्षपाती है, इसलिए कोई चालन नहीं होता है (ऑफ स्टेट)। अब यदि VAK को थाइरिस्टर के ब्रेकडाउन वोल्टेज VBO से आगे बढ़ा दिया जाता है, तो J2 का ऐवलांश भंजन जाता है और थाइरिस्टर (ऑन स्टेट) का संचालन प्रारम्भ हो जाता है।
यदि कैथोड के संबंध में गेट टर्मिनल पर एक सकारात्मक संभावित VG लागू किया जाता है, तो जंक्शन J2 का टूटना VAK के कम मूल्य पर होता है। VG के उपयुक्त मान का चयन करके, थाइरिस्टर को शीघ्रता से चालू अवस्था में स्विच किया जा सकता है।
एक बार ऐवलांश भंज टूटने के बाद, गेट वोल्टेज के बावजूद, थाइरिस्टर का संचालन जारी रहता है, जब तक: (A) संभावित VAK हटा दिया जाता है या (b) डिवाइस के माध्यम से वर्तमान (एनोड-कैथोड) निर्दिष्ट होल्डिंग वर्तमान से कम हो जाता है निर्माता द्वारा। इसलिए VG एक वोल्टेज पल्स हो सकता है, जैसे यूजेटी विश्राम थरथरानवाला से वोल्टेज आउटपुट है।
गेट पल्स को गेट ट्रिगर वोल्टेज (VGT) और गेट ट्रिगर करंट (IGT) के संदर्भ में वर्णित किया गया है। गेट ट्रिगर करंट गेट पल्स चौड़ाई के साथ इस तरह से व्युत्क्रमानुपाती होता है कि यह स्पष्ट है कि थाइरिस्टर को ट्रिगर करने के लिए न्यूनतम गेट चार्ज की आवश्यकता होती है।
स्विचिंग विशेषताएँ
एक पारंपरिक थाइरिस्टर में, एक बार जब इसे गेट टर्मिनल द्वारा चालू कर दिया जाता है, तो डिवाइस ऑन-स्टेट में बंद रहता है ( यानी चालू स्थिति में रहने के लिए गेट करंट की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता नहीं होती है), बशर्ते एनोड करंट पार हो गया हो लैचिंग करंट (I L )। जब तक एनोड सकारात्मक रूप से पक्षपाती रहता है, इसे तब तक बंद नहीं किया जा सकता जब तक कि करंट होल्डिंग करंट (IH) से नीचे न आ जाए। सामान्य कामकाजी परिस्थितियों में लैचिंग करंट हमेशा करंट से अधिक होता है। उपरोक्त आकृति में IL को y-अक्ष पर IH से ऊपर आना है क्योंकि IL > IH ।
थाइरिस्टर को बंद किया जा सकता है यदि बाहरी सर्किट एनोड को नकारात्मक रूप से पक्षपाती बनाता है (एक विधि जिसे प्राकृतिक, या रेखा, कम्यूटेशन के रूप में जाना जाता है)। कुछ अनुप्रयोगों में यह पहले थाइरिस्टर के एनोड में कैपेसिटर को डिस्चार्ज करने के लिए दूसरे थाइरिस्टर को स्विच करके किया जाता है। इस विधि को जबरन कम्यूटेशन कहा जाता है।
एक बार जब थाइरिस्टर के माध्यम से करंट होल्डिंग करंट से नीचे चला जाता है, तो एनोड के सकारात्मक पक्षपाती होने से पहले देरी होनी चाहिए और थाइरिस्टर को ऑफ-स्टेट में बनाए रखना चाहिए। इस न्यूनतम विलंब को सर्किट कम्यूटेटेड टर्न ऑफ टाइम ( tQ) कहा जाता है। इस समय के भीतर एनोड को सकारात्मक रूप से पूर्वाग्रहित करने का प्रयास करने से थाइरिस्टर को शेष आवेश वाहकों (छिद्रों और इलेक्ट्रॉनों) द्वारा स्व-ट्रिगर होने का कारण बनता है जो अभी तक पुनर्संयोजित नहीं हुए हैं।
घरेलू एसी (AC) मुख्य आपूर्ति से अधिक आवृत्तियों वाले अनुप्रयोगों के लिए (उदाहरण के लिए 50 Hz या 60 Hz), tQ के निम्न मान वाले थाइरिस्टर की आवश्यकता होती है। इस तरह के तेज थायरिस्टर्स को भारी धातु आयनों जैसे सोना या प्लैटिनम को फैलाकर बनाया जा सकता है जो सिलिकॉन में चार्ज संयोजन केंद्र के रूप में कार्य करते हैं। आज, तेज़ थाइरिस्टर आमतौर पर सिलिकॉन के इलेक्ट्रॉन या प्रोटॉन विकिरण, या आयन आरोपण द्वारा बनाए जाते हैं।
इतिहास
1950 में विलियम शॉक्ले द्वारा प्रस्तावित सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर, या थाइरिस्टर, जिसे बेल लैब्स में मोल और अन्य लोगों द्वारा चैंपियन बनाया गया था, को 1956 में गॉर्डन हॉल जीई फ्रैंक "बिल" गुत्ज़विलर के नेतृत्व में जनरल इलेक्ट्रिक में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों द्वारा विकसित और व्यावसायीकरण किया गया था। इंस्टीट्यूट ऑफ इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स ने क्लाइड, एनवाई (NY) में आविष्कार स्थल पर एक पट्टिका रखकर आविष्कार को मान्यता दी और इसे एक आईईईई (IEEE) ऐतिहासिक मील का पत्थर घोषित किया।
व्युत्पत्ति
गैस से भरे ट्यूब डिवाइस को थायराट्रॉन कहा जाता था, जो एक समान इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग क्षमता प्रदान करता था, जहां एक छोटा नियंत्रित वोल्टेज एक बड़े विद्युत् प्रवाह को स्विच कर सकता था। "थायरट्रॉन" और "ट्रांजिस्टर" के संयोजन से "थायरिस्टर" शब्द व्युत्पन्न हुआ है।[4][2]: 12
अनुप्रयोग
रेड ट्रेस: लोड (आउटपुट) वोल्टेज
ब्लू ट्रेस: ट्रिगर वोल्टेज।
थाइरिस्टर मुख्य रूप से वहाँ उपयोग किया जाता है जहां उच्च धाराएं और वोल्टेज सम्मिलित होते हैं और प्रायः इसको वैकल्पिक धाराओं को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है, जहां वर्तमान की ध्रुवीयता में परिवर्तन डिवाइस को स्वचालित रूप से बंद करने का कारण बनता है, जिसे "शून्य क्रॉस" ऑपरेशन कहा जाता है। डिवाइस को तुल्यकालिक रूप से संचालित करने के लिए कहा जा सकता है; ऐसा होने पर, एक बार डिवाइस चालू हो जाने पर, यह कैथोड पर एनोड जंक्शन पर लगाए गए वोल्टेज के साथ चरण में करंट का संचालन करता है, जिसमें आगे गेट मॉड्यूलेशन की आवश्यकता नहीं होती है, यानी, डिवाइस पूरी तरह से बायस्ड है। इसे असममित संचालन के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, क्योंकि आउटपुट यूनिडायरेक्शनल है, केवल कैथोड से एनोड तक बहता है, और इसलिए प्रकृति में असममित है।
थाइरिस्टर का उपयोग चरण कोण ट्रिगर किए गए नियंत्रकों के लिए नियंत्रण तत्वों के रूप में किया जा सकता है, जिसे चरण निकाल दिए गए नियंत्रकों के रूप में भी जाना जाता है।
वे डिजिटल सर्किट के लिए बिजली आपूर्ति में भी पाए जा सकते हैं, जहां उन्हें डाउनस्ट्रीम घटकों को नुकसान पहुंचाने से बिजली आपूर्ति में विफलता को रोकने के लिए "उन्नत सर्किट ब्रेकर " के रूप में उपयोग किया जाता है। एक थाइरिस्टर का उपयोग उसके गेट से जुड़े जेनर डायोड के संयोजन के रूप में किया जाता है, और यदि आपूर्ति का आउटपुट वोल्टेज जेनर वोल्टेज से ऊपर उठता है, तो थाइरिस्टर बिजली आपूर्ति आउटपुट को जमीन पर संचालित करेगा और शॉर्ट-सर्किट करेगा (सामान्य तौर पर एक अपस्ट्रीम को ट्रिपिंग भी करता है) ब्रेकर या फ्यूज )। इस तरह के सुरक्षा सर्किट को क्रॉबर के रूप में जाना जाता है, और एक मानक सर्किट ब्रेकर या फ्यूज पर इसका फायदा होता है कि यह हानिकारक आपूर्ति वोल्टेज के लिए जमीन पर एक उच्च-चालकता पथ बनाता है और संभावित रूप से सिस्टम में संग्रहीत ऊर्जा के लिए संचालित होता है।
1970 के दशक की शुरुआत में रंगीन टेलीविजन रिसीवरों के भीतर स्थिर बिजली आपूर्ति से संबंधित उपभोक्ता उत्पादों में संबद्ध ट्रिगरिंग डायक के साथ थायरिस्टर्स का पहला बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग। रिसीवर के लिए स्थिर उच्च वोल्टेज डीसी आपूर्ति एसी आपूर्ति इनपुट के सकारात्मक जा रहे आधे के गिरने वाले ढलान को ऊपर और नीचे थाइरिस्टर डिवाइस के स्विचिंग पॉइंट को स्थानांतरित करके प्राप्त की गई थी (यदि बढ़ती ढलान का उपयोग आउटपुट वोल्टेज का उपयोग किया गया था) डिवाइस के चालू होने पर हमेशा पीक इनपुट वोल्टेज की ओर बढ़ेगा और इस तरह नियमन के उद्देश्य को विफल कर देगा)। सटीक स्विचिंग बिंदु डीसी (DC) आउटपुट आपूर्ति पर लोड के साथ-साथ एसी इनपुट उतार-चढ़ाव द्वारा निर्धारित किया गया था।
थाइरिस्टर का उपयोग दशकों से टेलीविजन, मोशन पिक्चर्स और थिएटर में लाइट डिमर्स के रूप में किया जाता रहा है, जहां उन्होंने ऑटोट्रांसफॉर्मर और रिओस्टेट जैसी अवर तकनीकों को बदल दिया। उन्हें फोटोग्राफी में फ्लैश (स्ट्रोब) के एक महत्वपूर्ण हिस्से के रूप में भी इस्तेमाल किया गया है।
स्नबर परिपथ
ऑफ-स्टेट वोल्टेज की उच्च वृद्धि दर से थायरिस्टर्स को ट्रिगर किया जा सकता है। थाइरिस्टर के एनोड और कैथोड में ऑफ-स्टेट वोल्टेज बढ़ने पर, कैपेसिटर के चार्जिंग करंट के समान चार्ज का प्रवाह होगा। ऑफ-स्टेट वोल्टेज की वृद्धि की अधिकतम दर या थाइरिस्टर की डीवी / डीटी रेटिंग एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है क्योंकि यह एनोड वोल्टेज की वृद्धि की अधिकतम दर को इंगित करता है जो थाइरिस्टर को चालन में नहीं लाता है जब कोई गेट सिग्नल लागू नहीं होता है। जब थाइरिस्टर के एनोड और कैथोड में ऑफ-स्टेट वोल्टेज के बढ़ने की दर के कारण आवेशों का प्रवाह चार्ज के प्रवाह के बराबर हो जाता है, जब गेट सक्रिय होने पर इंजेक्ट किया जाता है तो यह थाइरिस्टर के यादृच्छिक और झूठे ट्रिगर की ओर जाता है जो अवांछित है।[5]
dV/dt (यानी, समय के साथ वोल्टेज परिवर्तन की दर) को सीमित करने के लिए एनोड और कैथोड के बीच एक प्रतिरोधी - कैपेसिटर (आरसी) स्नबर सर्किट को जोड़ने से इसे रोका जाता है। स्नबर्स ऊर्जा-अवशोषित सर्किट होते हैं जिनका उपयोग सर्किट के अधिष्ठापन के कारण वोल्टेज स्पाइक्स को दबाने के लिए किया जाता है जब एक स्विच, इलेक्ट्रिकल या मैकेनिकल खुलता है। सबसे आम स्नबर सर्किट एक संधारित्र और रोकनेवाला है जो स्विच (ट्रांजिस्टर) में श्रृंखला में जुड़ा हुआ है।
एचवीडीसी (HVDC) बिजली संचरण
चूंकि आधुनिक थाइरिस्टर मेगावाट पैमाने पर बिजली स्विच कर सकते हैं, थाइरिस्टर वाल्व या तो प्रत्यावर्ती धारा से उच्च वोल्टेज प्रत्यक्ष धारा (HVDC) रूपांतरण का केंद्र बन गए हैं। इस और अन्य बहुत ही उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों[2]: 12 के दायरे में, 12 विद्युत रूप से ट्रिगर (ETT) और लाइट-ट्रिगर (LTT) थाइरिस्टर दोनों अभी भी प्राथमिक विकल्प हैं।[6][7] थायरिस्टर्स को डायोड ब्रिज सर्किट में व्यवस्थित किया जाता है और हार्मोनिक्स को कम करने के लिए 12-पल्स कनवर्टर बनाने के लिए श्रृंखला में जुड़ा होता है। प्रत्येक थाइरिस्टर को विआयनीकृत पानी से ठंडा किया जाता है, और पूरी प्रणाली कई समान मॉड्यूलों में से एक बन जाती है, जो एक बहुपरत वाल्व स्टैक में एक परत बनाती है जिसे चौगुना वाल्व कहा जाता है। इस तरह के तीन ढेर आमतौर पर फर्श पर लगाए जाते हैं या लंबी दूरी की ट्रांसमिशन सुविधा के वाल्व हॉल की छत से लटकाए जाते हैं।[8][9]
अन्य उपकरणों की तुलना
ट्रायक (TRIAC)
थाइरिस्टर का कार्यात्मक दोष यह है कि, डायोड की तरह, यह केवल एक दिशा में संचालित होता है, इसलिए इसे एसी करंट के साथ सुरक्षित रूप से उपयोग नहीं किया जा सकता है। एक समान सेल्फ-लैचिंग 5-लेयर डिवाइस, जिसे TRIAC कहा जाता है, दोनों दिशाओं में काम करने में सक्षम है। हालाँकि, यह अतिरिक्त क्षमता भी एक कमी बन सकती है। चूंकि टीआरआईएसी दोनों दिशाओं में आचरण कर सकता है, प्रतिक्रियाशील भार एसी पावर चक्र के शून्य-वोल्टेज इंस्टेंट के दौरान इसे बंद करने में विफल हो सकता है। इस वजह से, (उदाहरण के लिए) भारी आगमनात्मक मोटर भार के साथ TRIAC के उपयोग के लिए आमतौर पर TRIAC के चारों ओर एक " स्नबर " सर्किट के उपयोग की आवश्यकता होती है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह मुख्य शक्ति के प्रत्येक आधे चक्र के साथ बंद हो जाएगा। त्रिक के स्थान पर व्युत्क्रम समानांतर SCRs का भी उपयोग किया जा सकता है; क्योंकि जोड़ी में प्रत्येक एससीआर में रिवर्स पोलरिटी का एक पूरा आधा चक्र लागू होता है, एससीआर, टीआरआईएसी के विपरीत, बंद होना निश्चित है। हालांकि, इस व्यवस्था के लिए भुगतान की जाने वाली "कीमत" दो अलग, लेकिन अनिवार्य रूप से समान गेटिंग सर्किट की अतिरिक्त जटिलता है।
पावर MOSFETS और IGBTS
यद्यपि AC से DC के मेगावाट-स्केल सुधार में थाइरिस्टर का भारी उपयोग किया जाता है, लेकिन निम्न और मध्यम-शक्ति (कुछ दसियों वाट से कुछ दसियों किलोवाट तक) अनुप्रयोगों में उन्हें अन्य उपकरणों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, जैसे कि पावर MOSFETS और IGBTS। SCRs से जुड़ी एक बड़ी समस्या यह है कि वे पूरी तरह से नियंत्रित स्विच नहीं हैं। जीटीओ थाइरिस्टर और आईजीसीटी थाइरिस्टर से संबंधित दो उपकरण हैं जो इस समस्या का समाधान करते हैं। उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों में, द्विध्रुवी चालन से उत्पन्न होने वाले लंबे स्विचिंग समय के कारण थाइरिस्टर खराब उम्मीदवार हैं। दूसरी ओर, MOSFETs में उनके एकध्रुवीय चालन के कारण बहुत तेज़ स्विचिंग क्षमता होती है (केवल बहुसंख्यक वाहक ही करंट ले जाते हैं)।
विफलता मोड
थाइरिस्टर निर्माता आमतौर पर किसी दिए गए ऑपरेटिंग तापमान के लिए वोल्टेज और करंट के स्वीकार्य स्तरों को परिभाषित करते हुए सुरक्षित फायरिंग का एक क्षेत्र निर्दिष्ट करते हैं। इस क्षेत्र की सीमा आंशिक रूप से इस आवश्यकता से निर्धारित होती है कि दी गई ट्रिगर पल्स अवधि के लिए निर्दिष्ट अधिकतम अनुमेय गेट पावर (PG) से अधिक नहीं है। [10]
साथ ही वोल्टेज, करंट या पावर रेटिंग से अधिक होने के कारण सामान्य विफलता मोड, थायरिस्टर्स के पास विफलता के अपने विशेष तरीके हैं, जिनमें शामिल हैं:
- di/dt चालू करें - जिसमें ट्रिगरिंग के बाद ऑन-स्टेट करंट की वृद्धि की दर सक्रिय चालन क्षेत्र (SCRs और triacs) की प्रसार गति से समर्थित हो सकती है।
- जबरन कम्यूटेशन - जिसमें क्षणिक शिखर रिवर्स रिकवरी करंट सब-कैथोड क्षेत्र में इतनी उच्च वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनता है कि यह गेट कैथोड डायोड जंक्शन (केवल SCRs) के रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज से अधिक हो जाता है।
- dv/dt पर स्विच करें - अगर एनोड-टू-कैथोड वोल्टेज वृद्धि दर बहुत अधिक है, तो गेट से ट्रिगर के बिना थाइरिस्टर को नकली रूप से निकाल दिया जा सकता है।
सिलिकॉन कार्बाइड थायरिस्टर्स
हाल के वर्षों में[11], कुछ निर्माताओं ने अर्धचालक सामग्री के रूप में सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) का उपयोग करके थाइरिस्टर विकसित किए हैं। इनमें उच्च तापमान वाले वातावरण में अनुप्रयोग होते हैं, जो 350 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर काम करने में सक्षम होते हैं।
प्रकार
- ACS
- ACST
- एजीटी-एनोड गेट थायरिस्टोर-एनोड के पास एन-टाइप लेयर पर गेट के साथ एक थाइरिस्टर
- सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर | ASCR-asymmetrical SCR
- BCT - बिडायरेक्शनल कंट्रोल थिरिस्टोर - अलग -अलग गेट संपर्कों के साथ दो थाइरिस्टोर स्ट्रक्चर्स युक्त एक द्विदिश स्विचिंग डिवाइस
- BOD - ब्रेकओवर डायोड - एक गैटलेस थाइरिस्टोर एवलांच करंट द्वारा ट्रिगर किया गया
- DIAC - द्विदिश ट्रिगर डिवाइस
- डायनिस्टोर - एकतरफा स्विचिंग डिवाइस
- शॉक्ले डायोड - यूनिडायरेक्शनल ट्रिगर और स्विचिंग डिवाइस
- SIDAC - द्विदिश स्विचिंग डिवाइस
- ट्रिसिल, सिडेक्टर - द्विदिश संरक्षण उपकरण
- BRT - आधार प्रतिरोध नियंत्रित थायरिस्टोर
- ETO-एमिटर टर्न-ऑफ थायरिस्टोर[12]
- गेट टर्न-ऑफ थिरिस्टोर | gto-गेट टर्न-ऑफ थायरिस्टोर
- DB-GTO-वितरित बफर गेट टर्न-ऑफ थायरिस्टोर
- एमए-जीटीओ-संशोधित एनोड गेट टर्न-ऑफ थायरिस्टोर
- इंटीग्रेटेड गेट-कम्यूटेटेड थायरिस्टर | IGCT-एकीकृत गेट-कम्यूटेड थाइरिस्टोर
- इग्निटर-फायर-लाइट सीकेटी के लिए स्पार्क जनरेटर
- LASCR-लाइट-एक्टिवेटेड SCR, या LTT-लाइट-ट्रिगरेड थायरिस्टोर
- LASS-प्रकाश-सक्रिय अर्धचालक स्विच
- MOS- नियंत्रित थायरिस्टोर | MCT-MOSFET नियंत्रित थाइरिस्टोर-इसमें दो अतिरिक्त क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर शामिल हैं। FET संरचनाएं ऑन/ऑफ कंट्रोल के लिए।
- CSMT या MCS - MOS कम्पोजिट स्टेटिक इंडक्शन थायरिस्टोर
- पुट या पुज्ट-प्रोग्रामेबल अनजंक्शन ट्रांजिस्टर-एन-टाइप लेयर पर गेट के साथ एक थाइरिस्टर एनोड के पास एनोड के पास एक कार्यात्मक प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग किया जाता है ट्रांजिस्टर ट्रांजिस्टर ट्रांजिस्टर
- आरसीटी - रिवर्स कंडक्टिंग थिरिस्टोर
- एससीएस - सिलिकॉन नियंत्रित स्विच या थायरिस्टर टेट्रोड - कैथोड और एनोड गेट्स दोनों के साथ एक थाइरिस्टोर
- सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर | एससीआर-सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर
- सिथ - स्टेटिक इंडक्शन थायरिस्टोर, या एफसीटीएच - फील्ड कंट्रोल्ड थाइरिस्टोर - जिसमें एक गेट स्ट्रक्चर होता है जो एनोड वर्तमान प्रवाह को बंद कर सकता है।
- ट्राईक - ट्रायोड फॉर अल्टरनेटिंग करंट - कॉमन गेट कॉन्टैक्ट के साथ दो थाइरिस्टोर स्ट्रक्चर्स युक्त एक द्विदिश स्विचिंग डिवाइस
- क्वाडैक - विशेष प्रकार का थायरिस्टोर जो एक डायक और एक ट्राईक को एक ही पैकेज में जोड़ता है।
रिवर्स कंडक्टिंग थायरिस्टोर
रिवर्स कंडक्टिंग थाइरिस्टर (आरसीटी) में एक एकीकृत रिवर्स डायोड होता है, इसलिए यह रिवर्स ब्लॉकिंग में सक्षम नहीं है। ये उपकरण फायदेमंद होते हैं जहां रिवर्स या फ़्रीव्हील डायोड का उपयोग किया जाना चाहिए। क्योंकि SCR और डायोड कभी भी एक साथ संचालन नहीं करते हैं, वे एक साथ गर्मी उत्पन्न नहीं करते हैं और आसानी से एक साथ एकीकृत और ठंडा किया जा सकता है। रिवर्स कंडक्टिंग थाइरिस्टर अक्सर फ़्रीक्वेंसी चेंजर्स और इनवर्टर में उपयोग किए जाते हैं।
Photoथाइरिस्टर
फोटोथायरिस्टर्स प्रकाश द्वारा सक्रिय होते हैं। फोटोथायरिस्टर्स का लाभ विद्युत संकेतों के प्रति उनकी असंवेदनशीलता है, जो विद्युत शोर वाले वातावरण में दोषपूर्ण संचालन का कारण बन सकता है। एक प्रकाश-ट्रिगर थाइरिस्टर (एलटीटी) के गेट में एक वैकल्पिक रूप से संवेदनशील क्षेत्र होता है, जिसमें विद्युत चुम्बकीय विकिरण (आमतौर पर इन्फ्रारेड ) एक ऑप्टिकल फाइबर द्वारा युग्मित होता है। चूंकि इसे ट्रिगर करने के लिए थाइरिस्टर की क्षमता पर कोई इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड प्रदान करने की आवश्यकता नहीं है, इसलिए एचवीडीसी जैसे उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों में हल्के-ट्रिगर वाले थाइरिस्टर एक लाभ हो सकते हैं। लाइट-ट्रिगर थाइरिस्टर इन-बिल्ट ओवर-वोल्टेज (वीबीओ) सुरक्षा के साथ उपलब्ध हैं, जो थाइरिस्टर को तब ट्रिगर करता है जब उस पर आगे का वोल्टेज बहुत अधिक हो जाता है; उन्हें इन-बिल्ट फॉरवर्ड रिकवरी प्रोटेक्शन के साथ भी बनाया गया है, लेकिन व्यावसायिक रूप से नहीं। सरलीकरण के बाद भी HVDC वाल्व के इलेक्ट्रॉनिक्स में ला सकते हैं, हल्के-ट्रिगर वाले थाइरिस्टर को अभी भी कुछ सरल निगरानी इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता हो सकती है और केवल कुछ निर्माताओं से ही उपलब्ध हैं।
दो सामान्य फोटोथायरिस्टर्स में प्रकाश-सक्रिय SCR (LASCR) और प्रकाश-सक्रिय TRIAC शामिल हैं। LASCR एक स्विच के रूप में कार्य करता है जो प्रकाश के संपर्क में आने पर चालू हो जाता है। प्रकाश के संपर्क के बाद, जब प्रकाश अनुपस्थित होता है, यदि बिजली नहीं हटाई जाती है और कैथोड और एनोड की ध्रुवीयता अभी तक उलट नहीं हुई है, तो एलएएससीआर अभी भी "चालू" स्थिति में है। एक प्रकाश-सक्रिय TRIAC एक LASCR जैसा दिखता है, सिवाय इसके कि इसे वैकल्पिक धाराओं के लिए डिज़ाइन किया गया है।
यह भी देखें
- थाइरिस्टर नियंत्रित रिएक्टर
- विद्युत रोधित गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर
- अवरोधित हो जाना
- क्वाड्राक
- थाइरेट्रॉन
- थाइरिस्टर ड्राइव
संदर्भ
- ↑ Paul, P. J. (2003). Electronic devices and circuits. New Delhi: New Age International (P) Ltd., Publishers. ISBN 81-224-1415-X. OCLC 232176984.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 Cite error: Invalid
<ref>tag; no text was provided for refs named:0 - ↑ Christiansen, Donald; Alexander, Charles K. (2005); Standard Handbook of Electrical Engineering (5th edition.). McGraw-Hill, ISBN 0-07-138421-9
- ↑ [1] Archived September 5, 2012, at the Wayback Machine
- ↑ "di/dt and dv/dt Ratings and Protection of SCR or Thyristor". Electronics Mind. 5 December 2021.
- ↑ "Chapter 5.1". High Voltage Direct Current Transmission – Proven Technology for Power Exchange (PDF). Siemens. Retrieved 2013-08-04.
- ↑ "ETT vs. LTT for HVDC" (PDF). ABB Asea Brown Boveri. Retrieved 2014-01-24.
{{cite journal}}: Cite journal requires|journal=(help) - ↑ "HVDC Thyristor Valves". ABB Asea Brown Boveri. Archived from the original on January 22, 2009. Retrieved 2008-12-20.
{{cite journal}}: Cite journal requires|journal=(help) - ↑ "High Power". IET. Archived from the original on September 10, 2009. Retrieved 2009-07-12.
{{cite journal}}: Cite journal requires|journal=(help) - ↑ "Safe Firing of Thyristors" on powerguru.org
- ↑ Example: Silicon Carbide Inverter Demonstrates Higher Power Output in Power Electronics Technology (2006-02-01)
- ↑ Rashid, Muhammad H.(2011); Power Electronics (3rd ed.). Pearson, ISBN 978-81-317-0246-8
सूत्रों का कहना है
- Wintrich, Arendt; Nicolai, Ulrich; Tursky, Werner; Reimann, Tobias (2011). Application Manual Power Semiconductors 2011 (PDF) (2nd ed.). Nuremberg: Semikron. ISBN 978-3-938843-66-6. Archived from the original (PDF) on 2013-09-16.
- Thyristor Theory and Design Considerations; ON Semiconductor; 240 pages; 2006; HBD855/D. (Free PDF download)
- Ulrich Nicolai, Tobias Reimann, Jürgen Petzoldt, Josef Lutz: Application Manual IGBT and MOSFET Power Modules, 1. Edition, ISLE Verlag, 1998, ISBN 3-932633-24-5. (Free PDF download)
- SCR Manual; 6th edition; General Electric Corporation; Prentice-Hall; 1979.
बाहरी संबंध
- The Early History of the Silicon Controlled Rectifier – by Frank William Gutzwiller (of G.E.)
- थाइरिस्टर – from All About Circuits
- Universal thyristor driving circuit
- Thyristor Resources (simpler explanation)
- थाइरिस्टर of STMicroelectronics
- Thyristor basics
_8.5.8.1.c.svg){kind=link}
