Thyristor là gì?

Thyristor hay còn gọi với cái tên đầy đủ là Silicon Controlled Rectifier (Chỉnh lưu silic có điều khiển) là phần tử bán dẫn cấu tạo từ bốn lớp bán dẫn là một loại linh kiện được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử.

Thyristor là gì ?

Thyristor hay còn gọi với cái tên đầy đủ là Silicon Controlled Rectifier (Chỉnh lưu silic có điều khiển) là phần tử bán dẫn cấu tạo từ bốn lớp bán dẫn là một loại linh kiện được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử.

Thyristor bản chất là một điốt được ghép từ bởi 2 transistor có với hai chiều đối nghịch và có thể điều khiển được (tương đương hai BJT gồm một BJT loại NPN và một BJT loại PNP). Chúng hoạt động khi được cấp điện và tự động ngắt, trở về trạng thái ngưng dẫn khi không có điện. Nó được thường được dùng cho chỉnh lưu dòng điện có điều khiển.

Cấu tạo của Thyristor

Thyristor gồm bốn lớp bán dẫn P - N ghép xen kẽ và được nối ra ba chân:

+ A : anode : cực dương

+ K : Cathode : cực âm

+ G : Gate : cực khiển (cực cổng)

Thyristor có thể xem như  tương đương hai BJT gồm một BJT loại NPN và một BJT loại PNP ghép lại như hình vẽ sau:

Nguyên lý hoạt động

+ Trường hợp cực G để hở hay VG = OV

Khi cực G và V_G  = OV có nghĩa là transistor T₁ không có phân cực ở cực B nên T₁ ngưng dẫn. Khi T₁ ngưng dẫn I_B1 = 0, I_C1 = 0 và T₂ cũng ngưng dẫn. Như vậy trường hợp này Thyristor không dẫn điện được, dòng điện qua Thyristor là I_A = 0 và V_AK ≈ V_CC

Tuy nhiên, khi tăng điện áp nguồn V_CC lên mức đủ lớn là điện áp V_AK tăng theo đến điện thế ngập V_BO (Beak over) thì điện áp V_AK giảm xuống như diode và dòng điện I_A tăng nhanh. Lúc này Thyristor chuyển sang trạng thái dẫn điện, dòng điện ứng với lúc điện áp V_AK giảm nhanh gọi là dòng điện duy trì I_H (Holding). Sau đó đặc tính của Thyristor giống như một diode nắn điện.

Trường hợp đóng khóa K: V_G = V_DC – I_GRG, lúc này Thyristor dễ chuyển sang trạng thai dẫn điện. Lúc này transistor T₁ được phân cực ở cực B₁ nên dòng điện I_G chính là I_B1  làm T₁ dẫn điện, cho ra I_C1 chính là dòng điện I_B2 nên lúc đó I₂ dẫn điện, cho ra dòng điện I_C2 lại cung cấp ngược lại cho T₁ và I_C2 = I_B1.

Nhờ đó mà Thyristor sẽ tự duy trì trạng thái dẫn  mà không cần có dòng IG liên tục.

I_C1 = I_B2    ; I_C2 = I_B1

Theo nguyên lý này dòng điện qua hai transistor sẽ được khuếch đại lớn dần và hai transistor chạy ở trạng thái bão hòa. Khi đó điện áp V_AK giảm rất nhỏ (≈ 0,7V) và dòng điện qua Thyristor là:

Thực nghiệm cho thấy khi dòng điện cung cấp cho cực G càng lớn thì áp ngập càng nhỏ tức Thyristor càng dễ dẫn điện.

+ Trường hợp phân cực ngược Thyristor.

Phân cực ngược Thyristor là nối A vào cực âm, K vào cực dương của nguồn V_CC. Trường hợp này giống như diode bị phân cự ngược. Thyristor sẽ không dẫn điện mà chỉ có dòng rỉ rất nhỏ đi qua. Khi tăng điện áp ngược lên đủ lớn thì Thyristor sẽ bị đánh thủng và dòng điện qua theo chiều ngược. Điện áp ngược đủ để đánh thủng Thyristor là V_BR. Thông thường trị số V_BR và V_BO  bằng nhau và ngược dấu.

Ứng dụng của Thyristor

Thyristor chủ yếu được sử dụng ở những ứng dụng yêu cầu điện áp và dòng điện lớn, và thường được sử dụng để điều khiển dòng xoay chiều AC (Alternating current), vì sự thay đổi cực tính của dòng điện khiến thiết bị có thể đóng một cách tự động(được biết như là quá trình Zero Cross-quá trình đóng cắt đầu ra tại lân cận điểm 0 của điện áp hình sin).

---------------------------------

Trên đây Toploigiai đã cùng các bạn tìm hiểu Thyristor là gì?. Chúng tôi hi vọng các bạn đã có kiến thức hữu ích khi đọc bài viết này, chúc các bạn học tốt.