یکی از قطعاتی که کاربرد زیادی در مدارات و بردهای الکتریکی و الکترونیکی دارد، تریستور است. تریستور یک قطعه نیمه هادی چهار لایه است که جریان را فقط در یک جهت هدایت کرده و عبور می‌دهد. تریستورها دارای سه ترمینال آند، کاتد و گیت بوده که ترمینال آند و کاتد دو ترمینال اصلی هستند که جریان از طریق آن‌ها عبور می‌کند. گیت نیز یک ترمینال کنترلی است که می‌تواند برای روشن یا خاموش‌کردن تریستور استفاده شود. از آنجا که تریستور کاربرد زیادی در انواع مدارات الکترونیکی دارد، در این مقاله قصد داریم به بررسی تریستور پرداخته و انواع آن را بیان کنیم.
تریستور چیست؟
همان‌طور که گفته شد، تریستور یک قطعه نیمه هادی چهار لایه است که جریان را فقط در یک جهت هدایت کرده و از عبور جریان در جهت مخالف سمت و سو از قبل تعیین شده، جلوگیری می‌کند. تریستورها دارای سه ترمینال آند، کاتد و گیت بوده که ترمینال‌های آند و کاتد دو ترمینال اصلی این قطعه کاربردی هستند که جریان از طریق آن‌ها عبور کرده و منتقل می‌شود. دیگر ترمینال تریستور، گیت است که در واقع، یک ترمینال کنترلی است که برای روشن و یا خاموش‌کردن تریستور به کار رفته و استفاده می‌شود.
در حالت عادی، تریستور خاموش بوده و هیچ جریانی از آن عبور نمی‌کند. برای روشن‌کردن تریستور، باید ولتاژ کافی به گیت اعمال شده و گیت تریستور فعال شود. این ولتاژ باعث می‌شود که پیوند کنترل مرکزی تریستور هدایت شده و جریان از آن عبور کند. این ولتاژ که به نام ولتاژ آستانه نیز شناخته می‌شود، مقدار آن به مشخصات تریستور بستگی داشته و با توجه به توان توان تریستور و گیت آن تعیین می‌شود.
پس از روشن‌شدن تریستور، جریان می‌تواند بدون نیاز به ولتاژ گیت از آن عبور کرده و عملکرد تریستور فعال شود. برای خاموش‌کردن تریستور نیز باید یک ولتاژ معکوس کافی به آن اعمال شده یا گیت، تریستور را غیرفعال کرده و خاموش کند. این ولتاژ معکوس باعث می‌شود که پیوند کنترل مرکزی تریستور قطع شده و جریان از آن به طور کامل قطع شود.
عملکرد تریستور شباهت بسیار زیادی به دیود داشته اما دارای تفاوت‌ها و اختلافاتی نیز هستند که باعث تمایز این دو قطعه کاربردی از یکدیگر شده است. دیودها هم همانند تریستورها، تنها قابلیت عبور جریان از یک سمت و از یک جهت را داشته و نمی‌توانند جریان معکوس را منتقل کنند اما تریستورها برخلاف دیودها، دارای 3 پایه بوده و برای فعال شدن و روشن شدن نیاز به یک ولتاژ فعال‌کننده یا همان ولتاژ آستانه دارند. این در صورتی است که دیودها نیازی به ولتاژ آستانه نداشته و هر مقدار ولتاژی را در جهت تعیین شده، از خود عبور می‌دهند.
تریستورها دارای کاربرد زیادی بوده و موارد استفاده مختلفی دارند. از جمله کاربرد تریستورها می‌توان به کنترل جریان، یکسوسازی جریان متناوب، مدارهای سوییچینگ، کنترل سرعت موتورها، سیستم‌های روشنایی و سیستم‌های کنترل اشاره کرد. علت اصلی این کاربرد زیاد و متنوع تریستورها در مزایا و معایب آن‌ها نهفته است. تریستورها دارای مزایا و ویژگی‌های مختلفی هستند که همین موارد آن‌ها را نسبت به سایر قطعات نیمه هادی متمایز کرده است.
از جمله مهم‌ترین مزایا تریستورها می‌توان به توان تحمل بالا، سرعت سوئیچینگ بالا و عمر طولانی اشاره کرد. اگر چه تریستورها مزایا زیاد و شاخصی دارند اما دارای معایبی نیز هستند که اطلاع از آن‌ها می‌تواند باعث افزایش بهره‌وری شما شده و باعث شود تا شما یک خرید خوب و به صرفه را تجربه کنید. از جمله معایب تریستورها می‌توان به عدم قابلیت تقویت، غیرقابل کنترل بودن در حالت خاموشی، نیاز به جریان گیت برای روشن شدن و محدودیت در کنترل جریان اشاره کرد.
انواع تریستور
همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، تریستورها دارای کاربرد زیاد و متنوعی بوده و موارد استفاده فراوانی دارند. این طیف وسیع استفاده باعث شده است تا برای پاسخگویی به نیازها گوناگون، تریستورها در انواع و اقسام مختلفی تولید و به بازار عرضه شوند. از جمله انواع تریستورها می‌توان به یکسوساز کنترل شونده با سیلیکون، تریستور اتصال معکوس، یکسوساز سیلیکونی کنترل‌شونده با نور، تریستورهای خاموش شونده MOS، تریستورهای خاموش شونده امیتر و تریستور گیت خاموش شونده اشاره کرد.
۱. یکسوساز کنترل شونده با سیلیکون
این نوع تریستور که با نام SCR نیز شناخته می‌شود، دارای قابلیت عبور جریان تنها در یک جهت را دارا بوده و می‌تواند تنها در یک جهت جریان را هدایت کند. این نوع تریستورها پس از قطع جریان گیت هم باز به فعالیت خود ادامه داده و تنها در زمانی خاموش می‌شوند که جریان آند به کاتد قطع شده و یا به طور کل، تریستور ریست شود.
۲. تریستور اتصال معکوس
دیگر نوع تریستور، تریستور اتصال معکوس است که جریان معکوس را مسدود کرده و تنها به جریان اصلی اجازه حرکت در مدار می‌دهد.
۳. یکسوساز سیلیکونی کنترل‌شونده با نور
یکسوساز سیلیکونی کنترل‌شونده با نور یکی از جالب‌ترین انواع تریسوترها است که با استفاده از تابش ذرات نور عمل کرده و در صورتی که شدت تابش ذرات نور از حد مشخصی بیشتر شود، این توع تریستور فعال شده و روشن می‌شود. از یکسوساز سیلیکونی کنترل‌شونده با نور در تجهیزاتی مانند ژنراتورهای پالس پرقدرت و متعادل‌کننده‌های برق استفاده شده و بهره برده می‌شود.
۴. تریستورهای خاموش شونده MOS
تریستور خاموش شونده MOS که مخفف ماسفت (MOSFET) است، دارای 2 ترمینال گیت به نام‌های ترمینال روشن‌کننده و ترمینال خاموش‌کننده می‌باشد. در این دستگاه کاربردی از ترمینال گیت خاموش‌کننده با نام ماسفت هم یاد می‌شود.
۵. تریستورهای خاموش شونده امیتر
این نوع تریستور نیز دارای 2 ترمینال است یکی از این ترمینال‌ها به صورت معمول عمل کرده و ترمینال دیگر دارای یک حالت سری متصل به ماسفت است. این نوع تریستورها در متعادل‌کننده‌های استاتیک هماهنگ و اینورترهای توان بالا استفاده شده و به کار می‌رود.
۶. تریستور گیت خاموش شونده
تریستور گیت خاموش شونده که از آن با اختصار GTO نیز یاد می‌شود، نوعی تریستور است که به صورت معمولی روشن شده و تنها در صورتی که ولتاژ منفی به تریستور اعمال شود، تریستور غیرفعال شده و خاموش می‌شود.
نتیجه‌گیری
یکی از قطعات کاربردی در انواع مدارات و بردهای الکتریکی و الکترونیکی، تریستور است. تریستور یک قطعه نیمه هادی چهار لایه است که جریان را فقط در یک جهت هدایت کرده و از عبور جریان در جهت مخالف سمت و سو از قبل تعیین شده، جلوگیری می‌کند. تریستور عملکردی مشابه به دیود داشته با ایت تفاوت که تریستور دارای 3 پایه بوده و برای فعال و روشن شدن نیاز به یک ولتاژ فعال‌کننده یا همان ولتاژ آستانه دارند.
در این مقاله سعی کردیم به بررسی تریستور پرداخته و انواع آن را بیان کنیم. امیدوارم این مطلب مورد پسند و رضایت شما عزیزان قرار گرفته باشد. ممنون می‌شویم اگر نظرات، انتقادات و پیشنهادات خود را با ما در سایت تکه کابل در میان گذاشته و ما را از مباحث مورد نیازتان مطلع سازید.
603 بازدید
احسان شوکتی
