در پاسخ به پرسش متداول تریستور چیست می‌توان گفت تریستور یک قطعه‌ الکترونیکی نیمه‌رسانا با ساختاری منحصربه‌فرد بوده که به ‌طور گسترده در مدارهای الکترونیک قدرت و الکترونیک صنعتی کاربرد دارد. این قطعه به دلیل سوئیچینگ سریع و کنترل جریان‌های الکتریکی بالا نقشی مهمی را در صنایع مختلف ایفا می‌‌کند.

انواع مختلف تریستور بر اساس ساختار و عملکرد به چند دسته تقسیم‌بندی می‌شوند که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌‌توان SCR، GTO،LASCR و TRIAC را نام برد. انتخاب از میان انواع تریستورها مستلزم شناخت دقیق از ویژگی‌های هرکدام از آن‌ها است. به طور کلی با آشنایی کامل درباره ساختار، عملکرد و مزایای گوناگون انواع تریستور می‌توان به اهمیت استفاده از آن پی برد؛ لذا در ادامه برای کسب اطلاعات بیشتر با ما همراه باشید.

پیشنهاد خرید

تریستور دیسکی کنترل فاز 1588 آمپر N1588NS260 وستکد انگلیس

خرید کنید

تریستور چیست؟

تریستور یک قطعه نیمه‌رسانا با چهار لایه و سه اتصال است که از ترکیب نیمه‌رساناهای n و p تشکیل می‌شود. واژه thyristor از ترکیب دو کلمه thyratron و transistor ساخته شده که این نام‌گذاری نشان‌دهنده تلفیق عملکرد یکسوسازی تیراترون و کنترل‌پذیری ترانزیستور در این قطعه الکترونیکی است. تریستور دارای سه ترمینال آند، کاتد و گیت بوده که وظیفه ترمینال گیت کنترل جریان بین آند و کاتد است. ویژگی‌ اصلی تریستور را می‌توان تک جهته بودن آن دانست، یعنی این قطعه تنها می‌تواند جریان را در یک جهت هدایت کند.

نحوه عملکرد تریستور

در این بخش به پرسش طرز کار تریستور چیست خواهیم پرداخت، چرا که بدین صورت بهتر می‌توان نقش آن را در مدارهای الکترونیکی درک کرد. تریستور با تحریک ترمینال‌ گیت از طریق اعمال ولتاژ، جریان بین پایه‌های آند و کاتد را برقرار می‌سازد. البته تریستور یک سوئیچ تک‌جهته بوده و جریان آن در حالت روشن از سمت آند به کاتد است.

قرارگیری تریستور در وضعیت هدایت مستلزم برقراری شرایط خاصی است؛ بدین منظور ابتدا باید ولتاژ آند نسبت به کاتد مثبت بوده، یک پالس ولتاژ مثبت به گیت اعمال شود و همچنین برای حفظ هدایت تریستور لازم است تا جریان آند به اندازه کافی بالا باشد. با عبور جریان معینی از گیت، تریستور روشن شده و تا زمانی در این حالت باقی می‌ماند که جریان آند از جریان نگهدارنده کم‌تر شود؛ البته این امر در پایان نیم سیکلی که تریستور هدایت می‌کند رخ می‌دهد و جریان در نیم سیکل بعدی بلاک می‌شود. در نهایت تریستور برای روشن شدن مجدد به عبور جریان لازم از گیت نیاز دارد. ناگفته نماند که تریستور با قطع ولتاژ گیت خاموش نمی‌شود و در صورتی خاموشی تریستور اتفاق می‌افتد که ولتاژ آند نسبت به کاتد منفی شود و همچنین میزان ولتاژ ورودی به آند باید کم‌تر از ولتاژ بحرانی باشد.

پیشنهاد خرید

تریستور دیسکی فست 929 آمپر R0929LC12A وستکد انگلیس

خرید کنید

مشخصات استاتیک یک تریستور

پیش‌تر به کلیات تریستور چیست آگاه شدید، بررسی مشخصات استاتیک آن نیز خالی از لطف نخواهد بود. تریستور یک کنترل‌شونده با جریان به شمار می‌رود، این بدین معنا است که این قطعه می‌تواند با اعمال یک جریان کوچک به ترمینال گیت روشن شود و این جریان کوچک توانایی کنترل جریان آند بزرگ‌تر را دارد. همچنین تریستور پس از روشن شدن توسط پالس تریگر، اجازه می‌دهد جریان فقط از یک جهت عبور کند. البته تریستور حتی در صورت اعمال پالس تریگر، در حالت بایاس معکوس روشن نمی‌شود.

انواع تریستور

در هنگام صحبت درباره تریستور چیست، آشنایی با انواع آن نیز اهمیت پیدا می‌کند. به طور کلی تریستورها بر اساس کاربرد به سه گروه روشن‌شونده، خاموش‌شونده و هدایت‌شونده تقسیم می‌شوند و هر یک شامل تریستورهای مختلفی بوده که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت.

• تریستورهای روشن‌شونده

تریستورهای روشن‌شونده نوع خاصی از تریستورها هستند که با اعمال یک پالس ولتاژ مثبت به گیت وارد حالت هدایت می‌شوند. دو نمونه از رایج‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• SCR: یکسوساز کنترل‌شونده با سیلیکونی (SCR) یکی از تریستورهای متداول است که با عبور مقدار مشخصی جریان در گیت وارد وضعیت هدایت می‌شود و حتی در صورت قطع جریان نیز در این حالت باقی می‌ماند. خاموشی این نوع تریستور در گرو حذف جریان آند به کاتد و یا ریست شدن آند از طریق ولتاژ منفی مرتبط با کاتد است که این ویژگی، SCR را برای استفاده در کنترل فاز مناسب می‌سازد.

• LASCR: یکسوساز سیلیکونی کنترل‌شونده با نور (LASCR) یکی دیگر از انواع تریستورهای روشن‌شونده است که در اثر ذرات نوری و شدت آن‌ها روشن می‌شوند. در این نوع تریستور با برخورد ذرات نوری به نقطه اتصال بایاس معکوس، تعداد زوج‌های الکترون افزایش می‌یابد و اگر شدت برخورد نور بالاتر از حد معینی باشد، قطعه وارد وضعیت روشن می‌شود. کاربرد اصلی تریستور LASCR در متعادل‌سازی برق و ژنراتور پالس پرقدرت است.

• تریستورهای خاموش‌شونده

تریستورهای خاموش‌شونده در مقایسه با انواع روشن‌شونده عملکرد متفاوتی دارند و با اعمال یک پالس جریان منفی به گیت خاموش می‌شوند. برخی تریستورهای خاموش‌شونده به شرح زیر است:

• GTO: تریستور گیت خاموش‌شونده (GTO) یکی از تریستورهای اصلی و پرکاربرد بوده که متفاوت از سایر تریستورهای استاندارد است. این نوع تریستور با اعمال جریان منفی ولتاژ به گیت حتی در صورت عدم قطع جریان بین آند و کاتد، خاموش خواهد شد. تریستور GTO در استابلایزر AC، معکوس کننده توان بالا و موتور درایو AC و DC کاربرد دارد.

• ETO: تریستور خاموش‌شونده امیتر (ETO) دو ترمینال دارد که یکی از آن‌ها معمولی و دیگر سری متصل به یک ماسفت است. این نوع تریستور با اعمال ولتاژ مثبت به هر دو ترمینال روشن می‌شود. از طرف دیگر خاموشی تریستور ETO بدین صورت است که با اعمال سیگنال ولتاژ منفی به ترمینال ماسفت، تمام جریان از کاتد خارج می‌شود.

• تریستورهای هدایت‌شونده

اما دیگر نوع مهم تریستور چیست؟ تریستور هدایت‌شونده نوع دیگری از تریستور بوده که به دلیل سرعت بالای سوئیچینگ و توانایی کنترل دقیق نقش بسزایی را در مدارهای الکترونیکی ایفا می‌کند. موارد زیر از جمله مهم‌ترین تریستورهای هدایت‌شونده به شمار می‌روند:

• TRIAC: تریود جریان متناوب (TRIAC) یکی از پرکاربردترین نوع تریستور محسوب می‌شود. این نوع تریستور قابلیت کنترل هر دو نیمه امواج جریان متناوب را داشته و از انرژی الکتریکی آن استفاده می‌کند. با این وجود TRIAC به دلیل ساختار نامتقارن معمولاً در مدارهای توان پایین کاربرد دارد.

• DIAC: یک دیود دو جهته جریان متناوب بوده که معمولاً در مدارهای کنترل فاز در کنار تریستور TRIAC به‌ کار می‌رود. DIAC به عنوان یک عنصر حساس به ولتاژ عمل کرده و موجب روشن شدن تریستور TRIAC می‌شود.

پیشنهاد خرید

تریستور دیسکی کنترل فاز 2105 آمپر N2055MC280 وستکد انگلیس

خرید کنید

تشخیص پایه های تریستور یا SCR

معمولاً تشخیص پایه‌های تریستور را باید با استفاده از دیتاشیت مربوطه انجام داد، چرا که دیتاشیت به طور دقیق مشخصات و چیدمان پایه‌ها را مشخص می‌کند. با این وجود در صورت عدم دسترسی به دیتاشیت روش‌های دیگری نیز وجود دارند که تست با مولتی‌متر، بررسی فیزیکی و استفاده از یک مدار تست ساده از جمله آن‌ها هستند. در بخش بعدی تریستور چیست، به بررسی تشخیص پایه‌ها با استفاده از مولتی‌متر خواهیم پرداخت. 

تشخیص پایه های تریستور با مولتی متر

اگرچه تست با مولتی‌متر روش متداولی تلقی می‌شود، اما این راهکار به‌خودی‌خود برای تشخیص پایه‌های تریستور کافی نخواهد بود. بدین منظور باید مولتی‌متر را در حالت دیود قرار دهید، پراب مثبت را به آند و پراب منفی را به کاتد متصل کنید تا ولتاژ آستانه دیود را ببینید و سپس پراب‌ها را جابجا کنید؛ در حالت عادی مقاومت باید بسیار بالا باشد. حال با اتصال یک مقاومت بین آند و کاتد و اعمال پالس ولتاژ به گیت، تریستور باید روشن شود. در نهایت فراموش نکنید که مطمئن‌ترین راه برای تشخیص صحیح پایه‌ها، مشورت با یک متخصص برق باتجربه است.

مزایای کلی تریستور

اینکه تریستور چیست یکی از پرسش‌های پرتکرار در زمینه قطعات الکترونیکی بوده که بررسی شد، اکنون بد نیست تا نگاهی کوتاه بر مزایای آن نیز داشته باشید. تریستور قطعه‌ الکترونیکی بوده که از قابلیت تحمل سطوح بالای ولتاژ و جریان برخوردار است. همچنین این قطعه در مقابل شرایط محیطی گوناگون استحکام مطلوبی دارد. ناگفته نماند که تریستور دارای اتلاف توان کمی در کاربری‌های تبدیل توان بالا است که این امر یکی از مهم‌ترین مزیت‌های آن محسوب می‌شود.

کاربردهای تریستور

پیش‌تر دریافتید که تریستور چیست و انواع آن کدام‌اند، اکنون بهتر است با برخی از مهم‌ترین کاربردهای آن در صنعت نیز آشنا شوید. اگرچه کاربرد اصلی تریستور کنترل جریان متناوب در مدارهایی با جریان و ولتاژ بالا بوده، اما این قطعه در کاربردهای دیگری نیز استفاده می‌شود که از جمله آن‌ها می‌توان به تنظیم ولتاژ، اینورتر و کنترل‌کننده مدار قدرت اشاره کرد. تریستور می‌تواند شرایط اضافه بار را تشخیص دهد و به همین دلیل در مدارهای تنظیم ولتاژ به منظور حفظ و پایداری ولتاژ به‌ کار می‌رود. از طرف دیگر این قطعه برای تبدیل برق DC به AC در مدارهای اینورتر نیز استفاده می‌شود که موتور خودروهای الکتریکی، UPS (منابع تغذیه بدون وقفه) و سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر از جمله آن‌ها هستند. همچنین تریستور کاربرد گسترده‌ای در سیستم‌های کنترل قدرت مانند کنترل روشنایی، گرمایش و سرعت موتور دارد.

زاویه آتش تریستور چیست؟

زاویه آتش تریستور نقش کلیدی را در کنترل توان مدارهای الکترونیکی بر عهده دارد. مدار آتش، مداری است که پالس جریان گیت را ایجاد می‌کند. در پاسخ به پرسش زاویه آتش تریستور چیست می‌توان گفت زاویه‌ای از سیکل ولتاژ ورودی بوده که در آن یک پالس به گیت تریستور اعمال می‌شود و در نهایت این امر روشن شدن آن را در پی دارد. به بیان ساده زاویه آتش تعیین‌کننده این است که تریستور باید دقیقاً از چه نقطه‌ای از سیکل ولتاژ شروع به هدایت کند. همچنین با کنترل زاویه آتش می‌توان ولتاژ و جریان خروجی از یک مدار را تغییر داد و از آن در یکسوساز کنترل شده، مدارهای کنترل دور موتورهای DC و سافت‌ استارتر استفاده می‌شود.

شباهت و تفاوت های تریستور و رله

تریستور تقریباً عملکردی شبیه به رله‌های الکترومکانیکی دارد. همان‌طور که رله‌ با تحریک سیم‌پیچ کنتاکت را باز و بسته می‌کند، تریستور نیز با اعمال ولتاژ به ترمینال‌های کاتد و گیت جریان بین پایه‌های آند و کاتد را برقرار می‌سازد؛ اما تفاوت‌های رله الکترومکانیکی و تریستور چیست، از تفاوت‌های مهم میان رله و تریستور می‌توان به این مورد اشاره کرد که رله یک کلید الکترومکانیکی بوده اما تریستور یک کلید الکترونیکی است که صدا و جرقه ایجاد نمی‌کند. از طرف دیگر تریستور برخلاف رله با قطع ولتاژ خاموش نمی‌شود.

نکات ایمنی هنگام کار با تریستور

رعایت ایمنی هنگام کار با قطعات الکترونیکی امری ضروری تلقی می‌شود؛ لذا در ادامه به بررسی پرسش پرتکرار نکات ایمنی هنگام کار با تریستور چیست خواهیم پرداخت. قبل از هرگونه اقدام باید دیتاشیت تریستور را با دقت مطالعه کرده و ولتاژ و جریان مجاز آن را مورد بررسی قرار دهید. همچنین استفاده از دستکش و عینک ایمنی در هنگام کار بسیار ضروری است و دمای تریستور را نیز به طور مداوم بررسی کنید و در صورت لزوم از هیت سینک های مخصوص برای دفع حرارتی استفاده کنید. شایان ذکر است که به ‌هیچ عنوان نباید ولتاژ اعمال شده به تریستور بیشتر از ولتاژ تعریف‌شده آن باشد و این مسئله درباره جریان نیز صدق می‌کند.

انواع برند تریستور

اینکه بهترین برند تریستور چیست و در هنگام خرید به چه نکاتی باید توجه کرد از جمله دغدغه‌های مهم افراد محسوب می‌شود. در هنگام انتخاب تریستور مناسب باید به نکات مختلفی مانند ولتاژ و جریان کاری، فرکانس سوئیچینگ، دمای محیط و نیاز به حفاظت‌های اضافی توجه کنید. همچنین از برند و کیفیت ساخت این قطعه نیز نمی‌توان غافل شد، چرا که معمولاً تریستورهای ساخته شده توسط شرکت‌های معتبر از کیفیت بالاتری برخوردار هستند. در حال حاضر یکی از بهترین مارک‌های موجود در بازار برند وستکد (WESTCODE) انگلیس است که به نسبت کیفیت بسیار بالا، قیمت مناسبی نیز دارد.

جمع بندی

بنا بر پاسخ کامل به پرسش تریستور چیست دریافتید که این قطعه نیمه‌رسانا تحول بزرگی را در زمینه ساخت تکنولوژی‌ تجهیزات مبتنی بر الکترونیک قدرت ایجاد کرده است. ویژگی‌های این قطعه نظیر قابلیت اطمینان، کنترل سطوح ولتاژ و توان بالا و همچنین سوئیچینگ سریع، آن را برای استفاده در طیف گسترده‌ای از کاربردها مانند اینورترها و کنترل موتورها مناسب می‌سازد. در نهایت از اهمیت انتخاب صحیح و تهیه نمونه باکیفیت آن نیز نمی‌توان غافل شد و بهترین راه برای این امر مراجعه به فروشگاه‌های معتبر همچون ساوا الکتریک است.

سوالات متداول

• انواع پرکاربرد تریستور کدام‌‌اند؟

تریستورهای SCR و TRIAC رایج‌ترین نوع تریستور محسوب می‌شوند.

• چرا باید از تریستور استفاده کرد؟

از جمله مزایای استفاده از این قطعه می‌توان قابلیت تحمل ولتاژ و جریان بالا، سوئیچینگ سریع و قیمت مناسب را نام برد.

• تریستور چیست و چگونه کار می‌کند؟

تریستور قطعه‌ای نیمه‌رسانا است که با اعمال یک پالس ولتاژ به گیت روشن شده و تا زمانی که جریان از آن عبور کند روشن باقی می‌ماند.

بیشتر بخوانید:

دیود چیست و چه کاربردی دارد؟