Thyristors

Q1

Q2

Diodo Shockley

Feedback positivo• Ogni variazione di corrente in qualsiasi punto dell’anello di

collegamento viene amplificata e ritorna al punto di partenza con la medesima fase

• Ad esempio se la corrente di base Ib2 aumenta, cresce la corrente di collettore Ic2=βxIb2, ma Ic2=Ib1, questa è la Ib1 ossia la corrente di base di Q1. Questa Ib1, a sua volta, fa aumentare la Ic1 perché Ic1=βxIb1. Ma Ic1 = ib2, pertanto si ha un aumento continuo di tutte le correnti finchè non si arriva alle correnti massime permesse. In questo caso, il circuito si comporta come un circuito chiuso.

• Se invece qualcosa causa una diminuzione della corrente di base Ib2, ciò si ripercuote nella diminuzione della correnti di collettore Ic2. Ma Ib1=Ic2, pertanto si riduce la corrente di base Ib1. A sua volta si ha una diminuzione della corrente di collettore Ic1. Ciò riduce ancora la corrente di base Ib2, perché Ib2=Ic1. questo feedback positivo continua fintantochè entrambi i transistor sono portati all’interdizione. Pertanto il circuito si comporta come un interruttore aperto.

Questo diodo è stabile in uno dei due stati.

Latch On state Off state

Q1

Q2

Latch (lucchetto)• Questo circuito può trovarsi in uno dei due

possibili stati: aperto o chiuso.

• Rimane indefinitamente in uno dei due stati

• Se il circuito è chiuso vi rimane finchè una causa esterna fa diminuire la corrente

• Se è aperto vi rimante finchè una causa esterna forza un aumento di corrente.

• Questo circuito è stato chiamato latch

La caratteristica VoltAmpere

Four-layer diode breakover

I

VIH

VK VB

Breakover characteristic• Il dispositivo ha due regioni di lavoro: ON (c’è la corrente) e OFF (la

corrente è nulla)

• Quando è OFF, opera nella linea più bassa senza corrente e con tensione inferiore a VB.

• Se la tensione anodo-catodo diventa maggiore di VB, allora la zona di lavoro commuta lungo la linea tratteggiata dalla zona OFF a quella ON.

• La linea tratteggiata indica una condizione temporanea e instabile. Il dispositivo, quando cambia zona di lavoro, può avere valori di corrente e di tensione in questa linea tratteggiata, ma solo per un tempo piccolissimo

• Quando è ON opera nella linea superiore

• Se la corrente I diventa inferiore a IH, il dispositivo si sposta lungo la linea tratteggiata nella regione OFF.

Le zone di lavoro

• Zona ON:I > IH, V = Vk

• Zona OFF: I < IH, V < VB

Per accendere il diodo

• Breakover: si usa una tensione anodo-collettore maggiore della tensione di breakover VB.

Per spegnere il diodo

• Per spegnere il diodo è necessario che la corrente anodo-catodo scenda al di sotto della corrente di sostentamento IH

Semplice applicazione

The silicon controlled rectifier (SCR)

Q1

Q2

Anode

Gate

Cathode

Anode

Gate

Cathode

SCRs

• Il tiristore più usato

• usa gate triggering for turn-on invece del breakover triggering

• Data sheets indicano gate trigger voltage (VGT) e gate trigger current (IGT)

• Turn-off richiede di ridurre la corrente aldisotto della soglia holding current (IH)

Chiusura del latch

• Triggering: si applica al gate un impulso di corrente

• La minima corrente di input necessaria a far partire la conduzione del scr è la corrente di trigger.

• Breakover: si usa una tensione anodo-collettore maggiore della tensione di breakover VB.

Load

+VAA

A B C D

A B C D

+VAA

Un SCR non si spegne alla fine dell’impulso di trigger

Scr off

• Esso agisce come un diodo perché permette alla corrente di fluire in una sola direzione dall’anodo al catodo

• Quando il circuito è alimentato, ma non c’è tensione al gate la corrente è nulla

Scr on

• Quando il circuito è alimentato e la tensione del gate è elevata, la corrente scorre dall’anodo al catodo.

Scr latched on

• La corrente continua a scorrere dall’anodo al catodo anche quando la tensione del gate ritorna a zero.

• Pertanto basta un impulso di tensione al gate per accendere questo dispositivo.

Spegnere lo scr

• Il solo modo per spegnere il tiristore, e quindi riportare la corrente a zero, è quello di abbassare la tensione dell’anodo.

Accensione e spegnimento

Semplice applicazione

END