Funzionamento Tiristore

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Categoria: Elettronica

Pubblicato Domenica, 11 Maggio 2014 14:28

Scritto da Super User

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Vogliamo ora esaminare perché con una tensione positiva all'elettrodo di controllo, 10 stato di blocco si tramuta in stato di conduzione.
A tale scopo dobbiamo ancora considerare la struttura in zone con i relativi portatori di cariche elettriche.

Poiché questo processo è piuttosto complicato, conviene suddividere la struttura del tiristore per comprendere meglio i processi interni, e precisamente supponiamo la struttura del tiristore come suddivisa in due transistori. Dalla struttura del tiristore (figura sotto a sinistra) si arriva in tal modo alla rappresentazione transìstorizzata del tiristore (figura sotto  a destra).

Abbiamo allora un transistore PNP (Tr1) ed un transistore NPN (Tr2).Dalla figura si vede che ognuna delle basi B dei transistori è collegata al collettore C dell'altro transistore. Inoltre vediamo che l'emettitore E di Tr1 coincide con anodo del tiristore, ed ancora che l’emettitore E di Tr2 è anche il catodo del tiristore. L’elettrodo di controllo è collegato alla base di Tr2. Il circuito principale di corrente è polarizzato nel senso del blocco del tiristore.

Ora, prima di chiudere l’interruttore S nel circuito di controllo e provocare l’innesco, vediamo ancora una volta di richiamare il modo con cui si controlla un transistore.

Il transistore, così come il tiristore, è un componente elettronico controllabile. Esso ha una struttura a 3 zone. La sua controllabilità dipende dall'effetto-transistor, che possiamo spiegare in modo semplificato. Esaminiamo ancora la struttura a zone con i relativi portatori di cariche per poter esaminare i processi interni.

Nelle figure a destra ed a sinistra si possono osservare l’alternarsi delle zone di un transistore NPN e di uno PNP, e si possono individuare i loro circuiti elettrici principali. La descrizione che segue vale per entrambi i transistori (Trl e Tr2).

Entrambi sono polarizzati in modo che la giunzione Base-Collettore interdice, e la giunzione Emettitore-Base conduce. A causa dell'interdizione Base-Collettore, nel circuito principale non passa corrente. Se ora dal circuito di controllo si immette una corrente I_B nella base, i portatori di cariche fluiscono verso l’emettitore E, provocando lo sblocco della corrente nel circuito principale, nel quale ora scorrerà una corrente di cavità nella struttura PNP, ed una di elettroni nella struttura NPN (rappresentate da frecce rispettivamente rosse e verdi nelle figure).

Queste correnti superano le giunzioni Base-Collettore di interdizione e ne causano la conduzione. Scorre così la corrente principale I_C. Se si interrompe la corrente in di controllo, cessa anche la corrente principale.

Adesso occupiamoci nuovamente del tiristore. Nella figura(sotto) vediamo la sua rappresentazione transistorizzata. Dalla polarizzazione della batteria nel circuito principale si può vedere che sussiste lo stato di “blocco”.Se ora si chiude l’interruttore nel circuito di pilotaggio, hanno luogo i seguenti processi.

La corrente di controllo I_ST (piccola freccia rossa) entra nella base di Tr2 e sbocca dall'emettitore una corrente maggiore (freccia verde), che arriva al collettore; ora questo è collegato alla base di Tr1, cosicché la corrente di collettore di Tr2 diviene corrente di base di Tr1.
Questa corrente di base del Tr1 provoca nel suo emettitore una corrente di collettore (frecce rosse ) ancora più forte. Ma il collettore di Tr1 è a sua volta collegato con la base di Tr2, e quindi la sua corrente scorre nuovamente nella base di Tr2, ma molto rinforzata, dando luogo ad un nuovo ciclo. Il processo si ripete sino a che le giunzioni PN (Base-Collettore) di entrambi i transistori, che erano in stato di blocco, vengono invase da portatori di cariche e diventano conduttrici. Il tiristore si è ora innescato, e passa nello stato di conduzione.

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