Thyristor

Le thyristor

est une clé de dispositif à semi-conducteur à l'état solide qui détecte deux états stables à conductivité faible et élevée et contient quatre zones de semi-conducteur avec des types de conductivité différents et alternés. Selon la méthode de commutation, les conceptions diffèrent. Le thyristor original est une double diode à semi-conducteur avec une électrode contrôlée - à la compréhension des développeurs d'appareils.

Historique de la création du thyristor

Nous sommes d'accord, la définition du thyristor est complexe et peut causer de la confusion. Parmi les développeurs de l'appareil, il y avait une idée sur la possibilité d'une diode contrôlée: un appareil qui ne permet pas le courant inverse, conduisant une ligne directe uniquement sur commande. Un thyristor classique est décrit. Avec une conductivité unilatérale et une électrode contrôlée, dont le courant influence fortement le processus de commutation( passage à l'état ouvert).

Wikipedia donne la priorité à l'idée d'un thyristor, William Shockley. Exprimé en 1950.Les auteurs ont cherché et trouvé une histoire colorée par opposition à celle mentionnée. En 2014, l'un des fondateurs du thyristor, Frank "Bill", Gutzwiller a raconté son histoire au public. Beaucoup de questions:

1. Qui est considéré comme un développeur.
2. Où trouver le numéro d'un brevet pour un thyristor.

Les questions sont surprenantes, car l'appareil pousse activement le transistor hors des sphères de l'espace vital. Ces types sont utilisés comme clés et régulateurs dans la composition des appareils ménagers. Gutzwiller a rejoint General Electric en 1955.Ensuite, l’ingénieur a lu des conférences, considérant le Saint-Graal comme l’incarnation de l’idée d’un redresseur contrôlé.L'implication n'était pas une diode à semi-conducteur à l'état solide, mais un dispositif capable de contrôler le flux de courant en fonction de la tension de commande. Il était présenté sous forme d'analogue:

• Tiratrona. Indique un groupe de dispositifs qui diffère des tubes électroniques par la présence d'un remplisseur de gaz à l'intérieur du tube. Dans le cas habituel, l’électrode de grille centrale allume un arc de sorte que le courant passe à la sortie. Dans les tubes à vide, l'inverse se produit, où le potentiel négatif du contact de contrôle bloque le trajet des électrons.
• Générateur. Le terme est incompréhensible pour les lecteurs de Wikipédia, cela n’existe pas dans une maison russophone. En bref, supposons qu’il s’agisse d’un dispositif permettant de convertir le courant continu en courant alternatif et inversement. De plus, l'appareil isole deux circuits lorsque le moteur ne tourne pas. Le concept est indiqué dans la rubrique sur le soudage des inverseurs.
• Soupape à mercure à commande contrôlée.À propos de l'appareil dit dans la Big Encyclopedia, dans la section du pétrole et des gaz. Le principe de fonctionnement est similaire à celui d'un thyratron. Le potentiel de l'électrode de contrôle contrôle le temps d'occurrence de la décharge d'arc dans un environnement gazeux.

Donc, l'idée existait déjà à l'époque de 1955.Cela n’est pas contraire à l’affirmation selon laquelle William Shockley, le développeur du premier transistor, pourrait l’exprimer. Selon Guttsviller, la nouvelle invention remplacerait les technologies énumérées, ouvrant de nouveaux domaines d'application de l'électronique, y compris les domaines d'orientation militaire. La tâche était définie et, lorsque les ingénieurs du Bell Lab ont publié des données techniques sur une diode pnpn, Gordon Hall a expliqué qu'elle ressemblait à une solution au problème. Le personnel a commencé à essayer une nouveauté et a finalement créé un dispositif d'alimentation avec une troisième électrode, avec lequel l'effet sur le processus de commutation s'est produit.

Lorsque Gordon apporta une nouvelle diode contrôlée à Gutzwiller, l'idée d'une meilleure application apparut. Pour l'échantillonnage choisi moteur électrique. Le magasin a acheté une perceuse à main. Ensuite, l'outil électrique a détecté une seule vitesse.

En laboratoire, Gutzwiller a assemblé un circuit de démarrage simple comprenant un potentiomètre et une nouvelle invention. La perceuse était alimentée par la clé.L’ingénieur a reçu le circuit de contrôle de la vitesse du moteur du collecteur via une clé à thyristor à résistance variable. Il est encore utilisé dans les transformateurs alimentaires aujourd'hui. En faisant tourner le bouton du potentiomètre, le chercheur a noté l'accélération en douceur de la broche. Du jamais vu à l'époque.

Immédiatement, un scientifique a assemblé un gradateur et a commencé à examiner comment une spirale modifie une ampoule ordinaire. Gordon et Ray York ont ​​été ravis de la manifestation et ont immédiatement rappelé à Syracuse leur succès. Un groupe d'ingénieurs autorisés à travailler exclusivement sur un nouveau thyristor. En quelques semaines, une variante a été développée pour une tension secteur de 120 V permettant de contrôler le courant à 16 A. Il est curieux que l’invention n’ait pas été classée, et le monde entier l’a découvert par impression gratuite( même avec des photos).General Electronics a annoncé l'invention, une note a été publiée dans Business Wick.

Le scientifique était rempli d'appels téléphoniques pour obtenir des détails sur le thyristor. Gutzwiller a commencé à écrire des articles pour des magazines et des journaux, a publié un recueil de premières applications de thyristors de 50 pages. Ensuite, l'édition du Manuel de redresseur contrôlé a augmenté de 400 pages et a subi neuf éditions. La traduction a été effectuée dans un nombre limité de langues, mais ceux qui le souhaitent comprendront l'essence de la version originale.

Ils ont ensuite organisé tout un département de recherche sur ce sujet. Un peu plus tard a suivi l'invention du triac. Laissez Guttsviller a reçu 20 brevets dans la zone spécifiée, les auteurs ne voient pas entre eux l’essentiel - le thyristor. Il y a tout lieu de dire que le thyristor est une invention extrêmement mystérieuse.

Fonctionnement d'un thyristor

Il est facile d'imaginer un thyristor pnpn comme un transistor pnp, derrière la jonction du collecteur, une couche supplémentaire n de semi-conducteur, ou transistor npn, devant laquelle l'émetteur est une région p. En conséquence, le courant circule dans un seul sens et au moment où il existe une tension de commande négative à la base. Selon les caractéristiques de l'appareil, vous pouvez voir: plus le potentiel de contrôle est élevé, plus la tension de sortie est basse.

Un thyristor sans électrode de commande agit sur l'effet de rupture réversible d'une jonction pn centrale. En passant, dans ce mode, les transistors au silicium sont souvent utilisés lorsqu'ils sont connectés à un circuit comportant deux électrodes sur trois. Le courant circulera jusqu'à ce que la tension descende en dessous de la rupture par avalanche. L'alimentation en tension de commande réduit considérablement le niveau de développement du phénomène. De plus, les avalanches continuent de se produire, même si le potentiel est finalement retiré de la base. Ces thyristors se comparent favorablement aux transistors et travaillent dans un style fondamentalement différent.

Une fois que l'effet de rupture en avalanche persiste, la tension dans le circuit d'alimentation doit être augmentée( pour être suffisante). De plus, l'énergie du circuit de commande est économisée. Les impulsions conviennent à cet effet, faisant appel à l'électronique numérique. En pratique, les générateurs de signaux non sinusoïdaux sont souvent utilisés en tant que tels. Pour verrouiller le thyristor, vous devez appliquer une tension de polarité inversée à l'électrode de commande.

Les lecteurs demandent pourquoi une ventilation par avalanche n’est possible que dans un seul sens. En effet, la structure du thyristor est symétrique, cependant, exclusivement sur la photo. Lorsqu'un courant de polarité différente est appliqué, il sera nécessaire de percer deux jonctions pn, un effet similaire n'a pas encore été décrit dans la littérature. La nouvelle invention de Gutzwiller a également suscité un vif intérêt.

Le triac est beaucoup plus intéressant. Dans la littérature en langue russe est appelé un triac de l'expression "thyristor symétrique".L'appareil est capable de conduire dans certaines conditions, le courant dans n'importe quelle direction. Le scientifique dit: une fois qu'il était tard dans la nuit, il pensait qu'il était possible d'assembler de la même manière un appareil de cinq régions en alternance avec différents types de conductivité et un émetteur raccourci. Esquisse d'un croquis, apporté au laboratoire, où la performance a été confirmée. Le terme vient de tri - le nombre d'électrodes et de courant alternatif.

Le circuit contrôlait les deux alternances de la tension du secteur. Aujourd'hui, la plupart des gradateurs pour systèmes d'éclairage fonctionnent sur des Triacs. Pas mal, compte tenu qu'au moins quatre décennies se sont écoulées. Sur le triac, contrairement au thyristor, un brevet a été délivré sous le nom de Gutzwiller sous le numéro 3275909 du 27 septembre 1966.En cela, nous voyons indirectement la confirmation de ce qui a été écrit ci-dessus - le véritable inventeur n’a pas revendiqué son droit à un rectificateur contrôlé.

Sur un cristal, un triac représente deux thyristors allumés et séparés physiquement. La base devient le seul point commun. Chaque contact s'adapte immédiatement aux régions des deux types n et p, aux deux thyristors simultanément. Le premier opère sur la demi-onde positive et le second sur le négatif. La tension de base contrôle les deux à son tour. C'est la tension alternative de l'anode de phase, nominale réduite.À l'aide d'un potentiomètre, il est possible de régler l'amplitude obtenue en modifiant l'intensité d'éclairage, la vitesse de rotation du moteur et d'autres paramètres.

L'appareil est capable de fonctionner de manière similaire dans certaines conditions et en mode ventilation par avalanche. Et dans les deux sens. Laissez le reste de l'histoire aux professeurs. Triac a été inventé par une personne qui ne comprend pas la technologie des semi-conducteurs. Le fonctionnement de l'appareil doit donc être expliqué dans d'autres catégories.

Qu'est-ce qu'un diak?

Souvent, un triac va de pair avec un diac. Gutzwiller a utilisé des solutions techniques similaires. C'est un thyristor fonctionnant sans électrode de commande exclusivement en mode de rupture par avalanche. Le design est identique. L'origine du terme est claire: di - deux électrodes + courant alternatif - alternatif. Le test d'avalanche a été effectué avec succès dans les deux sens. Le Quadrac

( traduit par l'auteur) est une combinaison d'un triac et d'un diac. Dans les applications pratiques, il est pratique d’utiliser ces appareils ensemble. En particulier, le diacre serait capable de former des tensions pour commuter le triac. Il est logique de les connecter dans le cas général. Gardez le silence sur l'origine du terme, c'est évident.