- कैसे Thyristor MOSFET से अलग है?
- कैसे Thyristor ट्रांजिस्टर से अलग है?
- VI Thyristor या SCR के लक्षण
- एससीआर या थाइरिस्टर के ट्रिगर करने के तरीके
- फॉरवर्ड वोल्टेज ट्रिगर:
- गेट ट्रिगर:
- डीवी / डीटी ट्रिगरिंग:
- तापमान ट्रिगर:
- प्रकाश ट्रिगर:
सामान्य तौर पर, थाइरिस्टर ट्रांजिस्टर के समान उपकरणों को भी स्विच कर रहे हैं। जैसा कि हमने पहले ही चर्चा की थी, ट्रांजिस्टर छोटे इलेक्ट्रॉनिक घटक हैं जिन्होंने दुनिया को बदल दिया है, आज हम उन्हें हर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जैसे टीवी, मोबाइल, लैपटॉप, कैलकुलेटर, ईयरफोन आदि में पा सकते हैं। वे अनुकूलनीय और बहुमुखी हैं, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि उनका उपयोग हर एप्लिकेशन में किया जा सकता है, हम उन्हें एम्पलीफाइंग और स्विचिंग डिवाइस के रूप में उपयोग कर सकते हैं लेकिन वे उच्च धारा को संभाल नहीं सकते हैं, एक ट्रांजिस्टर को भी निरंतर स्विचिंग चालू की आवश्यकता होती है। तो, इन सभी मुद्दों के लिए और इन समस्याओं को दूर करने के लिए हम थायरिस्टर्स का उपयोग करते हैं।
आम तौर पर, एससीआर और थाइरिस्टर का परस्पर उपयोग किया जाता है लेकिन एससीआर एक तरह का थाइरिस्टर है। Thyristor में कई प्रकार के स्विच शामिल हैं, उनमें से कुछ SCR (सिलिकॉन नियंत्रित आयताकार), GTO (गेट टर्न ऑफ), और IGBT (इंसुलेटेड गेट कंट्रोल्ड बाइपोलर ट्रांजिस्टर) आदि हैं, लेकिन SCR सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला उपकरण है, इसलिए शब्द Thyristor बन जाता है। एससीआर का पर्याय। बस, एससीआर एक तरह का थायरिस्टर है ।
एससीआर या थायरिस्टर एक चार-स्तरित, तीन-जंक्शन सेमीकंडक्टर स्विचिंग डिवाइस है। इसमें तीन टर्मिनल एनोड, कैथोड और गेट हैं । थायरिस्टर भी एक डायोड की तरह एक यूनिडायरेक्शनल डिवाइस है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक दिशा में प्रवाहित होता है। श्रृंखला में तीन पीएन जंक्शन शामिल हैं क्योंकि यह चार परतों का है। गेट टर्मिनल इस टर्मिनल को छोटे वोल्टेज प्रदान करके SCR को ट्रिगर करता था, जिसे हमने SCR को चालू करने के लिए गेट ट्रिगर विधि भी कहा।
कैसे Thyristor MOSFET से अलग है?
Thyristor और MOSFET दोनों विद्युत स्विच हैं और सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं। उन दोनों के बीच बुनियादी अंतर यह है कि MOSFET स्विच वोल्टेज नियंत्रित डिवाइस हैं और केवल DC करंट को स्विच कर सकते हैं जबकि Thyristors स्विच करंट नियंत्रित उपकरण हैं और DC और AC दोनों को स्विच कर सकते हैं।
Thyristor और MOSFET के बीच कुछ और अंतर तालिका में नीचे दिए गए हैं:
| संपत्ति | thyristor | MOSFET |
| बेलगाम उष्म वायु प्रवाह | हाँ | नहीं |
| तापमान संवेदनशीलता | कम से | उच्च |
| प्रकार | हाई वोल्टेज हाई करंट डिवाइस | हाई वोल्टेज मीडियम करंट डिवाइस |
|
मोड़ कर जाना |
अलग स्विचिंग सर्किट की आवश्यकता है |
की जरूरत नहीं है |
|
मोड़ पर |
एकल पल्स आवश्यक है |
ऑन और ऑफ को चालू करने के अलावा कोई निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता नहीं है |
|
स्विचिंग गति |
कम |
उच्च |
|
प्रतिरोधक इनपुट प्रतिबाधा |
कम |
उच्च |
|
को नियंत्रित करना |
वर्तमान नियंत्रित उपकरण |
वोल्टेज नियंत्रित डिवाइस |
कैसे Thyristor ट्रांजिस्टर से अलग है?
Thyristor और Transistor दोनों इलेक्ट्रिकल स्विच हैं लेकिन Thyristors की पावर हैंडलिंग क्षमता ट्रांजिस्टर से कहीं बेहतर है। थायरिस्टर की उच्च रेटिंग होने के कारण, किलोवाट में दिया जाता है, जबकि ट्रांजिस्टर की शक्ति वाटों में होती है। विश्लेषण में एक Thyristor ट्रांजिस्टर की एक बंद जोड़ी के रूप में लिया जाता है। ट्रांजिस्टर और थायरिस्टर के बीच मुख्य अंतर है, ट्रांजिस्टर को ऑन रहने के लिए निरंतर स्विचिंग सप्लाई की आवश्यकता होती है लेकिन थायरिस्टर के मामले में हमें इसे केवल एक बार ट्रिगर करना होगा और यह चालू रहेगा। अलार्म सर्किट जैसे अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें एक बार ट्रिगर करने और हमेशा के लिए रहने की आवश्यकता होती है, ट्रांजिस्टर का उपयोग नहीं कर सकते। तो, इन समस्याओं को दूर करने के लिए हम थायरिस्टर का उपयोग करते हैं।
Thyristor और ट्रांजिस्टर के बीच कुछ और अंतर तालिका में नीचे दिए गए हैं:
|
संपत्ति |
thyristor |
ट्रांजिस्टर |
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परत |
चार परतें |
तीन परतें |
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टर्मिनल |
एनोड, कैथोड और गेट |
एमिटर, कलेक्टर और बेस |
|
वोल्टेज और करंट पर संचालन |
उच्चतर |
Thyristor से कम |
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मोड़ पर |
बस चालू करने के लिए एक गेट पल्स की आवश्यकता है |
नियंत्रण वर्तमान की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता है |
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आंतरिक बिजली हानि |
ट्रांजिस्टर से कम |
उच्चतर |
VI Thyristor या SCR के लक्षण
Thyristor VI विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए मूल सर्किट नीचे दिया गया है, Thyristor के एनोड और कैथोड लोड के माध्यम से मुख्य आपूर्ति से जुड़े हुए हैं। थायरिस्टर का गेट और कैथोड एक स्रोत Es से खिलाया जाता है, जिसका उपयोग गेट से कैथोड तक गेट करंट प्रदान करने के लिए किया जाता है।
विशेषता आरेख के अनुसार, एससीआर के तीन बुनियादी मोड हैं: रिवर्स ब्लॉकिंग मोड, फॉरवर्ड ब्लॉकिंग मोड और फॉरवर्ड कंडक्शन मोड।
रिवर्स ब्लॉकिंग मोड:
इस मोड में स्विच एस ओपन के साथ एनोड के संबंध में कैथोड को सकारात्मक बनाया गया है। जंक्शन J1 और J3 पक्षपाती हैं और J2 आगे का पक्षपाती है। जब Thyristor पर लागू रिवर्स वोल्टेज (वी बीआर से कम होना चाहिए), डिवाइस रिवर्स दिशा में एक उच्च प्रतिबाधा प्रदान करता है। इसलिए, थायरिस्टर को रिवर्स ब्लॉकिंग मोड में खुले स्विच के रूप में माना जाता है। V BR, रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज है, जहां हिमस्खलन होता है, यदि वोल्टेज V BR से अधिक हो जाता है, तो थायरिस्टर क्षति हो सकती है।
फ़ॉरवर्ड ब्लॉकिंग मोड:
जब कैथोड के संबंध में एनोड को सकारात्मक बनाया जाता है, तो गेट स्विच खुला होता है। थायरिस्टर को आगे के पक्षपाती, जंक्शन J1 और J3 को पक्षपाती कहा जाता है और J2 को उलट पक्षपाती कहा जाता है जैसा कि आप आकृति में देख सकते हैं। इस मोड में, एक छोटा करंट फ्लो जिसे आगे लीकेज करंट कहा जाता है, क्योंकि आगे लीकेज करंट छोटा है और SCR को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त नहीं है। इसलिए, एससीआर को आगे के अवरुद्ध मोड में भी खुले स्विच के रूप में माना जाता है।
फॉरवर्ड कंडक्शन मोड:
गेट सर्किट खुले रहने के साथ आगे के वोल्टेज में वृद्धि होने के कारण जंक्शन J2 पर हिमस्खलन होता है और SCR चालन मोड में आ जाता है। हम गेट और कैथोड के बीच एक सकारात्मक गेट पल्स देकर या थायरिस्टर के एनोड और कैथोड के बीच एक आगे के ब्रेकओवर वोल्टेज द्वारा एससीआर को किसी भी समय चालू कर सकते हैं।
एससीआर या थाइरिस्टर के ट्रिगर करने के तरीके
SCR को ट्रिगर करने के कई तरीके हैं जैसे:
- फॉरवर्ड वोल्टेज ट्रिगर
- गेट ट्रिगिंग
- DV / डीटी ट्रिगर
- तापमान ट्रिगर
- प्रकाश ट्रिगर
फॉरवर्ड वोल्टेज ट्रिगर:
एनोड और कैथोड के बीच आगे वोल्टेज लगाने से, गेट सर्किट को खुला रखने के साथ, जंक्शन J2 रिवर्स बायस्ड है। नतीजतन, कमी परत का गठन J2 के पार होता है। जैसे ही आगे वोल्टेज बढ़ता है, एक चरण आता है जब कमी परत गायब हो जाती है, और जे 2 को एवलांच ब्रेकडाउन कहा जाता है । इसलिए, थायरिस्टर चालन की स्थिति में आता है। जिस वोल्टेज पर हिमस्खलन होता है उसे आगे के टूटने वाले वोल्टेज V BO के रूप में कहा जाता है ।
गेट ट्रिगर:
यह Thyristor या SCR को चालू करने का सबसे आम, विश्वसनीय और कुशल तरीका है। गेट ट्रिगर में, ON SCR को चालू करने के लिए, गेट और कैथोड के बीच एक पॉजिटिव वोल्टेज लगाया जाता है, जो गेट करंट को जन्म देता है और चार्ज भीतरी P लेयर में इंजेक्ट हो जाता है और आगे का ब्रेकओवर होता है। गेट के उच्चतर के रूप में आगे के टूटने वाले वोल्टेज को कम किया जाएगा।
जैसा कि चित्र में दिखाया गया है कि एक एससीआर में तीन जंक्शन हैं, गेट ट्रिगर ट्रिगर विधि का उपयोग करके, जैसा कि गेट पल्स ने जंक्शन J2 ब्रेक लगाया, जंक्शन J1 और J2 आगे बायस्ड हो जाता है या SCR चालन स्थिति में आता है। इसलिए, यह धारा को एनोड से कैथोड में प्रवाहित करने की अनुमति देता है।
दो ट्रांजिस्टर मॉडल के अनुसार, जब एनोड को कैथोड के संबंध में सकारात्मक बनाया जाता है। जब तक गेट पिन ट्रिगर नहीं होगा तब तक एनोड के माध्यम से कैथोड में प्रवाहित नहीं होगा। जब गेट पिन में करंट प्रवाहित होता है तो यह निचले ट्रांजिस्टर को चालू करता है। निचले ट्रांजिस्टर के आचरण के रूप में, यह ऊपरी ट्रांजिस्टर को चालू करता है। यह एक प्रकार की आंतरिक सकारात्मक प्रतिक्रिया है, इसलिए एक समय के लिए गेट पर पल्स प्रदान करके, थायरिस्टर को ON स्थिति में रहने के लिए बनाया गया। जब दोनों ट्रांजिस्टर चालू करें तो एनोड के माध्यम से कैथोड का संचालन शुरू करते हैं। इस स्थिति को आगे के संचालन के रूप में जाना जाता है और इस तरह से एक ट्रांजिस्टर "लाचेस" या स्थायी रूप से चालू रहता है। एससीआर को बंद करने के बाद, आप केवल गेट करंट को हटाकर इसे बंद नहीं कर सकते हैं, इस अवस्था में थाइरिस्टर गेट के करंट से स्वतंत्र हो जाता है। इसलिए, ऑफ करने के लिए आपको स्विचिंग ऑफ सर्किट बनाना होगा।
डीवी / डीटी ट्रिगरिंग:
रिवर्स बायस्ड जंक्शन J2 में संधारित्र की तरह विशेषता प्राप्त होती है क्योंकि जंक्शन के पार प्रभारी की उपस्थिति का मतलब है कि जंक्शन J2 समाई की तरह व्यवहार करता है। यदि आगे वोल्टेज अचानक लागू किया जाता है, तो जंक्शन कैपेसिटेंस सीजे के माध्यम से एक चार्जिंग चालू एससीआर को चालू करता है।
चार्जिंग आई i C द्वारा दिया जाता है;
i c = dQ / dt = d (Cj * Va) / dt (जहां, Va आगे जंक्शन J2 पर वोल्टेज दिखाई देता है) i C = (Cj * dVa / dt) + (Va * dCj / dt) जंक्शन समाई के रूप में है लगभग स्थिर, dCj / dt शून्य है, तो I C = Cj dVa / dt
इसलिए, यदि आगे वोल्टेज dVa / dt के उदय की दर अधिक है, तो चार्जिंग i i C अधिक होगा। यहां, चार्जिंग करंट SCR चालू करने के लिए गेट करंट की भूमिका निभाता है यहां तक कि गेट सिग्नल शून्य है।
तापमान ट्रिगर:
जब थायरिस्टर आगे अवरोधक मोड में होता है, तो अधिकांश लागू वोल्टेज जंक्शन J2 पर एकत्रित होता है, यह वोल्टेज कुछ लीकेज करंट से जुड़ा होता है। जो जंक्शन J2 के तापमान को बढ़ाता है। तो, तापमान में वृद्धि के साथ कमी की परत में कमी और कुछ उच्च तापमान (सुरक्षित सीमा के भीतर) में, परत की परत टूट जाती है और एससीआर राज्य में बदल जाता है।
प्रकाश ट्रिगर:
प्रकाश के साथ एक एससीआर को ट्रिगर करने के लिए, एक अवकाश (या खोखला) आंतरिक पी-परत बनाया जाता है जैसा कि नीचे की आकृति में दिखाया गया है। विशेष तरंग दैर्ध्य के प्रकाश की किरण विकिरण के लिए ऑप्टिकल फाइबर द्वारा निर्देशित होती है। के रूप में, प्रकाश की तीव्रता एक निश्चित मूल्य से अधिक हो जाती है, SCR चालू हो जाता है। इस प्रकार के SCR को लाइट एक्टिवेटेड SCR (LASCR) कहा जाता है । कभी-कभी, इन SCR ने संयोजन में प्रकाश स्रोत और गेट सिग्नल दोनों का उपयोग करके ट्रिगर किया। SCR को चालू करने के लिए आवश्यक उच्च गेट की वर्तमान और निचली प्रकाश की तीव्रता।
LASCR या लाइट ट्रिगर SCR का उपयोग HVDC (हाई वोल्टेज डायरेक्ट करंट) ट्रांसमिशन सिस्टम में किया जाता है।
