Wie allgemein bekannt ist, sind Widerstände im täglichen Leben allgegenwärtig. Wir können Widerstände verwenden, um kleine Ströme ein- und auszuschalten und kleine Ströme in größere umzuwandeln. Bei größeren Strömen sind sie jedoch nicht sehr effektiv und haben außerdem den Nachteil, dass sie nicht mehr funktionieren, wenn der Schaltstrom entfernt wird. Das bedeutet, dass sie in Geräten wie Alarmanlagen nicht so nützlich sind.

Thyristor, auch bekannt als Thyristor; Thyristoren sind Hochleistungsgeräte, die hohe Spannungen und hohe Ströme verarbeiten können. Mit der Weiterentwicklung von Design und Fertigungstechnologie wird ihre Kapazität immer größer. Bisher sind mehrere Haupttypen entstanden, darunter unidirektionale Thyristoren, bidirektionale Thyristoren, photogesteuerte Thyristoren, rückwärts leitende Thyristoren, schaltbare Thyristoren, schnelle Thyristoren und so weiter.

Thyristoren werden in zwei Typen unterteilt: bolzenförmig und flachplattenförmig. Bolzenförmige Strukturen sind praktisch zum Ersetzen von Komponenten und werden für Komponenten unter 100 A verwendet. Flachplattenform, diese Struktur hat eine bessere Wärmeableitungswirkung und wird für Komponenten über 200 A verwendet. Thyristoren bestehen aus vier Halbleiterschichten. Die innere Struktur des
rechts gezeigten bolzenförmigen Thyristors besteht aus vier Schichten Halbleitermaterialien, P1, N1, P2 und N2, die auf einem einkristallinen Siliziumwafer gestapelt sind und drei PN-Übergänge bilden.

Thyristoren sind halbgesteuerte Leistungselektronikbauteile und ihre Betriebsbedingungen sind wie folgt:

Wenn ein Thyristor einer Anodensperrspannung ausgesetzt ist, befindet er sich in einem rückwärts sperrenden Zustand, unabhängig von der an das Gate angelegten Spannung.

Wenn ein Thyristor einer positiven Anodenspannung ausgesetzt wird, leitet er nur, wenn das Gate einer positiven Spannung ausgesetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Thyristor in einem vorwärtsleitenden Zustand, was die Thyristorstromkennlinie des Thyristors ist, d. h. die steuerbare Kennlinie.

3. Wenn der Thyristor leitet, bleibt er leitend, solange eine bestimmte positive Anodenspannung anliegt, unabhängig von der Gate-Spannung. Das heißt, nachdem der Thyristor leitet, verliert das Gate seine Funktion. Das Gate dient nur als Auslöser.

4. Wenn die Hauptstromkreisspannung (oder der Hauptstrom) bei leitendem Thyristor auf nahezu Null abfällt, wird der Thyristor ausgeschaltet.

Das Funktionsprinzip des Thyristors:
Während des Betriebs eines Thyristors sind seine Anode (A) und Kathode (K) mit der Stromversorgung und der Last verbunden und bilden den Hauptstromkreis des Thyristors. Das Gate (G) und die Kathode (K) des Thyristors sind mit dem Gerät verbunden, das den Thyristor steuert, und bilden den Steuerstromkreis des Thyristors.

(1) Funktionsprinzip eines unidirektionalen Thyristors
Ein unidirektionaler Thyristor hat eine PNPN-Flash-Schichtstruktur, die drei PN-Übergänge mit drei externen Elektroden bildet: Anode, Kathode K und Steuerelektrode G. Ein unidirektionaler Thyristor kann einem zusammengesetzten Transistor aus PNP- und NPN-Transistoren entsprechen.

Nach Anlegen einer positiven Spannung zwischen Anode A leitet der Thyristor nicht. Erst wenn die Triggerspannung an die Steuerelektrode G angelegt wird, leiten VT1 und VT2 schnell nacheinander und versorgen sich gegenseitig mit Basisstrom, um die Leitung des Thyristors aufrechtzuerhalten. Selbst wenn an diesem Punkt die Triggerspannung an der Steuerelektrode entfernt wird, bleibt der Thyristor in einem leitenden Zustand, bis der durchfließende Strom geringer ist als der Haltestrom des Thyristors. An diesem Punkt wird der Thyristor ausgeschaltet.

(2) Funktionsprinzip eines bidirektionalen Thyristors
Ein bidirektionaler Thyristor kann zwei antiparallel geschalteten unidirektionalen Thyristoren entsprechen. Ein bidirektionaler Thyristor kann die bidirektionale Leitung steuern, sodass die beiden anderen Elektroden außer der Steuerelektrode G nicht mehr in Anode und Kathode unterteilt sind, sondern als Hauptelektroden T1 und T2 bezeichnet werden.

Wenn eine Triggerspannung an die Steuerelektrode G angelegt wird, leitet der bidirektionale Thyristor, und die Wanne bleibt leitend, auch nachdem die Triggerspannung verschwunden ist. Strom kann von T1 über VS2 nach T2 und von T2 über VS1 nach T1 fließen. Wenn der Strom geringer ist als der Haltestrom des Thyristors, schaltet der Thyristor ab.


(3) Funktionsprinzip des schaltbaren Thyristors
Nachdem der gewöhnliche unidirektionale oder bidirektionale Thyristor eingeschaltet wurde, funktioniert der Steuerpol nicht. Um den Thyristor abzuschalten, muss die Stromzufuhr unterbrochen werden, sodass der Durchlassstrom, der durch den Thyristor fließt, geringer ist als der Haltestrom I. Die Eigenschaft des schaltbaren Thyristors besteht darin, dass er durch den Steuerpol abgeschaltet werden kann, wodurch die oben genannten Mängel überwunden werden. Wenn eine
positive Impulsspannung an die Steuerelektrode G des schaltbaren Thyristors angelegt wird, leitet der Thyristor, und wenn eine negative Impulsspannung an die Steuerelektrode G angelegt wird, schaltet der Thyristor ab.