Thyristor là gì?

Thyristor là gì? Thyristor là một trong những linh kiện điện tử bán dẫn không thể thiếu trong các bo mạch điện tử. Để tìm hiểu về linh kiện này chúng ta xét về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng của thyristor trong mạch điện tử dùng để làm nhiệm vụ gì?

Thyristor có tên gọi bằng tiếng Anh là Silicon Controlled Rectifier (Chỉnh lưu silic có điều khiển) hay còn được gọi là SCR, linh kiện này là phần tử bán dẫn 4 lớp. Lịch sử ra đời và phát triển : Năm 1950 thì thyristor được đề xuất bởi William Shockley và bảo vệ bởi Moll cùng một số người khác ở phòng thí nghiệm Bell (Hoa Kỳ), được phát triển lần đầu bởi các kỹ sư năng lượng của General Electric (G.E) mà đứng đầu là Gordon Hall và thương mại hóa bởi Frank W. “Bill” Gutzwiller của General Electric năm 1957. (Nguồn : Wikipedia)

Cấu tạo Thyristor như thế nào?

Thyristor có cấu tạo gồm có 3 cực như sau : Anode (A), cathode (K), cực điều khiển (G), thyristor đóng vai trò như một khóa điện tử có điều khiển bằng điện. Đặc tính của thyristor chỉ cho phép dẫn điện từ Anode (A) sang Cathode (K) khi cho một dòng điện kích thích vào chân G.

Thyristor được cấu tạo gồm 4 lớp bán dẫn nối xen kẽ và được nối ra 3 chân như sau :

  • A : anode — cực dương
  • K : Cathode — cực âm
  • G : Gate — cực điều khiển (cực cổng)

Thyristor là gì

Cấu tạo của Thyristor được mô tả theo 3 góc nhìn : Lớp bán dẫn – ký hiệu trên bo mạch – mạch điều khiển

Khi nhìn sang hình thứ 3 từ trái sang thì ta sẽ phát hiện ra thyristor thực chất nó là một di-ot bán dẫn được ghép từ 2 transistor đối nghịch (loại NPN và PNP) được ghép lại với nhau. Chúng hoạt động được khi được cấp điện và tự động duy trì. Ứng dụng của thyristor là được dùng để chỉnh lưu dòng điện có điều khiển.

Nguyên lý hoạt động của thyristor

  • Trước khi xem xét nguyên lý hoạt động của Thyristor thì mình xin nhắc lại cấu tạo của Thyristor một cách đơn giản nhất các bạn cứ nghĩ Thyristor là một Diode bán dẫn có nguồn kích bên ngoài (nguồn điều khiển). Sẵn đây mình nhắc lại nguyên lý hoạt động của Diode luôn nhé ! Diode có cấu tạo chỉ có 2 chân A (Anode) và K (cathode). Trong một mạch kín dòng điện qua Diode chỉ được đi từ A sang K với điều kiện dòng điện chân A lớn hơn dòng điện ở chân K.

Cấu tạo diode

Cấu tạo của Diode

Nguyên lý hoạt động của Thyristor như thế nào? Ta xem xét mạch điều khiển Thyristor sau nhé !

Nguyên lý hoạt động thyristor

Ảnh minh họa nguyên lý hoạt động của Thyristor

Sơ đồ mạch gồm có :

U1 : nguồn kích cho chân G của Thyristor

K1, K2 : Khóa

R1 : Điện trở

D : bóng đèn

U2 : nguồn cho tải (đèn) hoạt động

Nguyên tắc đấu mạch cho Thyristor chân A phải đấu vào mạch có điện áp cao hơn chân K. Như vây chân A sẽ mắc nối tiếp vào cực dương của tải. Chân K sẽ đấu vào cực âm của nguồn. Trường hợp mắc Thyristor ngược thì mạch sẽ không hoạt động.

Chúng ta cùng xem lại mạch minh họa nguyên lý hoạt động của Thyristor nhé :

  • Đầu tiên ta đóng khóa K2 lại. Thyristor được đấu đúng theo nguyên tắc nhưng mạch vẫn không hoạt động (đèn không sáng)
  • Khi ta đóng K1. Nguồn điện U1 sẽ cấp vào cho Q2 dẫn kéo theo Q1 dẫn  => Dòng điện từ U2 sẽ đi qua Thyristor làm đèn sáng.
  • Do Thyristor có chức năng như một Diode nên nó sẽ tự duy trì được dòng điện qua nó khi có sự chênh lệch dòng A và K sau khi được kích hoạt 1 lần vào chân G. Khi ta ngắt khóa K1 thì đèn vẫn sáng.
  • Đèn sáng duy trì cho đến khi ta ngắt K2. Thyristor không được cấp nguồn nên sẽ ngưng hoạt động.
  • Khi Thyristor đã ngưng dẫn, ta đóng K2 nhưng đèn vẫn không sáng như trường hợp ban đầu.

Cách kiểm tra Thyristor như thế nào?

Cách kiểm tra Thyristor

Khi có Thyristor ta phải xác định chính xác 3 chân của nó : A-K và G

Ta dùng đồng hồ VOM chỉnh sang thang đo Ohm (Ω) x1. Đo chân A với que đen, chân K với que đỏ, ban đầu kim không lên, dùng Tua-vit chập chân A vào chân G ta thấy đồng hồ lên kim , sau đó bỏ Tua-vit ra => đồng hồ vẫn lên kim => như vậy là Thyristor tốt. Ngược lại thì Thyristor hỏng.

Cám ơn các bạn đã xem bài viết này. Nội dung bài viết chia sẻ đến các bạn đang tìm hiểu về các linh kiện điện tử bán dẫn môt cách chi tiết và đầy đủ nhất. Các ứng dụng chuyên sâu về Thyristor mình không giới thiệu ở đây, vì mình thấy đã đủ kiến thức căn bản nhất về Thyristor rồi.

Bài viết tham khảo : Diode là gì ?

 

 

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *